Descripción: Plantas de Vapor, diagramas T-S y de flujo Ciclo de Rankine Regenerativo Con Recalentamiento Intermedio (recopilación de información de libros e internet)
Descripción completa
vapor
Descripción: Ensayo sobre la teoría básica de calderas
Ciclo de Vapor Rankine Turbinas de Vapor
Descripción: Descripción detallada de Los Generadores de Vapor, Tipos, Uso y Aplicaciones
Combustibles gseosos %as licuado de petróleo %as de alumbrado de carbón
Com!o"e"tes !#i"$i!les Lafl ec has uper i ori ndi c al ae x ci t at r i z
BABomb mbadeAl i ment aci óndeCal der a BC Bomb mbadeCon de ns ad o BEBo mb mb ad eEn f r i a mi mi e nt oodeCi r c u l a c i ó n
VTFVe nt i l a do rd eTi r oFo r z a do VTIVent i l adordeTi r oI nduc i do
Des$#i!$ió" de los $om!o"e"tes te"ie"do e" $ue"t $#$te#ísti$s !#i"$i!les C#L&'(#: Cubierta e)terior de l$minas * perfiles met$licos autosoportados+ con paredes interiores ,ec,as de ladrillos refractarios+ sobre las que se colocan las tuberías+ las que terminan en cabe-ales comunes que se conectan al tanque de e.aporación/ &ependiendo del combustible empleado * del patrón de combustión+ se ajusta la geometría de la caldera/ 'l aire tomado de la atmósfera por el .entilador de tiro inducido/+ frecuentemente es precalentado+ para recuperar parte de la energía térmica que se escapa por la c,imenea/ !ara mejorar el flujo de los gases en combustión * aumentar la transferencia de calor a los tubos e.aporadores+ las calderas se dotan de .entiladores de tiro inducido+ que succionan los gases * los en.ían a la c,imenea/ &ebido a las altas temperaturas * presencia de elementos e)traños en el combustible+ los tubos de la caldera deben ser re.isados * limpiados periódicamente/ Los residuos de la combustión * el producto de la limpie-a de los tubos constitu*en elementos contaminantes cu*o destino puede crear serios problemas/ Los gases que se de.uel.en a la atmósfera+ también deben ser moti.o de especial atención por su contenido de C01+ a-ufre * otros contaminantes/ &ependiendo de la instalación * de los objeti.os que tenga+ es posible que .arias calderas se
conecten a un cabe-al común+ al cual se conecten a la .e- .arios turbogeneradores/ 'so tiene la .entaja de que cuando se pierde un elemento operati.o 2turbogenerador o caldera3 los restantes equipos pueden redistribuirse la demanda/ La m$s frecuente pr$ctica actual es tener unidades independientes/ !ara mejorar la eficiencia térmica de la plantas+ se recalienta el .apor antes lle.arlo a la turbina/ 's fundamental mantener el ni.el indicado de agua en las calderas+ así como también someter el agua a un tratamiento adecuado/ 45(67#: La turbina con.ierte la energía térmica del .apor en energía mec$nica que impulsa el generador/ 'l .apor se e)pande progresi.amente a medida que pasa por las .arias etapas de la turbina * se pueden reali-ar .arias e)tracciones de .apor+ bien sea utili-$ndolo para aumentar la temperatura del agua que se in*ecta a la caldera+ bien sea para lle.arlo de nue.o a la caldera para aumentar su temperatura * .olumen antes de pasarlo por la siguiente etapa de la turbina/ 'n el diagrama se muestra la turbina dentro de un solo en.oltorio o carcasa+ en la pr$ctica puede darse el caso que las diferentes etapas de la turbina se instalen en carcasas diferentes+ aunque mantengan un eje común+ que comparten con el generador/ C07&'7S#&0(: 'n la etapa final de su recorrido el .apor es lle.ado a presiones por debajo de la presión atmosférica+ para lo cual es necesario mantener un .acío a la salida de la turbina/ 'n esas condiciones el .apor pasa por el condensador+ donde un conjunto de tubos por cu*o interior circula agua a baja temperatura+ lo que produce su condensación/ 0btener agua de la temperatura * cantidades adecuadas es un factor determinante para definir la ubicación de una planta/ !or cuanto el proceso de condensación ele.a la temperatura del agua utili-ada para el enfriamiento+ es preciso tomar las pre.isiones del caso para e.itar la recirculación de dic,a agua/ 8unto con los gases de escape de la caldera+ la contaminación térmica deri.ada de la condensación del .apor es un problema ambiental importante/ !ese a las pre.isiones que se toman para preser.ar los sellos del circuito .apor9condensado+
dados los .olúmenes que se manejan se producen pérdidas cuantiosas de agua * .apor+ las cuales es necesario reponer adem$s de reponer el agua+ las plantas requieren un cuidadoso tratamiento de aguas/ La2s3 bomba2s3 de alimentación son otro componente fundamental * con frecuencia se instalan duplicadas o tres unidades de ;< de capacidad c9u/ =recuentemente son mo.idas por turbinas de .apor/
C07S6&'(#C607 =57&#>'74#L 5na termoeléctrica de .apor+ est$ compuesta por un .ariado * numeroso conjunto de subsistemas+ cada uno de los cuales maneja similares+ pero característicos procesos de con.ersión energética+ tanto en equipos fijos con constante mo.imiento de fluidos+ como es el caso de los intercambiadores de calor 2caldera+ condensador3+ como en equipos rotati.os donde ocurre generalmente una doble con.ersión: ,idromec$nica * electromec$nica/ 6nclu*éndose dentro del concepto ,idromec$nico+ el fluido de gases de combustión impulsado por los .entiladores+ así como el fluido de lubricantes líquidos impulsado por bombas/
