DEDICATORIAA Dios por el don de la vida y fortalezapara terminar este proyecto de investigacin.Finalmente a los maestros, aquellos que marcaron cada etapa de nuestro camino universitario, y que me ayudaron enasesorasy dudas presentadas en el proyecto

INDICE

Contenido

1.CENTRALES TERMINAS71.1.OBJETIVO71.2.DEFINICION71.3.FUNCIONAMIENTO71.4.PARTES81.5.VENTAJAS Y DESVENTAJAS101.5.1.VENTAJAS101.5.2.DESVENTAJAS102.TURBINAS DE VAPOR112.1.DEFINICION112.2.FUNCIONAMIENTO DE UNA TURBINA DE VAPOR112.3.PARTES133.TURBINAS DE GAS153.1.DEFINICION153.2.PARTES153.3.FUNCIONAMIENTO203.4.VENTAJAS Y DESVENTAJAS23CONCLUSIONES24ANEXOS25

INTRODUCCIN

A travs de este trabajo se busca dar una buena descripcin de las centrales Trmicas, turbinas de vapor y turbinas de gas la definicin, la descripcin y el funcionamiento de las mismas adems de los tipos de que existen, por ltimo se brindan algunas conclusiones

1. CENTRALES TERMINAS

1.1. OBJETIVOLas centrales trmicas convencionales quemangas natural, carbn, fuel-oil para producirelectricidadpor medio de lacombustin.

1.2. DEFINICION

Unacentral termoelctricaocentral trmicaes una instalacin empleada para la generacin de energa elctrica a partir de la energa liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustin de combustibles fsiles como petrleo, gas natural o carbn. Este calor es empleado por un ciclo termodinmico convencional para mover un alternador y producir energa elctrica. Este tipo de generacin elctrica es contaminante pues libera dixido de carbono.Por otro lado, tambin existen centrales termoelctricas que emplean fisin nuclear del uranio para producir electricidad. Este tipo de instalacin recibe el nombre de central nuclear.1.3. FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento podra describirse del siguiente modo: El combustible, almacenado en depsitos situados en las inmediaciones de la central (carbn. gasoil o gas natural), entra en la caldera para ser quemado. Durante su combustin se produce calor que permite la evaporacin del agua presente en las numerosas tuberas que se encuentran alrededor de la caldera. El vapor de agua adquiere mucha presin, por lo cual se utiliza para mover una turbina conectada al generador. Al girar la turbina se produce la electricidad, que viaja del generador hasta los transformadores, que elevan la tensin para transportar esta energa por la red elctrica hasta los centros de consumo.Podemos resumir todo lo dicho con este pequeo dibujo:

Por otro lado est funcionando el sistema de refrigeracin que permite empezar de nuevo el ciclo, es decir, condensa el vapor de agua para que pueda volver a ser utilizado. El agua es condensada en una parte de la central que se mantiene a baja temperatura gracias a un sistema cerrado de tuberas que lo refrigeran, el condensador. Las tuberas contienen agua fra que reduce la temperatura del agua usada para mover la turbina, permitiendo su condensacin. Cuando el agua del sistema de refrigeracin se calienta, se dirige hacia las torres de refrigeracin, donde se vuelve a enfriar en contacto con aire fro. Y as se realiza continuamente el mismo ciclo.

1.4. PARTESLas principales partes de una central de este tipo se podra decir que son: QuemadorEl quemador, que se encuentra en la caldera, es el encargado de quemar el carbn, el gasoil o el gas natural, para evaporar el agua de las tuberias que tapizan la caldera. ChimeneasLas altas chimeneas que se encuentran en la caldera se encargan de expulsar a la atmsfera los gases producidos durante la combustin. Posen filtros que evitan que las cenizas salgan directamente a la atmsfera. Adems tienen una gran altura para evitar contaminar las zonas de los alrededores a la central. TurbinasLas turbinas pueden considerarse como la parte mas importante de la central ya que son las encargadas de mover el generador para producir la electricidad. Estas turbinas estn diseadas para soportar una temperatura de unos 600 C y una presin de unos 350 bares. Las turbinas estn formadas por unas serie de labes de distintos tamaos que aprovechan la presin del vapor de agua para hacer girar la turbina. GeneradorEs el encargado de producir la electricidad. CondensadorEs el encargado de condensar el vapor que se encarga de mover la turbina para que pueda volver a ser utilizado. Torres de refrigeracinSe encargan de mantener baja la temperatura del condensador, garantizando el correcto funcionamiento de la central. El agua que refrigera el condensador es enfriada en las torres de enfriamiento al entrar en contacto con el aire fro que circula a travs de ellas. Otras partes de la central, tambin importantes para garantizar un buen funcionamiento, seran todas las tuberas y bombas que transportan todo el agua a travs de toda la central y los potentes ventiladores que introducen aire en la caldera para facilitar la combustin.

