Central térmica
Una central de ciclo combinado suele utilizar una turbina de gas para accionar un generador eléctrico y recupera el calor residual del escape de la turbina para generar vapor. El vapor del calor residual se hace funcionar a través de una turbina de vapor para proporcionar electricidad suplementaria. La eficiencia eléctrica global de un sistema de ciclo combinado suele rondar el 50-60%, lo que supone una mejora sustancial respecto a la eficiencia de una aplicación simple de ciclo abierto, que se sitúa en torno al 33%.
Un sistema de ciclo combinado es la tecnología tradicional elegida para la mayoría de las grandes centrales eléctricas terrestres, por lo que está bien establecida. Esta tecnología también se utiliza en algunas instalaciones marinas desde hace más de 10 años. La mayoría de las instalaciones marinas están diseñadas para generar energía a partir de turbinas de gas de ciclo abierto que ofrecen costes de capital, tamaño y peso reducidos (por MW instalado), pero con una eficiencia energética y unos costes de combustible por unidad de producción comprometidos. El funcionamiento de los sistemas de ciclo combinado es adecuado para aplicaciones de carga estable, pero menos adecuado para aplicaciones en alta mar con perfiles de carga variables o decrecientes. En un nuevo desarrollo «greenfield» que incorpore un diseño de sistema de ciclo combinado, el tamaño de la turbina de gas puede optimizarse y es probable que sea más pequeña que una configuración equivalente de ciclo abierto. Además, la unidad de recuperación de calor residual (WHRU) puede sustituir al silenciador de la turbina de gas, mitigando así algunas de las limitaciones de espacio y peso. El calor residual puede utilizarse en lugar de los calentadores, lo que mejora la eficiencia global del sistema. El uso de la tecnología de ciclo combinado depende de la demanda de energía y calor de la instalación. La tecnología de ciclo combinado es más rentable en las instalaciones más grandes. En una instalación en la que la demanda de calor es grande, el calor residual de la WHRU se utilizará normalmente para otras aplicaciones de calefacción, por lo que quedará poco calor residual para la generación de electricidad.
Como funciona un sistema de ciclo combinado del momento
La función de una central de ciclo combinado es suministrar electricidad a un emplazamiento local o, más comúnmente, a una red eléctrica para su uso por los consumidores. Los principales componentes de una central de ciclo combinado son una turbina de gas, un generador de vapor con recuperación de calor, una turbina de vapor y los sistemas de equilibrio de la central.
Para entender en qué se diferencia una central de ciclo combinado de otros tipos de centrales eléctricas, conviene conocer los principios de funcionamiento de otras centrales. Una central de ciclo simple se compone principalmente de turbinas de gas y no tiene capacidad de recuperación de calor. Los gases de escape calientes de las turbinas simplemente se liberan a la atmósfera, lo que hace que la central sea mucho menos eficiente que otros tipos, pero es más barata de construir y explotar. En este tipo de central, sólo se utiliza una turbina de gas para hacer funcionar un generador para la producción de electricidad. Otro tipo de central es la de cogeneración. Utiliza los gases de escape calientes de una turbina de gas para producir vapor en un generador de vapor con recuperación de calor. A continuación, el vapor se envía al exterior, donde se utiliza en otra instalación o para proporcionar vapor a procesos distintos de la generación eléctrica. En este tipo de central, similar a la de ciclo simple, sólo se utiliza una turbina de gas para hacer funcionar un generador para la producción de electricidad.
Como funciona un sistema de ciclo combinado 2021
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Central nuclear
Un reciente informe de Black & Veatch indica que en la próxima década el número de proyectos con tecnología de ciclo combinado aumentará nada menos que un 3,1%. Sólo hay una razón para esta previsión: la alta eficiencia de las centrales de ciclo combinado. En este post, intentaremos descifrar cuál es el secreto de esta eficiencia.
Como su nombre indica, las centrales de ciclo combinado combinan las tecnologías de gas y vapor. Una central de ciclo combinado se basa en el simple hecho de que una turbina de gas produce tanto energía como gases de escape calientes. Mientras la energía se canaliza a un generador, los gases calientes se utilizan para producir vapor. Este vapor hace funcionar una turbina de vapor para producir energía adicional.
Al igual que una planta de turbina de gas de ciclo simple, la turbina de gas de ciclo combinado implica la entrada de aire como primera etapa. El aire pasa por una sección considerable donde se somete a limpieza y refrigeración en función de las condiciones de control. El objetivo de este proceso es garantizar que el aire de entrada sea seguro para el compresor de la turbina. Cabe señalar que el aire contiene varias impurezas que pueden dañar el compresor y otros componentes de la turbina. Estas impurezas se clasifican generalmente como contaminantes en estado sólido, líquido y gaseoso.