UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
SISTEMA DE ESCAPE DE UNA CENTRAL TÉRMICA A GAS APROVECHAMIENTO DE LOS GASES DE ESCAPE DE UNA TURBINA A GAS
En ese informe se describe la utilización de los gases de escape en especial de su aprovechamiento aprovechamiento para la desalinización de agua de mar.
Aprovechamiento de los gases de escape de una turbina a gas Una turbina a gas es un motor térmico rotativo, que a partir de la combustión del combustible se genera energía mecánica que utilizada para mover un generador. Después que ocurre dicha combustión queda como producto una cantidad importante de calor en forma de gases calientes que puede ser aprovechado por medio de un recuperador de calor. Una forma de aprovechar al máximo la recuperación de la energía en los gases de escape es generando vapor a múltiples niveles de presión para luego ser inyectado a una turbina de vapor. A este procedimiento se le conoce como ciclo combinado. Existen diversas variantes del ciclo combinado que intentan mejorar la eficiencia de éste, entre las más importantes tenemos:
El Ciclo STIG (Steam I nj ected Gas Tur bin e System ) que genera vapor mediante el recuperador de calor para luego ser inyectado en la cámara de combustión de la misma turbina a gas. El propósito de esta configuración es incrementar el flujo másico que pasa a través de los alabes de la turbina, que son encargados de transmitir la energía del fluido de trabajo, en este caso, la mezcla de gases de combustión y vapor sobrecalentado, al rotor. Un inconveniente de esta variante es la gran cantidad de agua requerida para la formación del vapor, debido a que no hay recuperación del agua utilizada. El ciclo STIG con turbina de vapor que primeramente genera un flujo de vapor a una presión A, luego genera un flujo de vapor a una presión B, siendo mayor que A, a continuación se produce potencia en un segundo eje por la expansión parcial de B – en una turbina de vapor – hasta los niveles de presión de A. Finalmente, se unen los dos flujos de vapor, de presión A, y se inyectan en la cámara de combustión de la turbina a gas para incrementar su potencia de salida. Al igual que en el ciclo STIG, no hay recuperación de agua utilizada para generar vapor. El ciclo Cheng avanzado logra la unión del ciclo Brayton y el ciclo Rankine sin requerir de generador eléctrico adicional, condensador, turbina de vapor, torre de enfriamiento ni grandes sistemas auxiliares. Este sistema opera como un carburador, en un motor de gasolina, al momento de inyectar vapor sobrecalentado dentro de la cámara de combustión de la turbina para alcanzar la mayor eficiencia y potencia posibles. En esta técnica, la combustión del gas calienta la mezcla de aire y vapor a la temperatura de trabajo de la turbina de combustión y permite su operación a temperaturas superiores a 1450 °C. En consecuencia, el incremento de potencia es debido no solo al aumento de flujo másico a través de la maquina sino también a las elevadas temperaturas de los gases a la entrada del rotor de la turbina. En este proceso, el vapor trabaja sinérgicamente con la mezcla airecombustible, lo cual eleva su potencial térmico. El ciclo Cheng presenta el mismo
inconveniente que los ciclos STIG y STIG con turbina de vapor, puesto que en este sistema tampoco hay recuperación del agua utilizada para la producción de vapor.
. Esquema del ciclo STIG Fi gura 1
con turbina de vapor. Fuente: Capella, M. & Vásquez, D. Alternativas para incrementar la eficiencia y capacidad de las turbinas a gas
. Esquema ciclos STIG y Cheng. Fuente: Fi gura 2
Capella, M. & Vásquez, D. Alternativas para incrementar la eficiencia y capacidad de las turbinas a gas.
Pero los recuperadores de calor no solo se utilizan para generar vapor e incrementar la potencia de la central, son que también se puede aplicar en procesos de desalinizador de agua de mar. Como ejemplo tenemos la central térmica de Abu Zeniema ubicada en la República Árabe de Egipto.
BIBLIOGRAFÍA [1] Ramírez, J. 2014. Centrales eléctricas. En CEAC de electricidad (1, pp. 529-536) Barcelona: CEAC. [2] Capella, M. & Vásquez, D. (2000, Octubre 10). Alternativas para incrementar la eficiencia y capacidad de las turbinas a gas. Ingeniería & Desarrollo, 8, pp. 95-98.
