Download - Turbinas Vapor Cogeneración CFB
CICLOS TÉRMICOS CON
VAPOR
• MSc. Ing. CAMILO FERNÁNDEZ B.
El barco de vapor en el
río Ohio
Este barco de vapor
transporta personas y
mercancías a lo largo
del río Ohio (Estados
Unidos)
1.- Introducción (II)
• GUNT instala una turbina de vapor industrial típica, tal y como se
representa. Se trata de una turbina de acción con una turbina
Curtis de dos etapas. La energía de presión del vapor se
transforma totalmente así en energía cinética en las toberas fijas
(1). La energía cinética del vapor se transforma mediante una
desviación doble en el rodete (2) en trabajo mecánico. El eje de
rodete (3) con el rodete en el medio está colocado sobre dos
rodamientos (4). La turbina dispone de un regulador de
revoluciones (5), que controla la alimentación de vapor mediante
una válvula de mariposa (6). La turbina está destinada al
accionamiento directo de las bombas y generadores y no tiene
engranajes.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoel%C3%A9ctrica
• Diagrama de una central térmica de carbón de ciclo convencional
1. Torre de refrigeración 10. Válvula de control de gases
19. Supercalentador 2. Bomba hidráulica 11.Turbina de vapor de alta
presión 20. Ventilador de tiro forzado 3. Línea de transmisión (trifásica)
12. Desgasificador21. Recalentador 4. Transformador (trifásico)
13. Calentador22. Toma de aire de combustión 5. Generador
eléctrico (trifásico)14. Cinta transportadora de carbón
23. Economizador6. Turbina de vapor de baja presión 15. Tolva de
carbón24. Precalentador de aire7. Bomba de
condensación16. Pulverizador de carbón25. Precipitador
electrostático8. Condensador de superficie17. Tambor de
vapor26. Ventilador de tiro inducido9. Turbina de media presión18.
Tolva de cenizas27. Chimenea de emisiones
• Barco de contenedores
Queen Elizabeth II
• Géiser
• Los géiseres lanzan gas y agua muy
caliente al exterior, agua que se puede
utilizar como fuente de energía.
Contenido
• Principios de operación
• Plantas de potencia de vapor
• El ciclo Rankine ideal de vapor
• Eficiencia
– Eficiencia mejorada – supercalentamiento
– Otras aplicaciones del vapor
• Ciclos Binarios, cogeneración, ciclos combinados trigeneración
• Energía Solar
Foto: Vista general : El HRSG y la TG de la Central térmica de
Chilina
Rotor de turbina
axial de vapor
COMPONENTES FUNDAMENTALES DE LAS TV
http://es.wikipedia.org/wiki/Portada
Rotor de turbina de vapor
CENTRAL TÉRMICA
ILO II
El ciclo RankineQENTRA
QSALE
WTURBINA
WBOMBA
Diagrama de Mollier del agua
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
3600
3700
3800
3900
4000
5
5,1
5,2
5,3
5,4
5,5
5,6
5,7
5,8
5,9 6
6,1
6,2
6,3
6,4
6,5
6,6
6,7
6,8
6,9 7
7,1
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9 8
8,1
8,2
8,3
8,4
8,5
s [kJ/kg-K]
h [k
J/k
g]
650 ºC
600 ºC
550 ºC
500 ºC
450 ºC
400 ºC
350 ºC
300 ºC
250 ºC
200 ºC
150 ºC
100 ºC
50 ºC
300 bar
200 bar
150 bar
100 bar
80 bar
60 bar
40 bar20 bar 10 bar
5 bar
2,5 bar
1 bar
0,5 bar
0,25 bar
0,1 bar
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,820,80
0,78
0,76
0,74
0,72
0,70
1,00
0,05 bar
Consideraciones para turbina
• Estado estable.
• Flujo de masa constante
• Expansión Isentrópica (s = Constante)
– Adiabática e irreversible
– No hay producción de entropia
• No hay cambios en las EC y EP
– Se hace la suposición habitual de ignorar los efectos
de las EC y EP en la entrada y salida de la turbina.
12
2
2
2
143 20 zzgVVhhmwQ Trc
4343 hhWhhm
WT
T
q2 = W12 + (h2 – h1) por lo tanto WB = h2 – h1 = v1. (P2-P1)
q2-3 = W2-3 + (h3 – h2) , entonces qA = q23 = h3 – h2
23
1243
hh
hhhhR
Tipos de calderas : Las pirotubulares y los acuotubulares
Sección cruzada de la turbina D-11 estructurada
TURBINA DE VAPOR CON
RECALENTAMIENTO
Alabes de la TAP y TBP
Esquema de central térmica convencional accionada con carbón
CICLO COMBINADO TG-TV
Ciclo GICC
Ciclo combinado MCI-TV y cogeneración
PreparaCION
MADERA
Astillas
Digestor
Licor negro
Evaporacion
Caldera
Recuperadora
Reactivos
Quimicos
Proceso
Generacion de
Celulosa
Reactivos
Quimicos a
Proceso
Vapor alta presion
Desechos
Combustibles
Caldera vapor
Vapor alta presion
Turbina
Vapor 29 bar a
sopladores
Vapor media
presion a proceso
Vapor baja presion
a proceso
Energia electrica a
consumo interno
Energia electrica a
venta externa
G
COGENERACIÓN: Planta de CELULOSA: Arauco y Energía Verde (Chile)
43MW
65MW
Agosto 97: Lecho
Fluidizado
TRIGENERACIÓN:
Ciclo por absorción para refrigeración para TV
Ciclo Cheng
ENERGÍA SOLAR
Conversión :
- Fototérmica –Alta, media y
baja temperatura
-- Fotovoltaica
-- fotoquímica
Central de torre
SE puede llegar a
temperaturas de hasta
2000ºC, y usarlas de
diferentes maneras
Usan heliostatos que puede
tener entre 20 y 50 m2 y el
número de paneles entre
100 y 300, algunos casos
hasta 2000, cubriendo
hasta una hectarea de
superficie.
Su movimiento es con
ordenador
Concentrador cilindro parabólico
Su temperatura puede llegar hasta los
400ºC.
MUCHAS GRACIAS
Baja Temperatura• Calentamiento solar
• Las placas solares, también llamadas
colectores, utilizan la energía del Sol para
calentar agua, que servirá para la calefacción y
el suministro de agua caliente de la casa