1_trabajo Centrales Hidroelectricas

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA: INGENIERIA CIVIL

TRABAJO PRACTICO N 02

CURSO:

INSTALACIONES EN INTERIORES

ALUMNO:

CHRISTIAN ALEXANDER ALEGRE MONTALVO 2008209046

DOCENTE:

ING.

ANCASH PERU

CENTRALES HIDROELECTRICAS Y

TERMICAS EN EL PERU

UNIVERSIDAD SAN PEDRO

CHRISTIAN ALEGRE MONTALVO Pgina 2

I. CENTRALES HIDROELECTRICAS

1.1. Concepto

En una central hidroelctrica utiliza la energa hidrulica para la generacin de

energa elctrica. Son el resultado actual de la evolucin de los antiguos molinos

que aprovechaban la corriente de los ros para mover una rueda.

En general, estas centrales aprovechan la energa potencial gravitatoria que posee la

masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, tambin conocido como

salto geodsico. El agua en su cada entre dos niveles del cauce se hace pasar por

una turbina hidrulica la cual transmite la energa a un generador donde se

transforma en energa elctrica.

Fig. N 01: Central Hidroelctrica y Corte transversal de una represa hidroelctrica.

1.2.Aprovechamiento de la energa hidrulica

Los antiguos aprovechaban ya la energa del agua; utilizaban ruedas hidrulicas

para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de

carga retras su aplicacin generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media,

las enormes ruedas hidrulicas de madera desarrollaban una potencia mxima de

cincuenta caballos. La energa hidroelctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero

civil britnico John Smeaton, que construy por primera vez grandes ruedas

hidrulicas de hierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante

la Revolucin Industrial. Impuls a las industrias textiles y del cuero y los talleres

de construccin de mquinas a principios del siglo XIX. Aunque las mquinas de

vapor ya estaban perfeccionadas, el carbn era escaso y la madera poco

satisfactoria como combustible. La energa hidrulica ayud al crecimiento de las

nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y Amrica hasta la

construccin de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbn a

bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalacin de ruedas

hidrulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La

construccin de grandes presas de contencin todava no era posible; el bajo caudal



de agua durante el verano y el otoo, unido a las heladas en invierno, obligaron a

sustituir las ruedas hidrulicas por mquinas de vapor en cuanto se pudo disponer

de carbn.

Las formas ms frecuentemente utilizadas para explotar la energa hidrulica son:

a) Desvo del cauce de agua

El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidrulico de los

ros se basa en el hecho de que la velocidad del flujo de estos es bsicamente

constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es descendente. Este hecho

revela que la energa potencial no es ntegramente convertida en cintica como

sucede en el caso de una masa en cada libre, la cual se acelera, sino que sta es

invertida en las llamadas prdidas, es decir, la energa potencial se "pierde" en

vencer las fuerzas de friccin con el suelo, en el transporte de partculas, en

formar remolinos, etc.. Entonces esta energa potencial podra ser aprovechada

si se pueden evitar las llamadas prdidas y hacer pasar al agua a travs de una

turbina. El conjunto de obras que permiten el aprovechamiento de la energa

anteriormente mencionada reciben el nombre de central hidroelctrica o

Hidrulica.

El balance de energa arriba descrito puede ser ilustrado mejor a travs del

principio de Bernoulli.

b) Interceptacin de la corriente de agua

Este mtodo consiste en la construccin de una represa o embalse de agua que

retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del ro en su parte

anterior a la presa de agua, el cual podra eventualmente convertirse en un

embalse. El dique establece una corriente de agua no uniforme y modifica la

forma de la superficie de agua libre del ro antes y despus de ste, que toman

forma de las llamadas curvas de remanso. El establecimiento de las curvas de

remanso determinan un nuevo salto geodsico aprovechable de agua.

1.3. Funcionamiento

1.- Presa.

Se llama presa en general a una construccin que

se levanta en el lecho del ro para atajar el agua,

produciendo una elevacin de su nivel que permite

la derivacin de ella, o bien para almacenar el

agua regulando el caudal del ro.



