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CENTRALES ELECTRICAS DE CICLO COMBINADO

Es un ciclo de potencia que se basa en una planta tpica de ciclo combinadode una turbina de vapor y otro de una turbina de gas. El calor no utilizado

por uno de los ciclos se emplea como fuente de calor del otro. De esta formalos gases calientes de escape del ciclo de turbinas de gas entregan laenerga necesaria para el funcionamiento del ciclo de vapor acoplado. Estaconguracin permite un muy eciente empleo del combustible.

La justicacin de los ciclos combinados reside en que, desde un punto devista tecnolgico, resulta difcil conseguir un ciclo termodinmico quetrabaje entre las temperaturas medias de los focos calientes y frio usuales.Es por ello, que se acude al acoplamiento de dos ciclos: unoespecialiado en la producci!n de tra"a#o con alta e$ciencia enran%os altos de temperaturas de tra"a#o&Bra'ton( ' otro para

temperaturas medias)"a#as&Ran*ine(+Estas centrales el!ctricas operan generalmente en dos etapas "

#. $omo central %urbo&as'. $omo $entral %ermoelectrica.

La estructura bsica de la centrales t!rmicas de ciclo combinado es

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ES-EMA BASICA DE -NA CENTRAL TERMICA DE CICLO COMBINADO

La ener%.a o"tenida en las centrales el/ctricas de cicloscom"inados puede ser utiliada, adem0s de la %eneraci!n el/ctrica,

para cale1acci!n a distancia ' para la o"tenci!n de 2apor deproceso+

()*$+*-+E*% DE L- $E*%/-L0-LL1-

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El proceso inicia cuando el gas natural de $amisea ingresa a la estacin degas donde este es ltrado medido y regulado.

1ara luego alimentar a las tres turbinas.

Las turbinas combustionan el gas creando un movimiento giratorio que estrasladado al generador para producir electricidad.

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Esta energa es transformada a alto voltaje que es enviada al 2E+*.

- trav!s de este proceso conocido como de $+$L -3+E/%. 0allpa genera456 7 de potencia. )n ciclo abierto libera una gran cantidad de calor queno es aprovec8ado 9:66;$

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El proceso consiste en aprovec8ar el calor de escape,8aci!ndolo pasar atrav!s de una caldera con miles de tuberas de agua.

El calor de escape evapora el agua dentro de las tuberas generando vapora alta presin

$+$L -3+E/%

$+$L $3+*-D

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Este 8ace girar a la turbina de vapor, la cual acciona un generador,produciendo electricidad.

)na vez usado, el vapor es derivado al aerocondensador, un radiador degrandes dimensiones que a trav!s de ventiladores genera un =ujo deaire,enfriando al vapor y condensndolo para ser recirculado y utilizadonuevamente.

3ENERADO

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ediante este proceso, el agua circula en un circuito cerrado y elenfriamiento se 8ace >nicamente con aire.

$on el ciclo combinado, 0allpa 8a incrmentado su generacin en ?66 7,utilizando >nicamente el calor de escape de sus turbinas.Esto signica quegenera 4#@ ms de energa sin utilizar gas natural adicional.

De esta manera 0allpa se convierte en la central el!ctrica mas grande yeciente del pais

4ENTA5AS DEL CICLO COMBINADO

6le7i"ilidad+La central puede operar a plena carga o cargas

parciales, 8asta un mnimo de aproAimadamente el B4@ de lapotencia mAima.

E$ciencia ele2ada. El ciclo combinado proporciona mayor eciencia

por un margen ms amplio de potencias.

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Sus emisiones son m0s "a#asque en las centrales t!rmicas

convencionales.

Ba#o consumo de a%ua de re1ri%eraci!n.

A8orro ener%/ticoen forma de combustible

DE2$/+1$+* DE L- $E*%/-L %E/ELE$%/+$- 0-LL1-

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Hista de la caldera de recuperacin de calor.

