ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULT FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS CENTRALES TERMOELECTRICAS - VAPOR, GAS Y COMBINADO
ENSAYO DE LA CATEDRA DE SISTEMAS TERMICOS Y LABORATORIO
AUTOR: LUIS ISRAEL SAGÑAY QUISHPE
PROFESORA: ING# ROCIO GUAPULEMA
RIOBAMBA, JUNIO DE $"!%
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS CENTRALES TERMOELECTRICAS - VAPOR, GAS Y COMBINADO Introducción:
La electricidad es esencial en nuestras vidas, muchas de nuestras actividades dependen de manera directa o indirecta de la corriente eléctrica, desde que nos levantamos hasta que nos acostamos hacemos un uso constante de la electricidad sin ser conscientes de ella, esta electricidad se genera en las centrales eléctricas que usan diferentes tipos de energía para su generación, las hidroeléctricas el agua, los parques eólicos el viento, las nucleares el uranio y las térmicas el gas natural el carbón o el fuel oil. D!"rro##o:
Las centrales eléctricas aportan gran cantidad de electricidad a la red ;Las centrales térmicas de ciclo combinado usan como combustible gas natural para generar electricidad, se caracterizan por utilizar dos tipos de turbina una a gas y otra de vapor , la gas gira por la acción de los gases de escape, y otra de vapor que gira con el vapor que se genera aprovechando el calor de los gases de escape resultante de la combustión del gas natural , el gas natural es el más limpio de los combustibles fósiles debido a su composición química .!" $Có%o &uncion" un" cntr"# d cic#o co%'in"do(
#l gas natural que se utiliza como combustible para generar energía llega a la central y es $ltrado y acondicionado a las necesidades especí$cas de presión y temperatura para el correcto funcionamiento de la turbina de gas, después entra en las cámaras de combustión de la turbina de gas, donde se combustiona %unto con el aire que ha sido comprimido en el compresor, la reacción de combustión genera una gran cantidad de energía térmica que hace que los gases obtenidos se e&pandan por el cuerpo de la turbina, en la turbina hay un e%e recubierto de alabes o palas que al recibir el impacto de los gases gira a una gran velocidad '((( rpm apro&imadamente.
#sta energía mecánica del e%e es transformada en ene rgía eléctrica a través del generador, el generador consta de dos partes, u n rotor lleno de electroimanes, y un estator cubierto de bobinas de material conductor, el movimiento de los imanes genera un campo magnético variable que induce electricidad en el bobinado .!"
Los gases de escape productos de la combustión ingresan a la caldera de recuperación de calor, ahí seden calor al agua y es transformada en vapor de agua que es la fuente de calor que hace girar la turbina de vapor, el agua es tratada libre de sales para que no hagan da)o a los alabes de la turbina, así la combustión del gas tiene dos propósitos mover la turbina de gas y ser la fuente de calor para el agua que mueve la turbina de vapor. La turbina de vapor es la encargada de transformar la energía térmica en energía mecánica haciendo girar su propio generador, esta turbina está constituida por tres cuerpos de alta presión, de media presión, y de ba%a presión, desde la caldera de recuperación el vapor generado es conducido hasta la turbina, el vapor de alta presión se e&pande por el cuerpo de alta presión haciendo girar el e%e de la turbina con la ayuda de los alabes
*l salir es dirigido nuevamente a la caldera donde recupera temperatura y vuelve a la turbina, e ingresa al cuerpo de media presión donde se e&pande moviendo el e%e, en el cuerpo de ba%a presión repetirá el proceso de e&pansión y movimiento del e%e $nal mente el vapor sale al condensador donde se enfría y vuelve a su estado líquido. +ada central utiliza un tipo de agua dependiendo su lugar geográ$co, si está cerca del mar utilizara un sistema de refrigeración abierta que utilizara agua de mar que luego será devuelta, si está le%os utilizara torres de refrigeración que van recirculando el agua utilizada, una vez el agua condensada se dirige a la caldera donde se convierte en vapor, de esta manera se cierra el circuito aguavapor.!" Vnt")"! * d!+nt")"! d #"! cntr"#! tr%o#ctric"! Vnt")"!:
-on las centrales más baratas de construir teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado/, especialmente las de carbón, debido a la simplicidad comparativamente hablando/ de construcción y la energía generada de forma masiva. Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más e$cientes alcanzan el 0(1/ que una termoeléctrica convencional, aumentando la energía eléctrica generada y por tanto, las ganancias/ con la misma cantidad de combustible, y reba%ando las emisiones citadas más arriba en un 2(1, (,'0 3g de +42, por 35h producido.2" Incon+nint!:
#l uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, %unto a partículas volantes en el caso del carbón/ que pueden contener metales pesados. *l ser los combustibles fósiles una fuente de energía $nita, su uso está limitado a la duración de las reservas y6o su rentabilidad económica. -us emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. *fectan negativamente a los ecosistemas 7uviales debido a los vertidos de agua caliente en estos. -u rendimiento en muchos casos/ es ba%o comparado con el rendimiento ideal/, a pesar de haberse realizado grandes me%oras en la e $ciencia un '(8(1 de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad, de media/.2" Vnt")"! * d!+nt")"! d #o! cic#o! co%'in"do!: Ventajas • • • • • • • •
-on económicas. -on e$cientes. #l coste del combustible es ba%o. Las obras de construcción son rápidas. 9ueden traba%ar ininterrumpidamente. #l combustible tarda bastante en consumirse. La empresa obtiene bene$cios en poco tiempo. La central se amortiza en un corto periodo de tiempo.
Incon+nint!: • •
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+ontaminan el aire. +alientan el agua de las torres de refrigeración y ésta vuelve caliente al río o al mar con lo que el ecosistema de ese lugar muere o desaparece, ya que n unca logra adaptarse. Los tendidos eléctricos pueden provocar trastornos en las personas que viven por donde pasan los cables. 9uede provocar lluvia ácida. *umentan los niveles de ozono en el aire. 9uede provocar da)os en la salud de las personas, asma: 9rovoca ruidos. asta mucha agua.
Conc#u!ion: •
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Las termoeléctricas son parte fundamental del -istema conectado nacional pues en épocas del a)o e&iste ba%a producción de energía eléctrica en las hidroeléctricas. #l crecimiento de la población así como de la industria en nuestro país ha hecho que la demanda de energía sea más grande, por lo tanto las centrales térmicas ayudan de gran manera a abastecer esta demanda. -e propone una planta de >ltima tecnología en base a la quema de carbón, en la ciudad de ventanas, la cual sería una alternativa para el país, puesto qu e estas tecnologías son menos da)inas para el medio ambiente.
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La matriz energética del país es muy importante, en termo gas ?achala se empieza a innovar por medio de un ciclo combinado que aumentara la producción en 20( 1 para el 2(!@ la cual aportara de '20 ?5 al sistema nacional interconectado. La producción de energía también es importante por el ahorro energético que se tendrá en el país, y con este ahorra se podara me%orar la educación, la salud etc.
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