Central térmica de turbina de vapor IES BELLAVISTA

Transcripción

1 Central térmica de turbina de vapor IES BELLAVISTA

2 Central térmica

3 El precalentador de aire La combustión requiere aire exterior rico en oxígeno. Cuanto mayor sea su temperatura, mayor es el rendimiento de la central. El precalentador es un intercambiador de calor que calienta el aire de entrada a partir del calor residual de los humos de escape. Parámetros técnicos usuales: Flujo máximo de aire: m 3 /h Temperatura de entrada del humo: 350 ºC Temperatura de salida del humo: 115 ºC

4 La caldera La combustión del oxígeno con el combustible en los quemadores (1) genera una masa de gases calientes en el hogar (2) que transmiten calor al agua que, procedente del calderín, entra por el bajante (4) y circula por el serpentín de calentamiento (5) que circunda el hogar. El vapor generado se calienta en el serpentín y pasa de nuevo al calderín para eliminar las gotas de agua que pudiera arrastrar. Desde el calderín, el vapor seco pasa al sobrecalentador (6) donde se eleva su temperatura y desde éste a la turbina. 1.- Quemadores: inyectan combustible. Para una central de 125 MW, el consumo es de unos m 3 /h. 2.- Hogar: en él la temperatura es de unos 1300 ºC 3.- Zona de recuperación: sólo humos sin fuego ( 1290 ºC). 4.- Bajantes: traen el agua desde el calderín. 5.- Serpentín de calentamiento: circunda el hogar. 6.- Sistema de sobrecalentamiento. 7.- Salida de vapor seco a 168 bar y 545 ºC 8.- Salida de humos de la caldera a 450 ºC

5 El calderín La función del calderín es separar el agua del vapor, ya que el vapor que pase al sobrecalentador no debe arrastrar agua (dañaría la turbina por erosión). El agua llega al calderín procedente del precalentador. El agua sale por los sumideros por la parte inferior, y baja por los bajantes (3) hasta el serpentín de calentamiento (4). Desde el serpentín, ya en estado vapor, vuelve al calderín por su parte superior. Desde el calderín, el vapor seco se envía a través de tuberías (5) al sobrecalentador (6). La presión en el calderín puede ser de unos 180 bar y la temperatura de unos 357 ºC 1.- Conducción de agua desde el precalentador. 2.- Vapor. 3.- Bajantes. 4.- Serpentín de calentamiento. 5.- Salida de vapor seco hacia sobrecalentador. 6.- Sobrecalentador.

6 El sobrecalentdor El sobrecalentador es un intercambiador de calor en el que el vapor seco procedente del calderín eleva su temperatura a partir del calor de los gases de combustión que salen del hogar de la caldera. 1.- Hogar: (Temperatura humos 1320 ºC). 2.- Zona de recuperación: entrada de humos al sobrecalentador (Tª humos 1290 ºC) 3.- Parte intermedia del sobrecalentador: Tª humos 940 ºC 4.- Salida de humos del sobrecalentador: Tª humos a 447 ºC) 5.- Entrada de vapor: Tª vapor 357 ºC. 6.- Salida de vapor: Tª vapor 545 ºC.

7 La turbina La función de la turbina es obtener el movimiento de rotación necesario a partir de la presión del vapor que incide sobre su álabes mediante un ciclo termodinámico de Rankine. La turbina consta de tres etapas, en cada una de las cuales, el vapor pierde una parte de su potencia (se pueden realizar recalentamientos del vapor entre etapas para aumentar su presión y mejorar el rendimiento). En la turbina de alta presión, entra el vapor seco a alta presión y temperatura procedente del sobrecalentador. La turbina de media presión, tiene álabes mayores (mayor superficie de incidencia) para compensar la menor presión del vapor. La turbina de baja presión aprovecha la presión residual del vapor. A la salida de ésta, la presión del vapor es ya muy baja y no se puede aprovechar, por lo que se envía al condensador para volver a transformar el vapor en agua.

8 El condensador El condensador es un intercambiador de calor en el que se le quita calor al vapor procedente de la turbina (4) para transformarlo de nuevo en agua líquida (condensación). Para ello, se hace pasar agua fría procedente de un río, un embalse o de una torre de refrigeración por el serpentín (2) mediante bombas de refrigeración (1). El agua condensada (5) se envía de nuevo hacia el precalentador mediante una bomba de alimentación. 1.- Bomba(s) de refrigeración: caudal nominal de 9 m 3 /s. 2.- Serpentín: de un material con buena conductividad térmica. 3.- Retorno del agua de refrigeración. 4.- Entrada de vapor procedente de la turbina (Tª 300 ºC, presión 4 bar). 5.- Salida de agua condensada hacia el precalentador. (Tª 250 ºC, presión 4 bar).

9 El precalentador de agua o economizador El precalentador o economizador es un intercambiador de calor en el que se aprovecha el calor residual de los humos de escape para calentar el agua antes de enviarla al calderín, lo que mejora el rendimiento de la central térmica. 1.- Entrada de agua: procedente de la bomba de alimentación a una presión de 185 bar y 250 ºC 2.- Salida de agua: hacia calderín a una Tª 286 ºC. 3.- Entrada de humos: desde el sobrecalentador a una Tª 450 ºC. 4.- Salida de humos: hacia chimenea. Tª 350 ºC. 5.- Serpentín de precalentamiento.

10 La transformación en energía eléctrica El movimiento de rotación del eje de la turbina se transmite al rotor del generador (en este caso un alternador), en el cual se induce la corriente eléctrica. Como la tensión de esta corriente es baja (en torno a 16 kv) para ser transportada sin pérdidas considerables, se transforma en el transformador a altas tensiones (de 220 a 400 kv). 1.- Transmisión de giro entre ejes de turbina y generador. 2.- Generador: Potencia 215 MW. 3.- Entrada a transformador: Tensión = 16 KV. 4.- Salida de transformador: Tensión = 400 KV.

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