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• EfrainCconojhuillcaAyma

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Termodinámica
y
Termotecnia
 Tema
06.
Ciclos
de
Potencia


Inmaculada
Fernández
Diego
 Severiano
F.
Pérez
Remesal
 Carlos
J.
Renedo
Estébanez
 DPTO.
DE
INGENIERÍA
ELÉCTRICA
Y
ENERGÉTICA
 Este
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BY‐NC‐SA
3.0


TERMODINÁMICA Y TERMOTECNIA (GIE y GIEA)

T 06.- Ciclos de Potencia

Objetivos: Este tema es el más extenso, en él se estudian los ciclos termodinámicos, destinados a la obtención de potencia o trabajo. En primer lugar se abordan los ciclos de vapor, para finalizar con los ciclos de gas. Se estudiarán tanto los ciclos simples como los mejorados con recalentamiento, regeneración, extracción, o refrigeración intermedia El tema se complementa con una práctica de laboratorio sobre la simulación por ordenador de ciclos termodinámicos de potencia

1

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 1.- Introducción 2.- Ciclos de Vapor 2.1.- Ciclo de Carnot 2.2.- Ciclo Rankine 2.3.- Ciclo Rankine con recalentamiento 2.4.- Ciclo Rankine con regeneración 2.5.- Ciclo Rankine con regeneración y recalentamiento 2.6.- Ciclo Rankine supercrítico 2.7.- Pérdidas en el ciclo Rankine

3.- Ciclos de Aire 3.1.- Compresores 3.2.- Ciclo de aire estándar 3.3.- Ciclo de Carnot 3.4.- Ciclo Otto 3.5.- Ciclo Diesel 3.6.- Ciclo Dual 3.7.- Ciclos Ericson y Stirling 3.8.- Ciclo Brayton 3.9.- Ciclo Brayton regenerativo 3.10.-Ciclo Brayton con recalentamiento 3.11.- Ciclo Brayton regenerativo con recalentamiento y refrigeración

4.- Ciclo Combinado 5.- Cogeneración 6.- Máquinas Térmicas 6.1.- Turbinas de vapor 6.2.- Motores de combustión 6.3.- Turbinas de gas 6.4.- Motor Stirling

2

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 1.- Introducción (I) Los ciclos termodinámicos son la base de la utilización energética En los ciclos de potencia: •  Se extrae calor (combustible), QFC, de un foco a alta temperatura, TFC •  Se obtiene trabajo útil, W •  Se cede calor residual QFF, a un foco a baja temperatura, TFF (aire ambiente, o agua de mar, de un río, …)

Se cumple la condición de equilibrio de la energía: [T2] Sist. Ab.

3

Turbina WT

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2

2.- Ciclos de vapor (I)

1

Qc

4 Caldera

QF

3

WB Humos

Bomba

Condensador

Turbina Chimenea

Vapor de agua

Generador

Identificación de puntos

2 1

Qc Aire

4

Combustible

B. Condensador

Caldera WB Bomba

3

Torre de Refrigeración

4

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (II) Turbina

Identificación de puntos

WT

2 1

Qc

4 Caldera

QF

3

WB Bomba

Por unidad de masa

Condensador

5

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (III) Dos ciclos termodinámicos básicos de vapor, el ciclo de Carnot (ideal), y el ciclo de Rankine (real), que tiene diferentes variantes

2.1.- Ciclo de Carnot (I)

p

Es el ideal Limitado por dos isotermas y dos adiabáticas (s cte)

TC TF

1

4 S3

[T4]

3

S1

TC TF

2

v

El foco frío es el medio ambiente, su temperatura es conocida, y Wmax es: El calor cedido al medio ambiente en ciclos reales es superior al 55%, y se expresa:

6

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (IV) 2.1.- Ciclo de Carnot (II) Los elementos esenciales del ciclo son: •  la turbina de vapor, (1-2) el vapor se expande con s cte, obteniendo W •  un condensador, (2-3) condensa el vapor saliente de la turbina a T (y p) ctes •  una bomba, (3-4) en la que se eleva la presión isoentrópicamente

p

TC TF

1

4 S3

3

S1

TC TF

2

•  una caldera, (4-1) a T (y p) ctes se vaporiza el agua

v

El trabajo absorbido en la bomba, en primera aproximación, se desprecia, ya que el obtenido en la turbina es mucho mayor 7