P#i"$i!io de %u"$io"mie"to
C&CLOS DE POTENC&A DE VAPOR 'l .apor es el fluido de trabajo m$s empleado en los ciclos de potencia de .apor gracias a sus numerosas .entajas+ como bajo costo+ disponibilidad * alta entalpía de .apori-ación/ 0tros fluidos de trabajo inclu*en al sodio+ el potasio * el mercurio en aplicaciones de alta temperatura/ 'l objeti.o principal de una planta de potencia de .apor es producir energía eléctrica/ 'l ciclo de Carnot no es un modelo adecuado para los ciclos de potencia de .apor porque no se puede alcan-ar en la pr$ctica/ 'l ciclo modelo para los ciclos de potencia de .apor es el ciclo (an@ine/
EL C&CLO RAN'&NE
'l ciclo (an@ine es el ciclo ideal para las plantas de potencia de .apor/ 'l ciclo ideal (an@ine+ =igura 1/1A+ no inclu*e ninguna irre.ersibilidad interna * est$ compuesto por los siguientes cuatro procesos re.ersibles: #7BL6S6S &' '7'(%# &'L C6CL0 6&'#L (#7"67'
Los componentes del ciclo (an@ine 2bomba+ caldera+ turbina * condensador3 son dispositi.os de flujo estacionario/ Los cambios en la energía cinética * potencial del .apor suelen ser pequeños respecto de los términos de trabajo * de transferencia de calor *+ por consiguiente+ casi siempre se ignoran/ !or lo tanto+ se aplican las ecuaciones 1/D1 * 1/DE que corresponden a la ecuación de conser.ación de la masa * a la de conser.ación de la energía para flujo estacionario/
C6CL0 &' !04'7C6# &' F#!0( ('#L
'n el ciclo real se consideran las irre.ersibilidades en di.ersos componentes/ La fricción del fluido * las pérdidas de calor indeseables ,acia los alrededores son las dos fuentes m$s comunes de irre.ersibilidades/ &e particular importancia son las irre.ersibilidades que suceden dentro de la bomba * la turbina/ 5na bomba requiere una entrada de trabajo ma*or+ * una turbina produce una salida de trabajo m$s pequeña como consecuencia de las irre.ersibilidades/ 'n condiciones ideales+ el flujo por estos dispositi.os es isoentrópico/ La des.iación de las bombas * turbinas reales de las isoentrópicas se compensa e)actamente empleando eficiencias adiab$ticas+ definidas
LA EF&C&ENC&A T(R)&CA DEL C&CLO 's la eficiencia para una m$quina térmica
INCREMENTO DE LA EFICIENCIA DEL CICLO RANKINE
La eficiencia térmica del ciclo (an@ine se incrementa ele.ando la temperatura promedio a la cual se añade calor al fluido de trabajo *9o disminu*endo la temperatura promedio a la cual se rec,a-a el calor ,acia el medio de enfriamiento+ como un lago o un río/ La temperatura promedio durante el rec,a-o de calor se reduce bajando la presión de salida de la turbina/ 'n consecuencia+ la presión del condensador esta bastante por debajo de la presión atmosférica es decir corresponde a presión de .acío/ La temperatura promedio durante la adición de calor se incrementa ele.ando la presión de la caldera o sobrecalentando el fluido altas temperaturas/ Sin embargo+ ,a* un límite para el grado de sobrecalentamiento+ puesto que no se permite que la temperatura del fluido e)ceda un .alor metalúrgicamente seguro/
C&CLO &DEAL RAN'&NE CON RECALENTA)&ENTO 'l sobrecalentamiento tiene la .entaja adicional de disminuir el contenido de ,umedad del .apor a la salida de la turbina/ Sin embargo+ al disminuir la presión de escape o ele.ar la presión de la caldera se aumenta el contenido de ,umedad/ !ara apro.ec,ar las mejores eficiencias a presiones m$s altas en la caldera * presiones menores en el condensador+ el .apor suele recalentarse después de que se e)pande parcialmente en la turbina de alta presión+ como nuestra la =igura 1/E;/ 'sto se logra recalentando el .apor nue.amente en la caldera+ después de ,aberse e)pandido en la turbina de alta presión/ 'l .apor recalentado sale de la caldera * se e)pande en la turbina de baja presión ,asta la presión del condensador/ 'l recalentamiento disminu*e el contenido de ,umedad a la salida de la turbina/
C&CLO &DEAL RAN'&NE CON RE*ENERAC&ON 0tra manera de aumentar la eficiencia térmica del ciclo (an@ine es por medio de la regeneración/ &urante un proceso de este tipo+ el agua líquida 2agua de alimentación3 que sale de la bomba se calienta mediante algo de .apor e)traído de la turbina a cierta presión intermedia en dispositi.os denominados calentadores de agua de alimentación/ =igura 1/EG/ Las dos corrientes se me-clan en calentadores de agua de alimentación abiertos+ * la me-cla sale como un líquido saturado a la presión del calentador/ 'n calentadores de agua de alimentación cerrados+ el calor se transfiere
del .apor al agua de alimentación sin me-cla/ !or tanto+ un calentador de agua de alimentación abierto es+ en esencia+ una c$mara de me-cla+ * un calentador de agua de alimentación cerrado es un intercambiador de calor/
