Ciclo combinado de energía eléctrica y calor

Abstract

El objeto de la presente monografía es estudiar el empleo combinado del vapor como generador de energía eléctrica y como elemento portador de calor y los diferentes sistemas con sus respectivos componentes usados para ese fin. Existen instalaciones donde se usa el vapor para procesos y la energía eléctrica para fuerza motriz. Las industrias que aprovechan el calor del vapor son muchas; podemos mencionar entre ellas las plantas de harina de pescado, plantas textiles, ingenios azucareros, fabricas papeleras, llantas, cerveza etc. La concepción de este cielo llamado "CICLO COMBINADO" corresponde a los países miembros del O.C.D.E (organización para el desarrollo económico) y está integrada por U.S.A, CANADA, NUEVA ZELANDIA, JAPON y EUROPA OCCIDENTAL. La mayor parte del calor total contenido en el vapor de agua es el calor latente, el cual, no pudiendo ser aprovechado al máximo en el motor primo (máquina de vapor o turbina) se logra un medio de hacerlo transfiriendo el calor a otra sustancia en lugar de condensarlo, con esto la eficiencia del conjunto aumenta. De modo que el calor latente usado ahora en procesos debe antes ser usado en la generación de la energía eléctrica necesaria para la instalación; de lo dicho se desprende que el vapor debe tener la energía suficiente ya que solamente una fracción de ella pasa a convertirse en potencia. Esto se consigue produciendo vapor sobrecalentado que luego es expandido en el motor primo saliendo de ella como vapor saturado o ligeramente sobrecalentado que es como se usa en el proceso industrial. Este método de instalaciones combinadas ofrece grandes ventajas económicas sobre todo en ahorro de combustible, este nuevo sistema sin embargo exige el uso de componentes adicionales debiendo estudiarse por esto el aspecto económico. Por lo dicho podrá deducirse que para una correcta coordinación de las necesidades de calor y de potencia se requiere una adecuada determinación de las condiciones iniciales del vapor lo cual se logra a partir de un cálculo de rentabilidad que hace intervenir numerosos factores tales como : - Consumo de vapor propio del usuario. - % de utilización anual. - Precio de venta de la energía eléctrica. - Importe de la instalación etc. La determinación de las condiciones de salida viene fijada según las necesidades de utilización del vapor en el proceso. Para nuestro caso práctico el proceso lo constituye la elaboración de la cerveza. El presente trabajo lo hemos desarrollado utilizando datos proporcionados por la CIA. BACKUS Y JOHNSTON S.A. El trabajo ha sido dividido en dos partes: La primera trata del proceso de la elaboración en sí, del proceso de embotellamiento y se muestra un diagrama de flujo de la forma como lo realiza la referida fábrica. A continuación, se evalúan las necesidades de energía eléctrica y calor para una producción estimada y finalmente se concibe el ciclo combinado para satisfacer las necesidades.

En la segunda parte se describen las características de los componentes básicos de la planta tales como: Turbogenerador, Bombas de alimentación y de condensado, calentador abierto y el acumulador de vapor. Lo que se persigue con este trabajo es describir una instalación que use vapor con doble propósito. Descripción. que hace acopio de los conocimientos adquiridos fundamentalmente de la rama de energía. El balance hecho nos llevara a conocer las dificultades y las ventajas del ciclo para cada punto en cuestión. Respecto de los componentes básicos solo se describen las funciones, los de talles de diseño y construcción no han sido tratados dejando este campo para la inquietud de las futuras pro - mociones ya que estos componentes constituyen elementos indispensables en toda planta.