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (V) 2.2.- Ciclo Rankine (I) El ciclo de Carnot presenta dos problemas prácticos: La bomba trabaja mal si lo hace con vapor Si la expansión se realiza en la zona de vapor saturado corren peligro los álabes de la turbina, hay que limitar formación de agua líquida

El ciclo real trabaja con cambio de fase, el ciclo Rankine Este ciclo, también lo describen dos isoentrópicas y dos isobaras T 1

4

T

p1

a p2

3

2

Ciclo de Carnot

p1 4

1 p2

p2

4 3

s

1

T

p1

3

2 s

Ciclo de Rankine evitando vapor en la bomba

2 s

Ciclo de Rankine evitando 8 vapor en la turbina (teórico)

T 06.- CICLOS DE POTENCIA Turbina 2.- Ciclos de vapor (V) T

WT

2.2.- Ciclo Rankine (I)

p1

1´

2´

1

a

El ciclo de Carnot 1´ presenta dos problemas prácticos:

Qc

4 a p2 La bomba trabaja mal si lo hace con vapor Si la expansión se realiza Qen la zona de vapor saturado corren peligro los álabes de 4 F la turbina, hay que limitar formación de agua líquida 3 2 2´ Caldera 3

B El cicloWreal trabaja con cambio de fase, el ciclo Rankine

s

Condensador

Bomba

Este ciclo, también lo describen dos isoentrópicas y dos isobaras T 1

4

T

p1

a p2

3

2

Ciclo de Carnot

p1 4

1 p2

p2

4 3

s

1

T

p1

3

2 s

Ciclo de Rankine evitando vapor en la bomba

2 s

Ciclo de Rankine evitando 9 vapor en la turbina (teórico)

T 06.- CICLOS DE POTENCIA Sin sentido práctico

2.- Ciclos de vapor (VII) 2.2.- Ciclo Rankine (II)

T 1´ a

Para evitar líquido en la turbina, se aumenta la T de entrada, sobrecalentamiento

4

El aumento de Tmax del ciclo (T1´> T1) ↓η

3

p1

1

p2 2

2´ s

Para que (T1’= T1) debería ↓p a medida que se evapora el agua esto no tiene sentido práctico

En primera aproximación se desprecia el trabajo absorbido por la bomba

10

T

T 06. - CICLOS DE POTENCIAT 1

a

2.- Ciclos de vapor (VI) 4 2.2.- Ciclo Rankine 3(III)

p10 10

p1

1

a

↑p caldera

p1

4 p2

3

2

20 2 s

s

Para mejorar el rendimiento hay que: ↑W y/o ↓Q1:

T

•  aumentar la presión en la caldera (?¿) •  aumentar la temperatura en la caldera •  disminuir la temperatura de salida de la turbina

10 p1 a

1

4 3

↑T caldera

2

20

s

Se debe: •  respetar la Tmax de la caldera, limitada por los materiales, del orden de 600ºC •  evitar trabajar en la zona de vapor saturado •  considerar la Tmin que se dispone para condensar

T

1 a 4 3 30

↓T salida Turbina

p1

2 20

p2

p20

11 s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (VI)

↑T caldera T

2.2.- Ciclo Rankine (III)

1

a

↑p caldera

4 p10

T 10

1

a

p1

↑X s

↓T salida Turbina

T ↓X

20

20

2

3

4

3

p1

10

2 a s

p1

1

4 3 30

p2 2

p20

20

↓X

12

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (VIII) 2.3.- Ciclo Rankine con recalentamiento Tras expansionar el vapor en una turbina de alta presión (T.A./T.H.P) se recalienta para volver a ser expansionarlo en una turbina de baja (T.B./T.L.P.) Es posible encontrar turbinas que incluyan las dos etapas 3 Recalentador

T.B.

2

QR

WTA +TB T.A.

QFC

p1

T 1

4

a 2

1

QC

3

p3 T3 ≤ T1 con calor residual de la caldera

6

6 Caldera

QFF

5

WB Bomba

5

4

Pto 2 en zona de vapor seco

Condensador s

↑ W, pero no η, ya que también ↑ QFC

13

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (IX)

2

[100%]

[y%]

2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (I) T.A.