Por el objeto para que estn construidas, las presas se dividen en dos grandes

grupos:

a) Presas de derivacin: llamadas tambin azudes y presas de vertedero estn

dispuestas, preferentemente, para elevar el nivel del contribuyendo a crear el salto

y siendo efecto secundario el almacenamiento del agua cuando lo requieran las

necesidades de consumo Normalmente, estn dispuestas para que el agua vierta por

a de ellas mediante vertederosdenominados tambin aliviaderos de coronacin.

b) Presas de embalse: es el almacenamiento de agua para regular el caudal del ro,

siendo de efecto secundario la elevacin del nivel del agua para producir de salto

Por lo general, no estn dispuestas para que las aguas viertan por encima, sino que

tienen construcciones laterales, denominados aliviaderos de superficie que sirve

para devolver el agua excedente al cauce aguas abajo de la presa, cuando se ha

llenado el embalse.

2.- Canal de derivacin.

El canal de derivacin se utiliza para conducir el agua desde la presa de derivacin

hasta las turbinas de la central. Cuando el salto es superior a unos 15 m conviene

dar entrada a las aguas en la sala de turbinas por medio de tuberas forzadas y, para

ello, debe preverse una cmara de presin donde termina el canal y comienza la

tubera. En muchos casos, de los que hemos visto algunos ejemplos, se suprime el

canal de derivacin y las tuberas forzadas se aplican directamente a las tomas de

agua de la presa.

3.- Tuberas de presin

En las instalaciones hidroelctricas, las tuberas de presin o tuberas forzadas,

tienen por objeto conducir el agua desde la cmara de presin a las turbinas

cuando, por causa de la altura del salto, se precisa tal disposicin para transformar

la energa potencial de posicin que tiene el agua en la cmara de presin, en

energa potencial presin, que tiene junto a la turbina y al final de la conduccin

forzada. Ya he indicado en un prrafo anterior que para alturas salto inferiores a

unos 15 m, bastaba con un canal sin carga de presin; cuando la altura de salto es

superior al lmite citado, deben emplearse conducciones forzadas.

En lo que se refiere a los materiales empleados para la construccin de la tubera,

los ms empleados son:

1. Palastro.

2. Uralita.



3. Hormign armado.

4. Hormign precomprimido.

5. Galeras de presin.

4.- Compuertas.

Las compuertas se utilizan para cerrar las conducciones de agua ( canales -

tuberas), as como para regular el caudal de agua en dichas conducciones. En los

aprovechamientos hidroelctricos, las compuertas sitan, como hemos visto, en las

tomas de agua, en los desages de fondo, en los canales de derivacin, etc... Las

compuertas utilizadas todos los sitios indicados, son de las mismas caractersticas

constructivas; nicamente hay que tener en cuenta que las compuertas sometidas a

grandes presiones (por ejemplo, en las tomas de agua) habrn de ser de

construccin ms robusta que las compuertas que o de resistir pequeas presiones

(por ejemplo, en los canales de derivacin abiertos).

5.- Accionamiento de las compuertas.

Para elevar una compuerta es necesario un esfuerzo que ha de ser superior al peso

propio de la compuerta y a los rozamientos originados por la presin hidrulica; en

las compuertas de rodadura y de segmento, el peso propio es mayor que el

rozamiento, producido por la presin hidrulica por lo que la accin de dicho peso

propio basta para provocar el descenso de la compuerta. En otro caso, ha de

preverse tambin un accionamiento.

Solamente las compuertas de pequeas dimensiones pueden accionarse

manualmente. Para ello, se utiliza un torno con eje de madera o hierro, accionado

por dos manivelas y, muchas veces, provisto de engranajes. Otras veces se emplea

un elevador de tornillo o husillo vertical.

Para las compuertas de mayor peso se utilizan varios dispositivos

a) cremallera con rueda sencilla o varias ruedas; el radio de la manivela es de 35 a

40 cm y el eje de giro se sita a 1 m aproximadamente del suelo de la pasarela. Si

la anchura de las compuertas es superior a 1,5, se emplear dos cremalleras y el

esfuerzo motor se aplica al centro de un eje sobre el que estn montadas las ruedas

de ambas compuertas.

b) cremallera con accionamiento de engranaje y tornillo sin fin.

c) torno de husillo horizontal.