-l desarrollar el +nforme, en los clculos y resultados se 8a considerado tres

96?< escenarios distintos de condiciones atmosf!ricas reales o 8ipot!ticasque dan origen a tres 96?< tipos de potencias y rendimientos "

Condiciones de ensa'o

2e reeren a las potencias registradas y los rendimientos calculados a partirde valores que fueron registrados a las condiciones de presin atmosf!rica,temperatura ambiente del aire a la entrada de los ltros que conducen alcompresor 8umedad del aire atmosf!rico a la entrada a los ltros de aire, elpoder calorco neto del combustible y la velocidad de giro de la turbina,imperantes al momento de efectuar las mediciones

Condiciones ISO2e reere a las potencias y rendimientos que se 8abran obtenido durante elensayo si las condiciones imperantes durante la prueba 8ubiesen sido lasdenidas por las normas +2, las cuales consideran al aire ingresando alcompresor a #6# C1a, a una temperatura ambiente de #4 J$ y a :6@ de8umedad relativa. Estas condiciones se 8an complementado con las dereferencia, para aquellas que no tienen deniciones +2" poder calorco delcombustible gaseoso igual a ?4,K5B 0Im? y velocidad de giro igual a ?,:66r.p.m.

La potencia +2 se obtiene al convertir las condiciones de Ensayo a las

condiciones +2. 2us conceptos y los procedimientos de clculo respectivosse eAplican en el +nforme. Los rendimientos se 8an calculado a partir de los

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valores medidos de energa el!ctrica y consumo de combustible. Lasmuestras se analizaron en el laboratorio del Departamento de &as *aturalde 0allpa. Los valores del poder calorco bajo y gravedad especcaempleados en los clculos son los valores obtenidos en el anlisis enlaboratorio de las muestras que se tomaron. Estos valores son 6.K54

3%)I1$std y 6.K'BB, respectivamente.Condiciones de 9otencia E1ecti2a

2e reere a las que se 8abran obtenido si las condiciones imperantesdurante la prueba 8ubiesen sido" el aire ingresando al compresor con K?.?@de 8umedad relativa, la temperatura ambiente a la entrada del compresorigual a #K.?4 ;$, igual a la temperatura promedio de los mAimosmensuales registrados por 2enam8i en su pgina Meb para la estacinmeteorolgica de 1unta Lobos# ubicada en 1ucusana, Lima, Lima Fpor ser!sta la localidad con datos 8istricos ms prAima a la ubicacin de launidad ensayadaF y una altura de :6 m.s.n.m.

En el presente caso, las condiciones de 1otencia Efectiva 8an resultado ser "

%emperatura promedio de los mAimos mensuales" #K.?4 ;$

Numedad relativa" K?.?@

-ltura de ?4 m.s.n.m

Se defne como Potencia Eectiva a la potencia continua (antes de serviciosauxiliares) entregada por la unidad, correspondiente a bornes degeneracin, cuando opera a Condiciones de Potencia Eectiva y a mximacarga

Durante el ensayo al #66@ de carga la unidad oper con normalidad. *oeAisti sobrecalentamiento alguno en los devanados del generador ni en loscojinetes de la turbina.

El perodo de estabilizacin para la prueba de /endimiento fue acordado porlas partes en #4 minutos a n de asegurar la estabilidad t!rmica y vericaruna variabilidad mnima.

El lapso entre el n de la prueba al #66@ de carga y el inicio de las pruebasa cargas parciales fue denida por el $entro de $ontrol del $E2.

RENDIMIENTO

El rendimiento de una unidad es la eApresin una relacin O$ostoI3enecioP,donde el benecio es la energa producida 9medida en C78 el!ctricos om>ltiplo de ella< y el costo es la cantidad de combustible que se consume,eApresada en las unidades usuales en que se emplea para un combustiblegaseoso 9volumen, en pies c>bicos estndar

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METODOLO3IA DEL ENSAO

1or razones t!cnicas de estabilidad, el sistema conformado por las turbinasde gas, los calderos recuperadores de calor y la turbina de vapor no puedeoperar por debajo de un nivel de carga que equivale al 5'@,aproAimadamente, de la potencia declarada. - partir de esto, se acord quelos porcentajes de carga a utilizarse para el ensayo de rendimiento seran5'@, 5K@, G:@, K?@ y #66@, aproAimadamente, de la potencia declarada.

a. -dems de las variables ambientales y operativas que servirn paradeterminar los factores de correccin, medir y registrar como mnimo"

la potencia al eje

la potencia consumida por los auAiliares

el consumo de combustible

la temperatura del combustible y

la temperatura mAima del =uido o parmetro indicativo del nivel

de carga de la unidad durante el ensayo en planta

b. %omar 8asta ? muestras de combustible, para determinar enlaboratorio su poder calorco 9y eventualmente composicin