Para ↓Q1 se puede precalentar el agua que entra en la caldera con un sangrado o extracción de vapor de la turbina

[100%-y%]

T.B.

[1]

WTA +TB

[y]

1

2

[1-y]

3

La p del sangrado debe ser tal que su T de saturación sea la intermedia entre la de condensación y la de saturación en la caldera Si hay varios sangrados, las temperaturas deben ser “equidistantes”

La unión del sangrado con el condensado se realiza en un elemento calentador, que puede ser abierto (mezcla) o cerrado (intercambio térmico) 14

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (X) 2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (II) T

p1 1

p3

3

TSat Caldera TSat Sang 1 TSat Sang 2 TSat Sang 3

p5

5

p7

7

2 4

p9

6 8

TSat Cond

s

15

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XI) 2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (III) T.A.

Ec. Masa (Prop agua)

T.B. WTA +TB

2 1

[1]

QC

WB2

5

Calentador abierto

Bomba1

Mezcla

WB1

7

7 QFF

6

p1

1

[1]

3 [1-y]

[y]

7 Caldera

T

6 5

Condensador

2

6 5

[y]

p2

2

[1-y] 4

1

6

3

2 3

4

s

Bomba2

16

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XII)

2 7

2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (IV)

Ec. Energía (Prop agua)

6

Calentador abierto

[1]

Ec. Masa (Prop agua)

[y] [msv]

[1-y] [mC]

[malim]

con Recal. y Regen. T

p1

1

[1] 8 7 6

[y]

p2 3

2

[1-y] 5

4

17 s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XIII)

Ec. Masa (Prop agua)

2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (V) T.A.

Ec. Energía (Prop agua)

T.B. WTA +TB

[1]

1

QC

[1-y]

2

Condensador

[y] 3

T

[1]

QFF Caldera

Int. calor

5

6

[y]

7

5

4

cerrado

[y]

7

WB

6

Calentador

Purgador

8

p2

2

[1-y] 4

Bomba

p1

1

8

3

18

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2

2.- Ciclos de vapor (XIV) 6

2.4.- Ciclo Rankine con regeneración (VI)

[malim]

5

Calentador

[1]

Ec. Masa (Prop agua)

Ec. Energía (Prop agua)

[y] [msv]

[1] cerrado

7

T

[malim]

[y] [msv]

p1

1

[1]

6 5

7

[y]

p2

2

[1-y] 4

3

19

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XV) 2.5.- Ciclo Rankine con regeneración y recalentamiento El ciclo con regeneración ↑η, pero puede presentar problemas de vapor en la turbina, se suele combinar con el ciclo con recalentamiento T.B. [1-y] Recalentador

Posible con Regenerador cerrado

3

2 T.B.

T.A. QR

WTA +TB

T

2

QFC

1

[1]

QC

Caldera

B.1

6 QFF

7

WB2

4 [1-y]

[y]

8

[1]

8 7

B.2 WB1

2

8 7

6

[y]

p2 3

2

7

1

[1-y] 5

6

Calentador abierto

p1

1

2 4

Condensador s

5 20

3

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XVI)

1

T

p

2.6.- Ciclo Rankine supercrítico En los ciclos vistos hasta ahora, la mayor parte de la transferencia de calor se realiza a T igual o inferior a la de vaporización (del orden de 250ºC) Pero la T de los gases en la caldera puede ser mucho mayor

4 3

2

Para mejorar el rendimiento hay que intentar que Tvapor = Thumos caldera, para lo que se intenta que la transferencia térmica se haga a T  Este ciclo trata de evitar la zona bifásica Implica ↑p de trabajo, y por lo tanto mayor coste de instalación Para evitar la formación de agua en la turbina es necesario que este ciclo se combine con etapas de regeneración y de recalentamiento. 21

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 2.- Ciclos de vapor (XVII) T

