FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL EPEII05 Termodinmica Docente:
Nora Bernal PortillaEquipo de investigacin:
CENTRAL TERMICA A GAS
Ruiz Ponce De Len, Sandra u200120235 Evelyn Guadalupe Guadalupe
u201115022 Alex Cristobal Simeon u200914204
Seccin: I62-A EPE 2011-2
Introduccin
El sector elctrico en el Per ha experimentado sorprendentes
mejoras en los ltimos 15 aos. El acceso a la electricidad ha
crecido del 45% en 1990 al 88.8% en junio de 2011 , a la vez que
mejor la calidad y la eficacia de la prestacin del servicio. Estas
mejoras fueron posibles gracias a las privatizaciones posteriores a
las reformas iniciadas en 1992. Al mismo tiempo, las tarifas de
electricidad han permanecido en consonancia con el promedio de
Amrica Latina. Sin embargo, an quedan muchos retos. Los principales
son el bajo nivel de acceso en las reas rurales y el potencial sin
explotar de algunas energas renovables. La capacidad actual de
generacin de electricidad est dividida de manera uniforme entre las
fuentes de energa trmica e hidroelctrica. El renovado y reciente
dinamismo del sector elctrico del pas se basa en el cambio por
plantas a gas natural, fomentado por la produccin del campo de gas
de Camisea en la selva amaznica.
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Centrales Trmicas de Gas Natural Definicin de Central
Termoelctrica Una central termoelctrica o central trmica es una
instalacin empleada para la generacin de energa elctrica a partir
de la energa liberada en forma de calor, normalmente mediante la
combustin de combustibles fsiles como gas natural .Este calor es
empleado por un ciclo termodinmico convencional para mover un
alternador y producir energa elctrica .Contribuye al efecto
invernadero, pues libera dixido de carbono. Centrales Turbo Gas
Ciclo Abierto Diesel Este tipo de centrales se caracteriza por
tener una turbina especialmente diseada para transformar la
combustin de un gas a alta presin en el movimiento de un eje
solidario al rotor del generador, con la consiguiente generacin de
energa elctrica. En la figura NO 1 se muestra los elementos que
participan en el proceso que se lleva a cabo en este tipo de
central.
Figura 1
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Como se puede observar el compresor toma aire de la atmsfera, lo
comprime y lo deposita en la cmara de combustin, en donde al mismo
tiempo se inyecta combustible y se provoca la combustin .Esta
combustin provoca la rpida expansin de los gases, lo que hace mover
la turbina y a travs de sta el eje del generador .Luego de este
proceso el aire es devuelto a la atmsfera, por esta razn es llamada
ciclo abierto El combustible que se utiliza para hacer la mezcla en
la cmara de combustin es principalmente gas natural, al final
aproximadamente slo un 34% de la energa trmica es transformada en
energa elctrica. Se ha diferenciado dos mercados dentro de las
turbinas a gas , basndose en las potencias: a) Turbinas de gas
industriales de baja potencia ( con una potencia inferior a 10-13
MW) b) Turbinas de gas industriales de alta potencia ( con una
potencia superior a los 10-13 MW) El costo de inversin en este tipo
de centrales es bajo, con un costo unitario aproximado de 450
US$/KW en una central de 240 MW de potencia. Antecedentes Bsicos
sobre el funcionamiento Ciclo utilizado El ciclo de la turbina a
gas es el ciclo Joule o Brayton, el cual se ilustra en la figura
No2
Figura 2
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Consta de las siguientes evoluciones: En 1 se toma aire
ambiente. Este se comprime hasta 2 segn adiabtica (idealmente sin
roce, normalmente una poli trpica con roce). Luego el aire
comprimido se introduce a una cmara de combustin .All se le agrega
una cierta cantidad de combustible se introduce a una cmara de
combustin .All se le agrega una cierta cantidad de combustible y
este se quema .Al producirse la combustin se realiza la evolucin
2-3.Tpicamente esta es isobrica, pues se pierde un poco de presin
por roce). Como a la cmara de combustin entra tanto fluido como el
que sale, la presin casi no vara .La temperatura T3 es una
temperatura crtica, pues corresponde a la mayor temperatura en el
ciclo .Adems tambin es la mayor presin .Por lo tanto los elementos
sometidos a T3 sern ms solicitados.
A continuacin viene la expansin de los gases hasta la presin
ambiente .Esta expansin se divide en dos fases : en la primera fase
( de 3 a 3) el trabajo de expansin se recupera en una turbina que
sirve para accionar el compresor .En la segunda fase ( de 3 a 4)
existen dos opciones : Si entre 3 y 4 se instala una turbina, el
trabajo de expansin se convierte en trabajo mecnico .Se trata de un
turbo propulsor o lo que comnmente se llama turbina a gas. Si entre
3 y 4 se sigue con la expansin de los gases en una tobera, el
trabajo de expansin se convierte en energa cintica en los gases.
Esta energa cintica sirve para impulsar el motor .Se trata de un
motor a reaccin.4
Finalmente los gases de combustin se evacan a la atmsfera en 4.
La evolucin 4-1 es virtual y corresponde al enfriamiento de los
gases hasta la temperatura ambiente.
Principales Centrales Trmicas a Gas en el Per 1. Central Trmica
de Mollendo ( 71 MW ) : Ubicacin - Arequipa e Ica Comprende dos
turbinas en ciclo abierto, modelo PG6561 (B) , de 35,5 MW c/u . 2.
Central trmica Ventanilla ( 200 MW) : Ubicacin Ventanilla Comprende
dos turbogases W501D5 de 100 MW cada una, oleoducto de 4 KM de
longitud y una estacin de transformacin de 13.8/ 220kv. 3. Central
Trmica Trujillo (62 MW) :Ubicacin Ancash y La Libertad Comprende 3
turbinas a gas Frame 5 de la central trmica de Chimbote. (3 x 20,5
MW). 4. Central Trmica Chilca (535.9 MW) : Ubicacin Caete Comprende
tres turbinas a gas natural , es la primera central
Conclusiones El uso de gas en las centrales trmicas, adems de
reducir el impacto ambiental, mejora la eficiencia energtica.
Menores costos de la energa empleada en el proceso de fabricacin y
menores emisiones de CO2 y otros contaminantes a la atmsfera .La
eficiencia de estas no supera el 35%. A diferencia de las centrales
que operan con carbn las centrales trmicas a gas es que elimina los
parques de almacenamiento, las instalaciones de secado y molienda,
la evacuacin de escorias; aumenta la vida de las calderas por la
ausencia de incrustaciones y corrosiones y facilita
considerablemente el control de la combustin. Cuando sustituye al
fuel oil permite suprimir los depsitos de almacenamiento, las
instalaciones de bombeo, el consumo de vapor para el calentamiento
de depsitos, tuberas e inyeccin en los mecheros de combustin.
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Bibliografia
CENGEL, Yunus A. (2009) Termodinmica. Mxico, D.F. : McGraw-Hill.
http://www.minem.gob.pe http://www.enersur.com.pe
http://mercadoenergia.com/mercado/2010 http://www.cesel.com.pe
http://www.revistaenergetica.com/tag/centrales-termicas/
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