Ciclo Combinado: Mejora del Rendimiento en Centrales Térmicas

Combustión Secuencial

La combustión secuencial es un proceso que se realiza en dos anillos quemadores. Los productos de la combustión del primer anillo constituyen el aire de combustión del segundo. Este proceso se lleva a cabo en la turbina de gas, núcleo del sistema combinado, con el objetivo de minimizar la emisión de productos contaminantes.

Rendimiento del Condensador

Para obtener un mejor rendimiento del condensador, se deben considerar dos aspectos clave:

• Obtener el agua condensada con la temperatura más alta posible para evitar pérdidas innecesarias de calor.
• Lograr que el aire no condensable se separe a la temperatura más baja posible para reducir su volumen y, por consiguiente, el trabajo necesario para su extracción.

Etapa de Aportación de Calor a Presión Constante (T.V)

Esta etapa consta de un calentamiento previo en fase líquida, un proceso de cambio de fase y una elevación posterior de la temperatura del vapor en el sobrecalentador.

Recalentamiento Intermedio

El recalentamiento intermedio del vapor, tras una expansión parcial en la turbina, reduce la humedad en el escape de las centrales térmicas convencionales. Además, incrementa significativamente la potencia y el rendimiento al aumentar la temperatura media del foco caliente.

Acoplamiento de Dos Ciclos

El acoplamiento de dos ciclos, Brayton (alta eficiencia en rangos altos de temperatura) y Rankine (para temperaturas medias-bajas), optimiza la producción de trabajo. La eficiencia global depende de las eficiencias individuales de cada ciclo y de la adecuada transferencia del calor residual a través de la caldera de recuperación.

Rendimiento de Ciclos Combinados con Postcombustión

En lugar de ser puramente convectiva y recuperar solo el calor de los gases de escape del ciclo de alta, la postcombustión permite una combustión suplementaria. El combustible empleado en la postcombustión puede ser el mismo o diferente al utilizado en la cámara de combustión de la turbina de gas.

Optimización del Compresor

La optimización del compresor es tecnológicamente más compleja. El compresor lleva el fluido desde su estado muerto en equilibrio con el entorno a un estado de mayor presión y temperatura, mientras que la turbina expande el gas desde un estado de alta presión y temperatura a otro más cercano al equilibrio con el entorno.