CENTRALES TÉRMICAS. José Agüera Soriano

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1 CENTRALES TÉRMICAS José Agüera Soriano 0

2 José Agüera Soriano 0

3 José Agüera Soriano 0 3

4 José Agüera Soriano 0

5 José Agüera Soriano 0 5 Ciclos de máximo rendimiento T T Q Q '= Q 3' T ' Q 3' 3 A' A B' B s área A A = área B 3 B

6 José Agüera Soriano 0 6 Rendimiento térmico en función de las temperaturas medias T A Q A' η t Q = Q B D Q C 3 C' s T T m T Tm Q = área A ABCC Q = área A ADCC s

7 José Agüera Soriano 0 7 Rendimiento térmico en función de las temperaturas medias T A A' Q B D Q C 3 C' s T T m T Tm s área A C = Tm s área A 3C = Tm s η t = T m T m

8 José Agüera Soriano 0 8 Esquema de una instalación simple de vapor umos acia la cimenea 5 calderín ' aire frío economizador generador de vapor sobrecalentador turbina aire caliente condensador 3 agua de refrigeración bomba de alimentación

9 José Agüera Soriano 0 9 Ciclo Rankine aire frío umos acia la cimenea economizador 5 calderín ' sobrecalentador turbina generador de vapor aire caliente condensador agua de refrigeración 3 T bomba de alimentación Q 5 ' ' W t 3 s 3 = s 3' Q s = s W t s

10 William Jon Macquorn Rankine (Escocia, 80-87) José Agüera Soriano 0 0

11 José Agüera Soriano 0 Trabajo, calor y rendimiento c c Q = + + a) Trabajo turbina W t = b) Trabajo bomba W t 3 = 3 c) Calor caldera Q = 3 W t 3 5 W t ' W t s

12 José Agüera Soriano 0 Rendimientos a) Bruto 3 W t 3 5 ' s W t b Q W t t = = η b) Neto 3 n Q W W t t t = η 3 n ) ( t = η

13 José Agüera Soriano 0 3 Características que mejoran el rendimiento η t T = m T m T T T. Temperatura máxima T elevada: aumenta T m. Presión de vaporización elevada: aumenta T m 3. Presión de condensación baja: disminuye T m. Precalentamiento agua alimentación: aumenta T m T T T 5 s ' 6 5 ' T T 3 T m T 3 T m s s s s

14 José Agüera Soriano 0 El beneficio del precalentamiento del agua de alimentación con extracciones de vapor, podría verse también de esta otra forma: T Q T Q '= Q 3' T ' Q 3' 3 A' A B' B área A A = área B 3 B s

15 José Agüera Soriano 0 5 Ciclo con regeneración kg T T 6 sobrecalentador T s ' T m s 5 economizador m kg mkg calentador nº mkg calentador nº m + mkg kg 3

16 José Agüera Soriano 0 6 EJERCICIO Calcular el rendimiento bruto: a) p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar b) p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar c) p = 60 bar, t = 50 o C, p = 0,0 bar d) p = 60 bar, t = 80 o C, p = bar e) p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar (dos extracciones de vapor a bar y a bar) Solución a)η tb = 0,067 b)η tb = 0,39 c)η tb = 0,86 d)η tb = 0,305 5 W e)η tb = 0,36 t 3 3 ' W t s

17 José Agüera Soriano 0 7

18 EJERCICIO (p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar) x p t s v e bar C kj/kg kj/kg K dm³/kg kj/kg V 60,000 80, ,00 6,8990 5, ,6 0,79 0,00 8,98 05,8 6, ,367 57,89 3 0, ,00 8,98,0 0,50,000 0,0 L 60,000 9, 7, 0,50,003 6, W 3375,0 05,3 η b = t t = = = Q 3375,0 7, 0,067 ' W t 5 W t 3 3 s José Agüera Soriano 0 8

19 José Agüera Soriano n Q W W t t t = η Ciclo Rankine con recalentamiento p=p s 3 ( 6 ) 5 3 W t + + = 3 6 Q + = Q W t t = η n 6 5 3

20 José Agüera Soriano 0 0 Rendimiento adiabático en turbina y en bomba Wt Wts s η st = = 0,85 η s B = = 0, 70 W W ts s t 6 p = ' '' ' tb = η p= p W t Q 6 = 6 p B =Wt s= W t s p= p ' W t W t s T=T = T 3 s s6 s' s s s