1

2.7.- Pérdidas en el Ciclo Rankine Los ciclos reales tienen pérdidas, debidas a enfriamientos, pérdidas de carga en conductos, en la bomba, etc

a 4 4s p2 3

El mayor porcentaje se produce en la etapa de expansión, que tiene un rendimiento entre el 80 y el 90%

p1

2s 2 s

Este efecto ↓η, pero reduce la posibilidad de encontrar agua en la turbina

Existen otras pérdidas, como las de la caldera, del orden del 15% del calor suministra e 22 n el rendimiento de la planta térmica …, por ello el ‫ װ‬de los ciclos ronda el 35%


T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (I) 3.1.- Compresores (I) Comprimen, mediante el empleo de un trabajo exterior, un gas, (aire, o mezcla) Elevan su temperatura El trabajo aplicado al compresor es: Por unidad de masa Los compresores volumétricos: •  Para bajos caudales •  Las válvulas hacen que el ciclo real sea mayor

Las etapas del ciclo de compresión son: •  1-2 compresión (s cte) •  2-3 expulsión (p cte)(abre val. de escape) •  3-4 expansión (s cte) •  4-1 admisión (p cte) (abre val. de adm.)

pint.S pint.S

p

Expulsión Ideal / Teórico Real 2 3 p2 s3

s1 p1

F patm.S 4

Admisión

1

η↑ al ↓ el espacio muerto (V3) (al modificar V3 también lo hace V4) 23 técnicamente es necesario por las válvulas y las tolerancias mecánicas

v

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (II)

p

Ref. p2 2´

3

Pos. relativa s cte / T cte

3.1.- Compresores (II) Wcomp se puede ↓ si se extrae Q, (refrigerando) Suponiendo la compresión adiabática es:

2

T (QTa Ta

3

[T1]

3 QFF

v

2 T2 v

2 QFF s

29

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (VIII) 3.4.- Ciclo Otto (I) Formado por dos adiabáticas y dos isócoras

p

3

v2a

QFC 2

•  Se comprime el aire a s cte (1-2) s1 •  Se realiza la combustión brusca, necesita una chispa que la inicie; el calor generado eleva la presión interior (2-3) a v cte PMS •  Se produce una expansión a s cte (3-4) •  Finalmente se comunica a v cte el calor al exterior (4-1)

3a

QFC

T

2a

s3 4

2

QFF

1

1 PMI

3

v2

v

PMI

4 v1 QFF

PMS

Isoentríopicas ( ) (1-2, y 3-4) Isocoras (v = cte), (2-3, y 4-1): 30

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (IX) 3.4.- Ciclo Otto (II)

p

3

v2a

QFC

2a

s3

2

4

1

1 PMI

3

v2

2

QFF

s1 PMS

3a

QFC

T

v

PMI

4 v1 QFF

PMS

En el ciclo Otto, al ↑rcmp ↑η Si ↑T3 y V3, η↑, la isóbara y la isócora divergen; (QFC↑ pero W ↑↑) T

[T4] p = cte v = cte

31 s

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (X)

p

T

QFC 2

p2

3

4a

2

3.5.- Ciclo Diesel (I)

s3 4

4 s1

Si rcmp es grande (>14) autodetona el combustible sin necesidad de chispa •  Se comprime el aire a s cte (1-2)

QFF 1

PMS

PMI

Adiabáticas:

v1

1 v

•  La p hace que detone, el calor provoca una expansión con p cte (2-3) •  Se produce una expansión a s cte (3-4) •  Se comunica el calor al exterior a v cte (4-1) Isóbara (p = cte): (2-3)

3a

3

QFF s

PMS

PMI

T

[T4] p = cte v = cte s

Isocora (v = cte): (4-1)

32

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (XI)

p

T

QFC 2

p2

3a

3

3

4a

2

3.5.- Ciclo Diesel (II)

s3 4

4 s1

QFF

1

1 PMS

PMI

v

PMI

v1

QFF PMS

s

En el ciclo Diesel, al ↑rcmp ↑η (al igual que en el ciclo Otto) Para una rcmp ηOtto > ηDiesel En la práctica rcmp Diesel > rcmp Otto y ηOtto < ηDiesel Si ↑T3 y V3, η↓, la isóbara y la isócora convergen; W↑ pero QFC↑↑ (En el ciclo Otto este efecto es contrario)

