Metodologa̕ de integracin̤ de un ciclo de potencia de turbina de gas a un ciclo de potencia de turbina de vapor - Ovando Juan C.; Acosta Israel; Martn̕ez Miguel; Romǹ Ral͠; Cifuentes Augusto; Facultad de Ciencias Qum̕icas, Universidad de Cuenca
En este trabajo se presenta una propuesta de repotenciacin̤ de la Central Třmica Lerma por medio de cogeneracin̤, integrando un ciclo de potencia de gas a un ciclo de potencia de vapor. Se realiz ̤la modelacin̤ matemt̀ica a travš del anl̀isis termodinm̀ico de los ciclos de potencia, obteniendo las ecuaciones de solucin̤ y posteriormente los resultados del modo hibrido que mostraron una potencia de 62.53 MW y una eficiencia třmica de 47.74 %, valor 60.5 % superior al ciclo Rankine con el que se trabajaba originalmente, mostrando que es factible esta configuracin̤ para la generacin̤ de energa̕.Introduccin̤Dos de las principales razones que pueden llevar a la repotenciacin̤ de una central termoelčtrica son:primero,resolver la obsolescencia de la central sin incurrir en excesivos costes de inversin̤ al reutilizar parte del equipamiento existente y segundo aumentar la potencia generada sin necesidad de recurrir a nuevos espacios [1]. Algunos beneficios de la repotenciacin̤ son el aumento de la eficiencia de la central termoelčtrica, disminucin̤ de la cantidad de combustible empleado y con ello las emisiones de CO2, aumento de la potencia, reduccin̤ del costo de inversin̤, flexibilidad del tipo de combustible [2]. En la repotenciacin̤ se pretende recuperar, del mismo modo que en un ciclo combinado, la energa̕ de la que dispone el gas quemado de la turbina. Dependiendo de cm̤o se aproveche el gas expandido por laturbina se diferencian dos tipos principales de repotenciacin̤, conservando el generador de vapor(repotenciacin̤ parcial) o prescindir de ľ (repotenciacin̤ completa). Evidentemente habr ̀una serie de razones que estimulen a utilizar uno u otro tipo, dependientes de los objetivos requeridos para la nueva planta y de las caracters̕ticas de la planta antigua.En la repotenciacin̤, el ciclo Joule-Brayton trabaja en modo hb̕rido con el ciclo Rankine, aprovechando los gases descargados a la atms̤fera para suministrar una parte del calor a la caldera del ciclo Rankine. La capacidad de la nueva turbina de gas instalada se selecciona para ajustarse exactamente a la demanda de vapor del ciclo de la turbina de vapor existente o menos; generalmente tres cuartas partes de la turbina de vapor existente.Para seleccionar la capacidad de la nueva turbina de gas se considerar ̀la potencia de generacin̤ de la unidad 4 que es de 34.601 MW [3]. Por conveniencia se instalarǹ tres turbinas de gas de baja capacidad en lugar de instalar una sola de gran capacidad. Considerando la instalacin̤ de tres pequeąs turbinas de gas cada uno con su HSRG, la capacidad de cada una de ellas ser ̀de aproximadamente 12 MW. En la tabla 1 se muestran las caracters̕ticas de la turbinade gas considerada.Comercialmente la empresa Siemens cuenta con una turbina de gas de 12.9 MW [4] la cual se adapta a nuestras necesidades, ya que hay que tomar en cuenta que en modo hb̕rido la potencia que entregar ̀la turbina de gas ser ̀aproximadamente del 72.18% de su potencia [5].