En el siguiente dibujo podremos observar todas las partes ya nombradas:

1.5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

1.5.1. VENTAJAS Producen mucha energa Produccin de energa relativamente rentable Las cenizas producidas durante la combustin pueden usarse en la construccin1.5.2. DESVENTAJAS Los gases producidos en la combustin contaminan la atmsfera El agua usada para la refrigeracin queda contaminada En los procesos de limpieza de la central se producen muchos residuos Uso de combustibles fsiles (no renovables)

2. TURBINAS DE VAPOR

2.1. DEFINICION

Es una turbo mquina que transforma la energa de un flujo de vapor en energa mecnica. Este vapor se genera en una caldera, de la que sale en una condicin de elevada temperatura y presin. En la turbina se transforma la energa interna del vapor en energa mecnica que, tpicamente es aprovechada por un generador para producir electricidad. El trabajo disponible en la turbina es igual a la diferencia de entalpia entre el vapor de entrada y salida a la turbina. El hecho de la utilizacin del vapor como fluido de trabajo se debe a la elevada energa disponible por unidad de kg de fluido de trabajo. Al pasar por las toberas de la turbina, se reduce la presin del vapor, (se expande) aumentando as su velocidad. Este vapor a alta velocidad es el que hace que los alabes mviles de la turbina giren alrededor de su eje al incidir sobre el mismo. Por lo general, una turbina de vapor posee mas de un conjunto tobera-alabe (o etapa), para aumentar la velocidad del vapor de manera gradual. Esto se hace ya que por lo general el vapor de alta presin y temperatura posee demasiada energa trmica y si esta, se convierte en energa cintica en un numero muy reducido de etapas, la velocidad perifrica o tangencial de los discos puede llegar a producir fuerza centrifuga muy grande causando fallas en la unidad.

2.2. FUNCIONAMIENTO DE UNA TURBINA DE VAPOR

El principio de funcionamiento de las turbinas de vapor tiene su fundamento en el ciclo termodinmico conocido como ciclo Rankine, a final del cual el fluido de trabajo retorna a su estado y composicin inicial. Cuatro procesos se distinguen en un ciclo Rankine ideal.

Diagrama de T-S del ciclo termodinmicode las turbinas de vapor.

1-2 Proceso de bombeo adiabtico y reversible.2-3 Transferencia de calor al fluido de trabajo en una caldera a presin constante4-5 Expansin adiabtica y reversible del fluido en la turbina.4-5 Transferencia de calor desde le fluido de trabajo a presin constante en el condensador.

Si los cambios en la energa cintica y potencial (presin y temperatura) del fluido de trabajo no son considerados, el calor transferido y el trabajo pueden representarse por areas en el diagrama.El rea comprendida por los puntos a-1-2-3-b-a representa el calor transferido al fluido de trabajo, mientras que el rea comprendida por lo puntos a-1-4-b-a representa el calor transferido desde el sistema. El trabajo neto realizado esta representado por el rea comprendida por los puntos 1-2-3-4-1 y es la diferencia entre el calor transferido al fluido de trabajo y el calor transferido

ESQUEMA DEL CICLO BSICO DE LAS TURBINAS DE VAPOR.

2.3. PARTES

A. ROTOR: es un elemento mvil del sistema. La energa desprendida por el vapor en la turbina se convierte en energa mecnica en este elemento. Dado que la turbina esta dividida en un cierto numero de escalonamientos, el rotor esta compuesto por una serie de coronas de alabes, uno por cada escalonamiento de la turbina. Los alabes se encuentran unidos solidariamente al eje de la turbina movindose con el

B. ESTATOR: el estator esta constituido por la propia carcasa de la turbina. Al igual que el rotor, el estator esta formado por una serie de coronas de alabes, correspondiendo cada una a una etapa o escalonamiento de la turbina.

C. TOBERAS: el vapor es alimentado a la turbina a travs de estos elementos. Su labor es conseguir una correcta distribucin del vapor

3. TURBINAS DE GAS

3.1. DEFINICION

Una turbina de gas es una turbmaquina trmica motora accionada por la expansin de los gases calientes. Esta destinada a la generacin de energa elctrica o trabajo en las plantas trmicas o en las de cogeneracin, as como en los campos aeronuticos y martimos. Las primeras turbinas de gas con xito comercial fueron las que se disearon para aplicaciones de aviacin 1930 F Whittle, 1936 Hans Von Ohian, aunque fue durante la segunda guerra mundial cuando se desarrollo definitivamente la tecnologa.

3.2. PARTESA. COMPRESORSu funcin consiste en comprimir el aire de admisin, hasta la presin indicada para la turbina, para introducirla en la cmara de combustin. Su diseo es principalmente axial y necesita un gran nmero de etapas, alrededor de 20 para una razn de compresin de 1:30, comparada con la turbina de expansin.

Su funcionamiento consiste en empujar el aires a travs de cada etapa de alabes por un estrechamiento cada vez mayor, al trabajar en contra presin es un proceso que consume mucha energa. Para disminuir la potencia necesaria para este proceso, puede optarse por un diseo que enfre el aire en etapas intermedias, favoreciendo su compresin; aunque reduce la eficiencia de la turbina por la entrada ms fra del aire en la cmara de combustin.B. FILTROSFILTROS DE SUPERFICIE: Estos presentan la capacidad de filtrar partculas de menor dimetro (