Para las grandes compuertas como son, por ejemplo, las instaladas en los

aliviaderos de coronacin de las presas de embalse, se utilizan as exclusivamente

dispositivos oleohidrulicos con servomotor, mandados por vlvulas de gobierno

manuales o elctricas a distancia o, tambin, con mando totalmente automtico. En

caso de defectos tales como rotura de tuberas, embalamiento de las turbinas, etc...

estos accionamientos estn equipados con paro automtico.

6.- Organos de obturacin ( Vlvulas ).

Los rganos de obturacin denominados, en general, vlvulas, se utilizan para abrir

y cerrar el paso del agua por los conductos forzados. Segn el empleo a que estn

destinados, los rganos de obturacin pueden ser:

6.1.- Organos de seccionamiento, cuya misin es cerrar el paso del agua hacia las

turbinas, cuando sea necesario.

6.2.- Organos de seguridad, que deben obturar el conducto, no solamente en el caso

en que el caudal sobrepase el absorbido normalmente por la turbina, sino tambin,

en caso de embalamiento de esta ltima. Estas vlvulas estn provistas, casi

siempre, de dispositivos automticos de cierre, que entran en accin cuando la

velocidad del agua sobrepasa un valor mximo, fijado de antemano.

En las instalaciones hidroelctricas se encuentran muchos tipos de rganos de

obturacin, que cumplen adems funciones muy diferentes. Nosotros estudiaremos

solamente los ms frecuentes que son:

a.- Las vlvulas de compuerta, como su nombre indica se accionan de la misma

forma que una compuerta, es decir; por desplazamiento vertical de un tablero

deslizante por unas guas. Las vlvulas de compuerta se utilizan en canales

abiertos, para el vaciado de fondo en los embalses, etc...

b.- Las vlvulas de mariposa se emplean especialmente como rganos de

emergencia y de seguridad en el arranque de tuberas forzadas de centrales

hidroelctricas. En saltos de altura a media se adoptan tambin como rganos de

cierre delante de las turbinas. En las vlvulas de mariposa de pequeas

dimensiones, el accionamiento es manual: sea por volante o sea por contrapeso.

c.- Las vlvulas esfricas. El principal inconveniente de las vlvulas esfricas es

que su cierre no es rpido, lo que puede ser fundamental en casos de emergencia se

utilizan como rganos de seccionamiento y de seguridad y su accionamiento, como

en los casos anteriores, puede ser manual o por servomotor.

7.- Cmara de turbinas.



Se denomina cmara de turbinas al espacio destinado en una central hidroelctrica

para el alojamiento de las turbinas hidrulicas. Al hablar de las mquinas motrices,

ya se estudiaron las turbinas hidrulicas con suficiente detalle: caractersticas de

funcionamiento, tipos de turbinas, normas para la eleccin del tipo de turbina ms

adecuado, etc... Para no repetir los conceptos ya estudiados, remitimos al lector a

los apartados correspondientes; aqu explicaremos solamente algunos conceptos

interesantes, relacionados con la situacin de las turbinas dentro del conjunto de

una central hidroelctrica.

8.- Tubo de aspiracin.

El tubo de aspiracin sirve de enlace entre la turbina y el desage y para

aprovechar, adems, el salto entre ambos elementos. Se construye de hormign o

de chapa de acero y ha de tener una seccin variable para conseguir la mxima

recuperacin de la energa cintica del agua a la salida del rodete de la turbina. En

este mismo captulo, hemos visto distintos modelos de tubos de aspiracin.

9.- Canal de desage.

El canal de desage llamado tambin socaz, recoge el agua a la salida de la

turbina para devolverla nuevamente al ro en el punto conveniente. A la salida de

las turbinas, el agua tiene todava una velocidad importante y, por lo tanto,

bastante poder erosivo y para evitar socavaciones del piso o paredes hay que

revestir cuidadosamente el desemboque del agua de las turbinas.

En saltos. bajos, en que conviene perder poco desnivel, el canal de desage ha de

ser corto. En saltos de gran altura y, especialmente en aqullos en que el agua

arrastra poco o ningn material slido, el canal de desage puede ser de mayor

longitud.