33

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (XII)

p

T

QFC 2

p2

3a

3

3

4a

2

3.5.- Ciclo Diesel (III)

s3 4

4 s1

QFF

1

1 PMS

PMI

v

v1

QFF

PMI

PMS

s

En el ciclo Diesel: •  al ↑rcmp ↑η •  al ↑rcrt ↓η

34

T T [T4]

T 06.- CICLOS DE POTENCIA p cte v cte s

3.- Ciclos de gas (XIII) 3.6.- Ciclo Dual (I)

T

QFC2

p 3

p3

4

QFC1

Modela la combustión en dos etapas: •  una primera a v cte (Otto) •  otra segunda a p cte (Diesel)

•  Se inicia comprimiendo a s cte (1-2)

2

v2

5

s4

2

5 s1

QFF

1

1 PMS

4

3

•  Se suministra calor a v cte (2-3) [Otto] •  Se sigue comunicando calor, pero a p cte (3-4) [Diesel] •  Se produce una expansión a s cte (4-5) •  Finalmente se comunica el calor al exterior a v cte (5-1)

PMI

v

PMI

v1

QFF

PMS

Si el motor es Otto el punto 3 es coincidente con el 4, y si el Diesel el 2 con el 3

35

s

T 06.- CICLOS DE POTENCIA p 4

3

3.- Ciclos de gas (XIV) s4

3.6.- Ciclo Dual (II)

2 5 s1 1 PMS

En el ciclo Otto rcrt = 1

PMI

v

Ciclo real

p

W>0

En el ciclo Diesel rp = 1 Escape

W ηB Para rp altas ηBReg < ηB

47

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (XXV)

QFF

1 Comp.

T

4

T.G.2

T.G.1

QFC1

3 WTG

QFC2

3.10.- Ciclo Brayton con recalentamiento

Y

p2 X

X

Y

2

pX=pY

1

p1

QFF

3

Cám. Rec. QFC2

QFC1

2

Cám. Comb.

4

s

T max limitada por los álabes de la turbina El recalentamiento ↑ el área del ciclo sin ↑ T max Se necesitan dos turbinas y una segunda cámara de combustión (recalentador) La presión intermedia debe hacer que las relaciones de presiones sean iguales

48

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 3.- Ciclos de gas (XXVI)

T

Refrig.

Y

8

5

6

Cám. Rec.

X

4

7

8

5

7

p2 6

QReg

3

1

p1

8 Y

2 QFF2

QFF

Int. Calor

Cám. Comb.

T.G.2

QFC2

X

4 1

T.G.1

Cp.2

QFC1

WTG

QFC1

Cp.1

p2=p3 =p6=p7

QFF1

3

2 QFF

1

QFC2

3.10.- Ciclo Brayton regenerativo con recalentamiento y refrigeración

s

Para mejorar el funcionamiento se puede introducir una refrigeración intermedia entre dos etapas de compresión complementado con un recalentamiento y un regenerador La presión intermedia en el recalentamiento debe ser la misma que en la refrigeración 49

T 06.- CICLOS DE POTENCIA QFC2

T

3.- Ciclos de gas (XXVI) 5

p2=p3 =p6=p7

7 3.10.- Ciclo Brayton regenerativo con recalentamiento y refrigeración

3

2

6

2s

8

1

7

X

Y 4

8 1

QFC2

5

7

p2 6

QReg

p1

8 Y

2 3

QFF1

Y

5

QReg Cám. Rec. QFC2

4sInt. Calor

Cám. 4s Comb.

QFC1

T.G.2

X

QFF2

QFF

T.G.1 X

Cp.2

4 1

8s

WTG

QFC1

Cp.1

8 6 p2=p3 =p6=p7

QFF1

T 6s

Refrig.

QFF2

2

p2

QFC1

3

QFF

1

s

p1

Para mejorar el funcionamiento se puede introducir una refrigeración intermedia entre dos etapas de compresión complementado con un recalentamiento y un regenerador La presión intermedia en el recalentamiento debe ser la misma que en la refrigeración s 50

2

Camara. 3 T 06.- CICLOS DE POTENCIA Combust.

Comp.

Los gases de escape de una turbina de gas o un motor de 1 combustión se emplean para Aire alimentar térmicamente una caldera de recuperación de un ciclo de vapor

T.G.

WTG

4

Gases de escape QFF

4.- Ciclo Combinado (I)

7 5 QF

6 Caldera de recuperación

T.V.

