TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES COACALCO
INGENIERIA ELECTROMECANICA
CENTRAL TERMICA DE GAS
ASESOR:
ING. EDUARDO OROZCO MAGALLON
ALUMNOS:
FERNANDO REYES GONZALEZ
SANCHEZ ALEXANDER EDGAR
NAVA LAZARO IVAN DANIEL
FECHA: 10 DE ABRIL 2013
Introducción
El sector eléctrico ha experimentado sorprendentes mejoras en los últimos 15 años. El acceso a la electricidad ha crecido del 45% en 1990 al 88.8% en junio de 2011 , a la vez que mejoró la calidad y la eficacia de la prestación del servicio. Estas mejoras fueron posibles gracias a las privatizaciones posteriores a las reformas iniciadas en 1992. Al mismo tiempo, las tarifas de electricidad han permanecido en consonancia con el promedio de América Latina. Sin embargo, aún quedan muchos retos. Los principales son el bajo nivel de acceso en las áreas rurales y el potencial sin explotar de algunas energías renovables. La capacidad actual de generación de electricidad está dividida de manera uniforme entre las fuentes de energía térmica e hidroeléctrica. El renovado y reciente dinamismo del sector eléctrico del país se basa en el cambio por plantas a gas natural, fomentado por la producción del campo de gas .
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Centrales Térmicas de Gas Natural Definición de Central Termoeléctrica
Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como gas natural .Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica .Contribuye al efecto invernadero, pues libera dióxido de carbono. Centrales Turbo Gas Ciclo Abierto Diesel
Este tipo de centrales se caracteriza por tener una turbina especialmente diseñada para transformar la combustión de un gas a alta presión en el movimiento de un eje solidario al rotor del generador, con la consiguiente generación de energía eléctrica. En la figura NO 1 se muestra los elementos que participan en el proceso que se lleva a cabo en este tipo de central.
Figura 1
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Como se puede observar el compresor toma aire de la atmósfera, lo comprime y lo deposita en la cámara de combustión, en donde al mismo tiempo se inyecta combustible y se provoca la combustión .Esta combustión provoca la rápida expansión de los gases, lo que hace mover la turbina y a través de ésta el eje del generador .Luego de este proceso el aire es devuelto a la atmósfera, por esta razón es llamada “ciclo abierto” El combustible que se utiliza para hacer la mezcla en la cámara de combustión es principalmente gas natural, al final aproximadamente sólo un 34% de la energía térmica es transformada en energía eléctrica. Se ha diferenciado dos mercados dentro de las turbinas a gas , basándose en las potencias: a) Turbinas de gas industriales de baja potencia ( con una potencia inferior a 10-13 MW) b) Turbinas de gas industriales de alta potencia ( con una potencia superior a los 10-13 MW) El costo de inversión en este tipo de centrales es bajo, con un costo unitario aproximado de 450 US$/KW en una central de 240 MW de potencia. Antecedentes Básicos sobre el funcionamiento Ciclo utilizado
El ciclo de la turbina a gas es el ciclo Joule o Brayton, el cual se ilustra en la figura N o2
Figura 2
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Consta de las siguientes evoluciones:
En 1 se toma aire ambiente. Este se comprime hasta 2 según adiabática (idealmente sin roce, normalmente una poli trópica con roce). Luego el aire comprimido se introduce a una cámara de combustión .Allí se le agrega una cierta cantidad de combustible se introduce a una cámara de combustión .Allí se le agrega una cierta cantidad de combustible y este se quema .Al producirse la combustión se realiza la evolución 2-3.Típicamente esta es isobárica, pues se pierde un poco de presión por roce). Como a la cámara de combustión entra tanto fluido como el que sale, la presión casi no varía .La temperatura T 3 es una temperatura crítica, pues corresponde a la mayor temperatura en el ciclo .Además también es la mayor presión .Por lo tanto los elementos sometidos a T3 serán más solicitados.
A continuación viene la expansión de los gases hasta la presión ambiente .Esta expansión se divide en dos fases : en la primera fase ( de 3 a 3’) el trabajo de expansión se recupera en una turbina que sirve para accionar el compresor .En la segunda fase ( de 3’ a 4) existen dos opciones :
Si entre 3’ y 4 se instala una turbina, el trabajo de expansión se convierte en trabajo mecánico .Se trata de un turbo propulsor o lo que
comúnmente se llama turbina a gas. Si entre 3’ y 4 se sigue con la expansión de los gases en una tobera, el trabajo de expansión se convierte en energía cinética en los gases. Esta energía cinética sirve para impulsar el motor .Se trata de un motor a reacción. 4
Finalmente los gases de combustión se evacúan a la atmósfera en 4. La evolución 4-1 es virtual y corresponde al enfriamiento de los gases hasta la temperatura ambiente.
Principales Centrales Térmicas a Gas en el Perú
1. Central Térmica de Mollendo ( 71 MW ) : Ubicación - Arequipa e Ica Comprende dos turbinas en ciclo abierto, modelo PG6561 (B) , de 35,5 MW c/u . 2. Central térmica Ventanilla ( 200 MW) : Ubicación –Ventanilla Comprende dos turbogases W501D5 de 100 MW cada una, oleoducto de 4 KM de longitud y una estación de transformación de 13.8/ 220kv. 3. Central Térmica Trujillo (62 MW) :Ubicación – Ancash y La Libertad Comprende 3 turbinas a gas Frame 5 de la central térmica de Chimbote. (3 x 20,5 MW). 4. Central Térmica Chilca (535.9 MW) : Ubicación –Cañete Comprende tres turbinas a gas natural , es la primera central
Conclusiones
El uso de gas en las centrales térmicas, además de reducir el impacto ambiental, mejora la eficiencia energética.
Menores costos de la energía empleada en el proceso de fabricación y menores emisiones de CO2 y otros contaminantes a la atmósfera .La eficiencia de estas no supera el 35%.
A diferencia de las centrales que operan con carbón las centrales térmicas a gas es que elimina los parques de almacenamiento, las instalaciones de secado y molienda, la evacuación de escorias; aumenta la vida de las calderas por la ausencia de incrustaciones y corrosiones y facilita considerablemente el control de la combustión.
Cuando sustituye al fuel oil permite suprimir los depósitos de almacenamiento, las instalaciones de bombeo, el consumo de vapor para el calentamiento de depósitos, tuberías e inyección en los mecheros de combustión.
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Bibliografia
CENGEL, Yunus A. (2009) Termodinámica. México, D.F. : McGraw-Hill.
http://www.minem.gob.pe
http://www.enersur.com.pe
http://mercadoenergia.com/mercado/2010
http://www.cesel.com.pe
http://www.revistaenergetica.com/tag/centrales-termicas/
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