10.- Casa de mquinas.

En la casa de maquinas de una central hidroelctrica, se montan los grupos

elctricos para la produccin de la energa elctrica, as como la maquinaria

auxiliar necesaria para su funcionamiento. Como puede comprenderse, las

disposiciones adoptadas para las casas de mquinas, son variadsimas y dependen

de las circunstancias y condiciones del aprovechamiento hidroelctrico.

Sin embargo, podemos intentar una primera clasificacin de las centrales segn la

disposicin general de la casa de mquinas en:

1.- Centrales al exterior.

2.- Centrales subterrneas.



Las centrales al exterior constan, esencialmente de una nave donde se instalan los

grupos generadores y de uno o varios edificios adosados o anejos para la instalacin

de los transformadores, maquinaria auxiliar y aparatos de corte, proteccin y

seguridad. Los edificios correspondientes se construyen, casi siempre, de hormign

en masa o armado, y a veces, de mampostera, piedra y ladrillo Conviene que estas

centrales estn lo ms cerca posible del punto en que las aguas derivadas tengan que

reingresar en el ro aunque, debido a las condiciones del terreno, y a otras

circunstancias, estas no sea siempre posible.

En los saltos obtenidos exclusivamente con las presas del embalse, lo ms corriente

es situar la casa de mquinas cerca de la presa y hacer la toma de agua desde sta

por tubera y a nivel suficientemente inferior al mximo del embalse, con objeto

aprovechar el caudal almacenado en l para regular el consumo de energa de la

central. Muchas veces, el edificio de la central forma conjunto con la presa.

Si la casa de maquinas no puede situarse en la inmediata cercana de la presa, lo

mejor, como he dicho anteriormente, es situarla de forma que el canal de desage

sea de corta longitud. Esta es la disposicin adoptada por ejemplo en la central de

Saucelle, sobre el ro Duero, perteneciente a IBERDUERO. Esta constituida por 4

turbinas Francis, de eje vertical y potencia unitaria de 86500 Cv que accionan otros

tantos generadores de 75000 KVA. La casa de maquinas esta situada en la ladera

del ro Duero, habindose excavado parte de ella en la roca viva. Las tuberas

forzadas que conducen el agua hasta las turbinas, tienen 5.7 m de dimetro.

1.4. Caractersticas de una central hidroelctrica

Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de

vista de su capacidad de generacin de electricidad son:

La potencia, que est en funcin del desnivel existente entre el nivel medio del

embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo

turbinable, adems de las caractersticas de las turbinas y de los generadores usados

en la transformacin.

La energa garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un ao,

que est en funcin del volumen til del embalse, y de la potencia instalada.

La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como

en el caso de las minicentrales hidroelctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay

y Brasil donde se encuentra la segunda mayor central hidroelctrica del mundo (la

mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500

MW), la Itaip que tiene 20 turbinas de 700 MW cada una.



Las centrales hidroelctricas y las centrales trmicas (que usan combustibles

fsiles) producen la energa elctrica de una manera muy similar. En ambos casos la

fuente de energa es usada para impulsar una turbina que hace girar un generador

elctrico, que es el que produce la electricidad. Una Central trmica usa calor para,

a partir de agua, producir el vapor que acciona las paletas de la turbina, en contraste

con la planta hidroelctrica, la cual usa la fuerza del agua directamente para

accionar la turbina.

1.5. Potencia de una central hidroelctrica

La potencia de una central hidroelctrica se mide generalmente en Megavatios

(MW) y se calcula mediante la frmula siguiente:

donde:

Pe = potencia en vatios (W)

= densidad del fluido en kg/m

t = rendimiento de la turbina hidrulica (entre 0,75 y 0,94)

g = rendimiento del generador elctrico (entre 0,92 y 0,97)

m = rendimiento mecnico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99)

Q = caudal turbinable en m3/s

H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)

En una central hidroelctrica se define:

Potencia media: potencia calculada mediante la frmula de arriba considerando el

caudal medio disponible y el desnivel medio disponible.

Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la

central.

