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diagrama de ciclo combinado para diseño
Tipologia: Esquemas
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RESUMEN Se tiene una central de ciclo combinado gas-vapor, en la generación de energía es debido a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es un gas que entra en combustión o quema, y otro cuyo fluido de trabajo es vapor de agua a presión, en el que se produce una potencia neta de 70 MW Por el lado de la línea de vapor, este ingresa a la primera etapa de la turbina de alta presión a 18.5MPa, 588°C, y se expande a 11.2 MPa, donde se extrae fluido a un calentador cerrado antes de entrar en la segunda etapa de expansión en la turbina de alta donde a la presión de 5 MPa otra porción del flujo se desvía a un segundo calentador de alimentación cerrado y el resto se recalienta a 600 ºC, en esas condiciones el fluido ingresa a la turbina de baja presión. Luego el fluido se expande a 0.9 MPa, donde se extrae fluido a un calentador abierto antes de entrar en la segunda etapa expansión en la turbina de baja donde a la presión de 415 KPa una parte del fluido se desvía a un calentador de alimentación cerrado y el resto se expande a través la turbina a la presión del condensador de 8 kPa. El condensado deja cada calentador de agua de alimentación cerrado como líquido saturado a la presión de extracción respectiva. Las corrientes de agua de alimentación dejan cada calentador de agua de alimentación cerrado a una temperatura igual a la temperatura de saturación a la presión de extracción respectiva. Las corrientes de condensado de los calentadores cerrados pasan a través de trampas al siguiente calentador de agua de alimentación de baja presión. El líquido saturado que sale del calentador abierto se bombea a la presión del generador de vapor. Cada etapa de la turbina tiene una eficiencia isentrópica del 92%, las bombas funcionan una eficiencia isentrópica del 95% y las válvulas de expansión trabajan con rendimientos isoentálpicos del 100%. Mientras, que para línea de gas opera en estado estacionario y sus parámetros operativos son: aire entra en el compresor a 100 kPa y 300º K. La relación entre las presiones extremas del compresor de dos etapas es 16. La relación de presiones extremas en la expansión es 15. El refrigerador y recalentador opera ambos a 300º kPa. En las entradas de las dos etapas de la turbina, la temperatura es 1500 K. La temperatura en la entrada de la segunda etapa del compresor es 300º K. Cada etapa de la turbina de gas tiene una eficiencia isentrópica del 92%, las bombas funcionan una eficiencia isentrópica del 88% y cuentan con un regenerador con 85% de eficacia. Al final el fluido de escape de la turbina ingresa a un intercambiador de calor descargándose a 480º K.
III. Procedimiento de cálculo y resultados 3.1. Análisis energético del ciclo de potencia con turbinas a vapor
3.1.1. Identificación de todos los equipos que conforman el ciclo Los equipos que podemos identificar en el ciclo de vapor son:
3.1.5. Determinar las propiedades de cada estado del ciclo de potencia
3.1.6. Balance de masa en el ciclo potencia a vapor mt m 2 f m 2 c m 3 c m 3 f (^) m 5 f m 6 f m 5 c m 6 c m 3 f m 6 f m 6 c m 6 c m 5 f m 5 f m 5 f m 2 c m 2 c m 2 c+m3c m 2 c+m3c m 2 c+m3c m 2 c+m3c+m5c mt mt mt^ mt mt
3.1.7.1. Determinar la potencia neta del ciclo
3.1.7.2. Determinar el calor de ingreso al ciclo de vapor 3.2. Análisis energético del ciclo de potencia con turbinas a gas 3.2.1. Identificación de todos los equipos que conforman el ciclo Los equipos que podemos identificar en el ciclo de gas son:
acelera para proporcionar una constante corriente de gas uniformemente calentada en todas las condiciones requeridas por la turbina. Esta tarea debe realizarse con la mínima pérdida de presión y con la máxima liberación de calor para el limitado espacio disponible.
3.2.4. Identificación de las propiedades en instalación del funcionamiento del ciclo de gas su diagrama de instalación. ➢ Propiedades
22 – 23 Compresor 1 Adiabatico – no isentrópico η=88% 23 – 24 Interenfriador Isobárico 24 – 25 Compresor 2 Adiabatico – no isentrópico η=88% 25 – 26 ; 30 – 31 Regenerador Isobárico Є=30% 26 – 27 Combustor Isobárico 27 – 28 Turbina 1 Adiabatico – no isentrópico η=92% 28 – 29 Recalentador Isobárico 29 – 30 Turbina 2 Adiabatico – no isentrópico η=92% ➢ Diagrama de instalación