21 José Agüera Soriano 0 EJERCICIO [η tn (teórico) = 0,08]. [η tn (real) = 0,333] p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar. η st = 0,85, η sb = 0,70. x p t s v e V 60,000 80, ,00 6,8990 5, ,6 0, ,00 8,98 5,39 7, ,037 63,78 3 0,79 0,00 8,98 05,8 6, ,367 57,89 0, ,00 8,98,0 0,50,000 0,0 5 L 60,000 9, 7, 0,50,003 6, 6 L 60,000 9,73 9,99 0,303,005 6,9 p = ' ' p '' p = p B ' 3 s 5 6 s s6 7 T=T = T 3 s' s s

22 EJERCICIO [η tn (teórico) = 0,08]. [η tn (real) = 0,333] p = 60 bar, t = 80 o C, p = 0,0 bar. η st = 0,85, η sb = 0,70. 0,85 0, = ; ,8 = 5,39 kj kg,0 7, = ;, = 9,99 kj W t W t s s s6 6 kg η tb = 3 W t José Agüera Soriano 0 Q 6 = 6 p

23 José Agüera Soriano 0 3 n p bar kj/kg , ,00 0,0 5,39 3 0,0 05,8 0,0,0 5 60,00 7, 6 60,00 9,99 η t n = ( 6 6 ) = , 30 +, = p = ' = 0,333 p '' ' p = p η tn (teórico) = 0,08 B ' T=T = T 3 s s s6 s' s s

24 calderín José Agüera Soriano 0

25 José Agüera Soriano 0 5. Torre de refrigeración 6. Turbina de baja presión 8. Condensador 9. Turbina de media presión. Turbina de alta presión. Desgasificador 3. Calentadores 5. Molinos de carbón 7. Calderín 9. Sobrecalentador. Recalentador 3. Economizador. Calentador de aire 5. Precipitadores

26 José Agüera Soriano 0 6 recalentador sobrecalentador calentadores turbinas economizador precipitador calentadores condensador desgasificador calentador de aire ogar

27 José Agüera Soriano

28 José Agüera Soriano 0 8 alderín 5 tanque purga ontinua economizador 7 6 caldera turbina de alta turbina de media turbina de baja presión vapor cierres turbinas tanque agua de alimentación condensador bomba agua alimentación 9 0 bomba extración condesado calent. alta presión nº7 5 calent. alta presión nº6 7 calent. baja presión nº bomba dren. calent. baja presión nº calent. baja presión nº3 38 calent. baja 66 presión nº 3 35 bomba dren. calent. baja presión nº 3 calent. baja presión nº 9 condensador vapor cierres

29 José Agüera Soriano 0 9 segundo sobrecalentador segundo recalentador primer recalentador CALDERA ogar primer sobrecalentador economizador calentador aire

30 José Agüera Soriano 0 30 calderín CALDERA recalentador sobrecalentador calentador de aire ogar ogar

31 CALDERA José Agüera Soriano 0 3

32 Central Térmica Puente Nuevo (Córdoba) José Agüera Soriano 0 3

33 Central Térmica Puente Nuevo (Córdoba) José Agüera Soriano 0 33

34 Central Térmica Puente Nuevo (Córdoba) José Agüera Soriano 0 3

35 José Agüera Soriano 0 35 calderín p = 60 bar t = 80 ºC P = 0 MW grupos y Central Térmica de Puente Nuevo

36 esquema de un economizador José Agüera Soriano 0 36

37 economizador José Agüera Soriano 0 37

38 calentador de aire tubular José Agüera Soriano 0 38

39 calentador de aire rotativo José Agüera Soriano 0 39

40 José Agüera Soriano 0 0 tambor fijo de capas onduladas calentador de aire Rotemüle

41 campanas rotativas tambor fijo de capas onduladas calentador de aire Rotemüle José Agüera Soriano 0

42 calentador de aire Rotemüle José Agüera Soriano 0

43 calentador de agua cerrado José Agüera Soriano 0 3

44 calentador de mezcla, o desgasificador José Agüera Soriano 0

45 José Agüera Soriano 0 5 CONDENSADOR a eyector

46 CONDENSADOR José Agüera Soriano 0 6

47 EYECTOR José Agüera Soriano 0 7

48 José Agüera Soriano 0 8

Central Térmica Puente Nuevo (Córdoba) sin torre de enfriamiento. José Agüera Soriano

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