1.6. Tipos de centrales hidroelctricas

a) Segn su concepcin arquitectnica

Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta. Estn

conectadas por medio de una tubera en presin.

Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de tneles,

tuberas en presin, o por la combinacin de ambas.

b) Centrales de agua fluyente



Tambin denominadas centrales de filo de agua o de pasada, utilizan parte del

flujo de un ro para generar energa elctrica. Operan en forma continua porque

no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el

agua disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En

estos casos las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el ro tiene una

pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del ro es baja.

c) Centrales de embalse

Es el tipo ms frecuente de central hidroelctrica. Utilizan un embalse para

reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar

energa durante todo el ao si se dispone de reservas suficientes. Requieren una

inversin mayor.

d) Centrales de regulacin

Almacenamiento del agua que fluye del ro capaz de cubrir horas de consumo.

e) Centrales de bombeo o reversibles

Una central hidroelctrica reversible es una central hidroelctrica que adems de

poder transformar la energa potencial del agua en electricidad, tiene la

capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energa potencial del

agua (por ejemplo subindola a un embalse) consumiendo para ello energa

elctrica. De esta manera puede utilizarse como un mtodo de almacenamiento

de energa (una especie de batera gigante). Estn concebidas para satisfacer la

demanda energtica en horas pico y almacenar energa en horas valle.

Aunque lo habitual es que esta centrales turbinen/bombeen el agua entre dos

embalse a distinta altura, existe un caso particular llamado centrales de bombeo

puro donde el embalse superior se sustituye por un gran depsito cuya nica

aportacin de agua es la que se bombea del embalse inferior.

f) Segn su altura de cada del agua

f.1. Centrales de alta presin

Que corresponden con el high head, y que son las centrales de ms de 200

m de cada del agua, por lo que sola corresponder con centrales con

turbinas Pelton.

f.2. Centrales de media presin

Son las centrales con cada del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el

uso de turbinas Francis, aunque tambin se puedan usar Kaplan.

f.3. Centrales de baja presin

Que corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de

menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan.



f.4. Centrales de muy baja presin

Son centrales correspondientes con nuevas tecnologas, pues llega un

momento en el cul las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco

desnivel. Seran en ingls las very low head, y suelen situarse por debajo

de los 4m.



II. CENTRALES TERMICAS

2.1. Concepto

Una central trmica es una instalacin que produce energa elctrica a partir de la

combustin de carbn, fuel-oil o gas en una caldera diseada al efecto. El

funcionamiento de todas las centrales trmicas, o termoelctricas, es semejante.

El combustible se almacena en parques o depsitos adyacentes, desde donde se

suministra a la central, pasando a la caldera, en la que se provoca la combustin. Esta

ltima genera el vapor a partir del agua que circula por una extensa red de tubos que

tapizan las paredes de la caldera. El vapor hace girar los labes de la turbina, cuyo eje

rotor gira solidariamente con el de un generador que produce la energa elctrica; esta

energa se transporta mediante lneas de alta tensin a los centros de consumo. Por su

parte, el vapor es enfriado en un condensador y convertido otra vez en agua, que

vuelve a los tubos de la caldera, comenzando un nuevo ciclo.

El agua en circulacin que refrigera el condensador expulsa el calor extrado a la

atmsfera a travs de las torres de refrigeracin, grandes estructuras que identifican

estas centrales; parte del calor extrado pasa a un ro prximo o al mar.

Las torres de refrigeracin son enormes cilindros contrados a media altura

(hiperboloides), que emiten de forma constante vapor de agua, no contaminante, a la

atmsfera. Para minimizar los efectos contaminantes de la combustin sobre el

entorno, la central dispone de una chimenea de gran altura (llegan a los 300 m) y de

unos precipitadores que retienen las cenizas y otros voltiles de la combustin. Las

cenizas se recuperan para su aprovechamiento en procesos de metalurgia y en el

campo de la construccin, donde se mezclan con el cemento.

Una central trmica transforma la energa Qumica de un combustible (gas,

carbn, fuel) en energa elctrica. Tambin se pueden considerar centrales trmicas

aquellas que funcionan con energa nuclear. Es una instalacin en donde la energa

mecnica que se necesita para mover el generador y por tanto para obtener la

energa elctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una

caldera. Todas las centrales trmicas siguen un ciclo de produccin de vapor

destinado al accionamiento de las turbinas que mueven el rotor del alternador.



