Optimización Operativa de Centrales Eléctricas: Arranque, Parada y Control Avanzado

Secuencia de Arranque de Centrales Eléctricas

1. Barrido de gases de combustión (CC) y de caldera o HRSG.
2. Purga de tubos de caldera o de HRSG.
3. Puesta en marcha de bombas (circuito primario y de refrigeración del condensador).
4. Arranque de la turbina de gas (en centrales de ciclo combinado - CGCC) o de la caldera (en centrales térmicas convencionales - CT). Puesta en régimen del reactor (en centrales nucleares - CN). Se acumula vapor y/o se envía al condensador.
5. Sincronización y puesta en carga de la turbina de gas (CGCC).
6. Arranque de la turbina de vapor.
7. Sincronización y puesta en carga de la turbina de vapor.
8. Cierre del bypass al condensador.
9. Arranque de combustión suplementaria (en CGCC que la utilicen).

Procedimiento de Parada de Centrales Eléctricas

1. Reducción de carga en la turbina de gas (CGCC).
2. Reducción de carga en reactor o caldera.
3. Cuando la temperatura del reactor o de la salida de gases de caldera ha descendido a un valor prefijado, se reduce progresivamente la carga de la turbina de vapor.

Control y Automatización en Centrales Eléctricas

Funciones Principales del Control de Turbinas

• Limitar el aumento de velocidad de las turbinas frente a una desconexión de la carga (función de protección).
• Controlar la potencia generada.
• Controlar el régimen de las turbinas durante las secuencias de arranque, parada y sincronización (banda muerta de 0,1 Hz para sistemas con conexión en red).
• Equilibrar la potencia generada con la carga, respondiendo a cambios de frecuencia (operando en modo aislado, a un cambio del 1% en la frecuencia por variación del régimen, se corresponde con un 20% de variación de carga).

Bucles de Control Secundarios

• Control de nivel en los acumuladores de vapor/líquido: Se miden caudales de entrada y salida y el nivel de líquido en cada tanque de acumulación.
• Control de temperatura de vapor vivo: Bajada de temperatura del vapor durante transitorios mediante atemperadores (inyección de agua a presión procedente de los precalentadores).
• Control de temperatura del sobrecalentador: De aplicación en centrales térmicas convencionales, centrales nucleares con sobrecalentamiento y centrales de ciclo combinado con combustión suplementaria. Se usan atemperadores entre el evaporador y el sobrecalentador para proteger los tubos de este último.
• Control de temperatura del agua de alimentación: Ha de mantenerse por encima del punto de rocío ácido formado con los gases de escape (tanto en caldera como en turbina). Se emplea vapor extraído de la turbina.
• Control de presión del vapor vivo: Se emplea en transitorios. Se utiliza una válvula a la entrada de la turbina y un bypass al condensador.
• Control de nivel de líquido en condensador y precalentadores: Se controla su nivel mediante válvulas de regulación de caudal y añadiendo más agua al circuito en el condensador.
• Control de combustión suplementaria: En centrales de ciclo combinado (CGCC) se controla la cantidad de combustible suministrado a la caldera. En reducciones de carga se actúa sobre este parámetro antes que sobre la carga de la turbina de gas.
• Control de extracción de vapor de proceso: De aplicación en plantas de cogeneración.
  • Regulación separada del ciclo de potencia en función del proceso externo.
  • A veces se requiere control de la presión en el punto de extracción de la turbina (turbinas de contrapresión).
  • Es frecuente que se requiera también una regulación de temperatura, que se consigue mediante atemperadores.