WTV

8

QF

Quemador auxiliar

9 Gases de escape de dos T.G.

WB Bomba

Condensador

51

2

Camara. 3 T 06.- CICLOS DE POTENCIA Combust.

4.- Ciclo Combinado (II)

Comp.

1

Ideal: T5 = T6 y T7 = T4 p4 = p5 y p7 = p4

WTG

4

Gases de escape

T7 → T4

QFF

Aire

T.G.

7 5 QF

6 Caldera de recuperación

T.V.

WTV

8 T5 → T6 QF

9 WB Bomba

Condensador

52

Central Térmica de Ciclo Combinado (I) Arrubal, La Rioja (2 x 400 MW)

T 06.- CICLOS DE POTENCIA

53

Central Térmica de Ciclo Combinado (II) Arrubal, La Rioja (2 x 400 MW)

T 06.- CICLOS DE POTENCIA

54

T 06.- CICLOS DE POTENCIA Central Térmica de Ciclo Combinado (III) Arrubal, La Rioja (2 x 400 MW)

55

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (I) Aprovechamiento térmico del calor residual de un ciclo de potencia •  Del calor cedido en el condensador •  De los gases de escape de un motor o turbina •  De la refrigeración de la lubricación de un motor

TRIGENERACION: Aprovechamiento del calor de calor de cogeneración para producir frío con un sistema de absorción (T6)

56

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (II) Centrales de extracción

Central eléctrica

Opcional

Cogeneración 57

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (III) Central Back-Pressure o Contrapesión

58

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (IV) Motores diesel

59

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (IV)

http://www.turbodriven.com/es/turbofacts/designTurbine.aspx

Motores diesel

60

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (V) Con turbinas de gas

61

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (VI) Centrales de ciclo combinado

62

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (VII) T. Gas

Motor Diesel

Rendimiento mecánico

35%

40%

O2 en los gases de escape

14%

1-2%

Nivel entálpico de la energía térmica

Alto

Alto en gases de escape Bajo en refrig. del motor

Coste económico

Alto

Medio

Costes de mantenimiento

Alto

Medio

Respuesta a los cambios de potencia solicitada

Mala

Buena

Ruidos y vibraciones

Alto

Medio

Contaminación atmosférica

Similar

63

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (VIII)

Rendimiento anual

Ratio Electricidad/ Calor

Combustible líq o gas

Combustible sólido

District Heating

Industrial

Turbina de vapor de contrapresión

85 %

84 %

0,45

0,30

Turbina de vapor de condensación y extracción

85 %

84 %

0,45

0,30

Turbina de gas

86 %

0,55

0,40

Ciclo combinado

88 %

0,95

0,75

Motor de combustión

84 %

0,75

0,60

64

T 06.- CICLOS DE POTENCIA 5.- Cogeneración (IX) Presión salida (bar)

Ratio Electricidad / Calor para turbinas de vapor

0,4

0,33

0,41

0,45

0,48

0,50

0,5

0,62

0,4 a 0,8

0,31

0,38

0,42

0,45

0,47

0,55

0,58

0,8

0,3

0,35

0,40

0,43

0,45

0,52

0,55

1,5

0,26

0,32

0,35

0,38

0,41

0,47

0,49

2

0,24

0,29

0,32

0,36

0,40

0,44

0,47

3

0,21

0,26

0,30

0,33

0,38

0,40

0,43

4

0,19

0,24

0,28

0,30

0,35

0,37

0,40

5

0,22

0,26

0,29

0,32

0,35

0,38

6

0,21

0,24

0,26

0,29

0,33

0,36

8

0,18

0,22

0,24

0,27

0,31

0,33

10

0,20

0,22

0,25

0,27

0,30

12

0,18

0,21

0,23

0,26

0,28

14

0,17

0,19

0,22

0,24

0,26

0,18

0,21

0,23

0,24

16 Presión vapor (bar) vivo / reinyectado

40

60

80

100

120

140/40

180/45

Tª vapor (ºC)

450

480

500

520

530

535

535

Tª agua alimentación (ºC)

140

180

200

210

225

240

260

Potencia entregada (MW)

10

20

30

35

40

100

150

65