Fig. N 02: Central Trmica y corte transversal.

2.2. Funcionamiento de una Central Trmica

1. Se emplea como combustible, generalmente, un derivado del petrleo llamado fuel-oil, aunque hay centrales de gas o de carbn. Este combustible se quema en una caldera y el calor generado se transmite a agua.

2. Se calienta el agua lquida que ha sido bombeada hasta un serpentn de calentamiento (sistema de tuberas). El calentamiento de agua se produce gracias a una caldera que obtiene energa de la combustin del combustible (carbn pulverizado, fuel o gas).

3. El agua lquida pasa a transformarse en vapor; este vapor es hmedo y poco energtico.

4. Se sobrecalienta el vapor que se vuelve seco, hasta altas temperaturas y presiones.

5. El vapor sobrecalentado pasa por un sistema de conduccin y se libera hasta una turbina, provocando su movimiento a gran velocidad, es decir, generamos energa mecnica.

6. La turbina est acoplada a un alternador solidariamente que, finalmente, produce la energa elctrica.

7. En esta etapa final, el vapor se enfra, se condensa y regresa al estado lquido. La instalacin donde se produce la condensacin se llama condensador. El agua lquida forma parte de un circuito cerrado y volver otra vez a la caldera, previo calentamiento. Para refrigerar el vapor se emplea se recurre a agua de un ro o del mar, la cual debe refrigerarse en torres de refrigeracin.

En las centrales trmicas convencionales, la energa qumica ligada por el combustible

fsil (carbn, gas o fuel -il) se transforma en energa elctrica. Se trata de un proceso

de refinado de energa. El esquema bsico de funcionamiento de todas las centrales

trmicas convencionales es prcticamente el mismo, independientemente de que

utilicen carbn, fuel -il o gas.

Las nicas diferencias sustanciales consisten en el distinto tratamiento previo que

sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y el diseo de los quemadores

de la misma, que vara segn el tipo de combustible empleado.



El vapor de agua se bombea a alta presin a travs de la caldera, a fin de obtener el

mayor rendimiento posible. Gracias a esta presin en los tubos de la caldera, el vapor

de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de hasta 600 C (vapor recalentado).

Este vapor entra a gran presin en la turbina a travs de un sistema de tuberas. La

turbina consta de tres cuerpos; de alta, media y baja presin respectivamente. El

objetivo de esta triple disposicin es aprovechar al mximo la fuerza del vapor, ya que

este va perdiendo presin progresivamente. As pues, el vapor de agua a presin hace

girar la turbina, generando energa mecnica. Hemos conseguido transformar la

energa trmica en energa mecnica de rotacin.

El vapor, con el calor residual no aprovechable, pasa de la turbina al condensador.

Aqu, a muy baja presin (vaco) y temperatura (40C), el vapor se convierte de nuevo

en agua, la cual es conducida otra vez a la caldera a fin de reiniciar el ciclo productivo.

El calor latente de condensacin del vapor de agua es absorbido por el agua de

refrigeracin, que lo entrega al aire del exterior en las torres de enfriamiento.

La energa mecnica de rotacin que lleva el eje de la turbina es transformada a su vez

en energa elctrica por medio de un generador asncrono acoplado a la turbina.

2.3. Clasificacin

Centrales Trmicas Clsicas o convencionales

Centrales Trmicas de Carbn

2.4. Funcionamiento, caractersticas, ventajas y desventajas

a) Centrales Trmicas Clsicas o convencionales

Las centrales trmicas que usan como combustible carbn, pueden quemarlo en

trozos o pulverizado. La pulverizacin consiste en la reduccin del carbn a polvo

finsimo (menos de 1/10 mm de dimetro) para inyectarlo en la cmara de

combustin del generador de vapor por medio de un quemador especial que

favorece la mezcla con el aire comburente.

