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INTRODUCCIÓN A LASCENTRALES DE ENERGÍA

Tipos de Centrales de Energía Generadores de Vapor Redes de Vapor Combustión y Tiro

Turbinas a Vapor Condensadores Panorama Energético

UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA MECÁNICA

CAPÍTULO I



Tipos de Centrales de Energía



- costes altos por la construcción

- Costes marginales por la producción minimal

- Dependencia de lluvia



CENTRAL DE BIOGÁS



CENTRAL DE BIOMASA SÓLIDA



Generador eléctrico

Turbina

Caldera

Aire Combustible

Vapor de agua

Agua líquida

Chimenea

Agua de refrigeración

Torre

de refrigeración

B D

C

A

Componentes de una central térmica

ZONA A: Foco caliente. Generación de calor.

ZONA B: Ciclo termodinámico del AT. Transformación de la entalpía del vapor en energía cinética en el eje de la turbina

(W).

ZONA C: Foco frío. Condensación del vapor saliente de la turbina.

ZONA D: Obtención de energía eléctrica. Transformación del trabajo mecánico producido en la turbina en energía

eléctrica mediante un generador.



Ciclo de Rankine con vapor

Rendimiento térmico

Ciclo de Rankine ideal. (Zona B)

• Procesos reversibles,

• Sin pérdidas de presión en la circulación del fluido en el condensador y caldera,

• Procesos en la turbina y en la bomba isoentrópicos y adiabáticos.

1

2

4

Bomba

Turbina

Caldera

Condensador

QC

QR

WT

3

WB



1

2

4

Bomba

Turbina

Caldera

Condensador

QC

QR

WT

3

WB

1

23

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QR

QC

WTWB

P

v

P1

P2

T1

T2



1

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3

4

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T

s

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P1

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T2

1

2

4

Bomba

Turbina

Caldera

Condensador

QC

QR

WT

3

WB



Generadores de Vapor



Balance Térmico de una Caldera



Redes de Vapor



Combustión y Tiro



Tiro forzado



Turbinas a Vapor



Condensadores



Condensador de paso simple o de un solo paso.



Típico condensador de superficie refrigerado el agua



Las inspecciones al condensador revelan incrustaciones

importantes



T1

condensado

vapor

T2

ma

aire

gases

drenajes

Agua condensadade calentadores

Qa



Panorama Energético



¿Se pierde Energía?



p g

Tecnológico

Equipos obsoletos

Equipos mal dimensionados

Proyectos mal hechos ComportamentalDesconocimiento

Mal hábito

Negligencia

Información y Educación

Sustitución de tecnología



Implicaciones Éticas

Emisiones de CO2 de los combustibles



Combustible ContenidoEnergético

GJ/tonelada

CO2 liberadokg/ GJ

Carbón 30 80

Petróleo 42 70

Gas Natural 55 50

Madera secada alaire

15 80*

Notar que la composición del carbón, la madera y en menor proporción el petróleo puede variar grandemente*Si la madera se produce en forma sustentable y la combustión es completa, la

emisión de CO2 en su ciclo de vida será cercano a cero



Panorama en Chile

EL SISTEMA ELÉCTRICO



CHILENO

EL SISTEMA ELÉCTRICO



CHILENO

• SING

• SIC

• Sistema de Aysén

• Sistema de Magallanes



4550 MW

13316 MW

50 MW

101 MW

18018 MW



De acuerdo

En desacuerdo Ni de acuerdo ni desacuerdo



Si

No



SIC -17.08.2012 – 13.316 MW



Costos de Energía



g

Tipo de Central

Costo Generación

cUS$/kWh

Inversión Promedio

US$ / kW

Hidroeléctrica de Embalse 1,67 a 1,89 900 a 1000

Hidroeléctrica de Pasada 1,70 a 3,30 1300 a 1400

Ciclo Combinado de Gas Natural 2,08 a 2,26 350 a 490

Vapor Carbón 3,20 a 3,80 800 a 950

Turbina Disel 6,50 a 8,10 400 a 500

Eólica 3,20 a 8,10 600 a 900

Solar (Chimenea) 3,10 a 4,50 350 a 450

Biomasa (25 Mw) 4,00 a 9,00 1500 a 2000

Geotérmica 4,50 a 8,50 1200 a 1800

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