Ciclo De Potencia De Gas Combinado 2d196n

Ciclo de potencia combinado de gas y vapor El ciclo combinado de gas y vapor es el resultado de una constante busqueda por mejorar la eficiencia térmica de las centrales termoeléctricas para la producción de energía eléctrica. Uno de los ciclos más importantes en este ámbito es el ciclo combinado Brayton (turbina de gas) con ciclo Rankine (turbina de vapor). Como bien sabemos se han analizado estos dos ciclos individualmente, pero es sabido que al combinar ambos ciclos se obtiene una eficiencia térmica más alta que cualquiera de los ciclos ejecutados individualmente. Por las propiedades de un gas y de un vapor, es conocido que son estados de una sustancia diferentes entre si y una de las grandes diferencias de estos dos ciclos que trabajan con esos estados respectivamente es que los ciclos de turbina de gas operan a grandes temperaturas, más elevadas que las del ciclo Rankine o de turbina de vapor. El uso de temperaturas muy elevadas en las turbinas de gas a sido gracias a los avances tecnológicos realizados en los álabes, en lo que se refiere al material del que están hechos y al revestimiento utilizado. Normalmente se utilizan aleaciones de titanio o de níquel y se les rrealizan pruebas mecánicas para que tengan una resitencia al desgaste y a la fátiga, aparte de las altas temperaturas antes mencionadas. Se requiere demasiado cuidado en el montaje que se realiza sobre el rotor, ya que al estar expuesto a muchas vibraciones podría causar su desprendimiento.

La temperatura promedio a la entrada de la turbina en la centrales termoeléctricas de vapor es alrededor de 620 ºC, demasiado inferiores al promedio de temperatura en las centrales eléctricas de turbina de gas alrededor de 1425 ºC. A simple vista las ventajas se las lleva el ciclo Brayton por utilizar turbina de gas debido a que las grandes temperaturas producen una elevada eficiencia térmica.

Una gran desventaja que presenta el ciclo Brayton es la elevada temperatura a la que sale el gas de la turbina, lo que genera mucha perdida de energía y pierde parte de la eficiencia térmica. Por esta razón se recomienda aprovechar los gases de escape o deshechos del ciclo, como fuente de energía de otro ciclo que trabaje a temperaturas menores, como es el caso del ciclo Rankine o de potencia de vapor. Como resultado de esta unión se tiene el ciclo combinado de gas y vapor. En este ciclo los gases de escape se introducen a un intercambiador de calor que se sustituye por la caldera en el ciclo Rankine y de esta forma el agua que sale de la bomba y entra al intercambiador de calor se vuelve vapor por la adición de calor de los gases de escape del ciclo Brayton. De esta forma se aprovecha el gas que escapa del ciclo de turbina de gas.

El ciclo combinado de gas y vapor a tenido resultados positivos en la eficiencia del ciclo y en la cuestión económica, pues a resultado un ahorro económico y energético a gran escala. En todo el mundo se han reportado eficiencia rondando por encima del 40%. Entre las centrales termoeléctricas que han utilizado este ciclo combinado se encuentran:

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Tohoku en Nigata, Japón: Es una central combinada de 1090 MW puesta en marcha en 1985, poseyendo a la fecha una eficiencia térmica del 44% con la utilización de dos turbinas de vapor y seis turbinas de gas. La relación de compresión utilizada es de 14 en los compresores, mientras que el flujo másico es de 443 kg/s.

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Siemens en Ambarli, Turquía: Central de ciclo combinado de 1350 MW que fue fundada en 1988, siendo considerada la central más eficiente llegando a un porcentaje de 52.5% con seis turbinas de gas y tres de vapor.