Con el uso del carbn pulverizado, la combustin es mejor y ms fcilmente

controlada. La pulverizacin tiene la ventaja adicional que permite el uso de

combustible de desperdicio y difcilmente utilizado de otra forma. En estas se

requiere instalar dispositivos para separar las cenizas producto de la combustin y



que van hacia el exterior, hay incremento de efecto invernadero por su

combustin, altos costos de inversin, bajo rendimiento y arranque lento

Centrales Trmicas de Fuel-Oil

En las centrales de fuel, el combustible se calienta hasta que alcanza la fluidez

ptima para ser inyectado en los quemadores. Las de fuel-il presentan como

principal inconveniente las oscilaciones del precio del petrleo y derivados, y a

menudo tambin se exigen tratamientos de desulfuracin de los humos para evitar

la contaminacin y la lluvia cida.

El consumo de un milln de litros de gasolina emite a la atmsfera 2,4 millones

de kilogramos de Dixido de Carbono (CO2), el principal causante del cambio

climtico mundial. Arranque lento y bajo rendimiento.

Centrales Trmicas de Gas Natural

En vez de agua, estas centrales utilizan gas, el cual se calienta utilizando

diversos combustibles (gas, petrleo o diesel). El resultado de sta

combustin es que gases a altas temperaturas movilizan la turbina, y su

energa cintica es transformada en electricidad por un generador.

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 stas no supera el

35% .

b) Centrales Trmicas no convencionales

Centrales Trmicas de Ciclo Combinado

Un ciclo combinado es, la combinacin de un ciclo de gas y un ciclo de vapor.

Sus componentes esenciales son la turbina de gas, la caldera de recuperacin la

turbina de vapor y el condensador. El ciclo de gas lo compone la turbina de gas,

y el ciclo de vapor est constituido por la caldera de recuperacin, la turbina de

vapor y el condensador.

La tecnologa de las centrales de ciclo combinado permite un mayor

aprovechamiento del combustible y, por tanto, los rendimientos pueden

aumentar entre el 38 por ciento normal de una central elctrica convencional



hasta cerca del 60 por ciento. Y la alta disponibilidad de estas centrales que

pueden funcionar sin problemas durante 6.500-7500 horas equivalentes al ao.

Uno de los principales problemas que plantean las centrales trmicas es que se

trata de un proceso relativamente complejo de conversin de energas. Utilizan

combustible de alto grado de calidad. Provocan contaminacin con la alta

emisin de gases.

Centrales Trmicas de Combustin de Lecho Fluidizado

Consiste en quemar carbn en un lecho de partculas inertes, a travs del cual se

hace pasar una corriente de aire. Esta soporta el peso de las partculas y las

mantiene en suspensin, de modo que da la impresin de que se trata de un

lquido en ebullicin. Permitira obtener rendimientos de hasta el 50%,

disminuyendo al mismo tiempo la emisin de anhdrido sulfuroso.

Su eficiencia es de 40 a 42% en ciclos combinados En la tecnologa de lecho

fluidizado se inyecta caliza directamente dentro de la caldera para capturar y

remover el azufre del combustible como un subproducto seco.

La temperatura del gas dentro de la caldera va de los 820C a los 840C, lo cual

determina su diseo y el arreglo de las superficies de transferencia de calor. Este

tipo de calderas puede ser atmosfrico o presurizado.

Centrales Trmicas Gicc Gasificacin de Carbn Integrada en ciclo combinado

La gasificacin del carbn es un proceso que transforma el carbn slido en un

gas sinttico compuesto principalmente de CO e hidrgeno (H2). El carbn es

gasificado controlando la mezcla de carbn, oxgeno y vapor dentro del

gasificador. La potencia media de estas centrales viene a ser de 300 MW, muy

inferior todava a la de una trmica convencional.

Las ventajas medioambientales que ofrecen estas centrales se fundamentan en

los bajos valores de emisin de xidos de azufre y otras partculas. En la

actualidad las IGCC alcanzan eficiencias de 45%, una eliminacin de 99% de

azufre. Bajos costos de combustible, admite combustible de bajo grado de

calidad, bajo grado de emisiones, alto rendimiento, tecnologa sin completa

prueba de eficiencia, altos costos de inversin, plantas complejas, arranque

lento.

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