Evaluación a plena carga de una central termoeléctrica de ciclo combinado para la mejora energético-ambiental de generación interconectada

Abstract

El crecimiento poblacional y el desarrollo económico se relacionan directamente con el aumento de la demanda de la energía eléctrica y en consecuencia las emisiones de carbono, debido a la utilización de los hidrocarburos como principal fuente para la generación de energía eléctrica. La matriz energética peruana depende principalmente de los recursos hídricos y el gas natural, según los reportes de generación del COES. Las centrales termoeléctricas utilizan el gas natural para generar electricidad, siendo las de mayor eficiencia las centrales termoeléctricas de ciclo combinado (CTCC). Esta tesis está orientada a evaluar energética y ambientalmente una CTCC relacionando los parámetros de generación con las emisiones de dióxido de carbono (CO2) producto de la combustión del gas natural. Se efectuó la evaluación energética con los parámetros de operación de la CTCC. Cuando la demanda eléctrica aumenta en el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) las CTCC operan a su plena capacidad de potencia. Por consiguiente, para la presente investigación, la evaluación energética se efectúa en el modo de operación a plena carga. La evaluación se realiza a la turbina de gas (GT), al generador de vapor de recuperación de calor (HRSG) y a la turbina de vapor (ST). La tesis concluye con el reporte de la evaluación y la presentación de una herramienta alternativa rápida e integral para realizar una evaluación energético-ambiental.

Population growth and economic development are directly related to the increase in electricity demand and consequently carbon emissions, due to the use of hydrocarbons as the main source for electricity generation. The Peruvian energy matrix depends mainly on water resources and natural gas, according to COES generation reports. Thermoelectric power plants use natural gas to generate electricity, the most efficient being combined cycle thermoelectric power plants (CTCC). This thesis is oriented to evaluate energetically and environmentally a CTCC relating the generation parameters with the emissions of carbon dioxide (CO2) product of the combustion of natural gas. The energy evaluation was carried out with the operating parameters of the CTCC. When electricity demand increases in the National Interconnected Electric System (SEIN), the CTCCs operate at full power capacity. Therefore, for the present investigation, the energy evaluation is carried out in the full load operation mode. The evaluation is performed on the gas turbine (GT), the heat recovery steam generator (HRSG) and the steam turbine (ST). The thesis concludes with the evaluation report and the presentation of a fast and comprehensive alternative tool to carry out an energy-environmental evaluation.