lunes, 2 de abril de 2012

CENTRALES TERMOELECTRICAS


Una  central termoeléctrica es una instalación que se usa para generar energía eléctrica a partir de energía liberada en forma de calor mediante la combustión de algunos combustibles. Este calor es utilizado por un ciclo de termodinámica para mover un alternador y generar energía eléctrica.
El alternador es un  dinamo utilizado para producir energía eléctrica alterna a partir de energía mecánica y de los principios de electromagnetismo. 
 Estas centrales usan como combustibles el petróleo, el gas natural o el carbón. Este tipo de centrales que usan la combustión contribuyen  al “efecto invernadero”, ya que liberan gases como el dióxido de carbono.  Sin embargo la masa de este gas no es la misma en todos los casos, ya que el carbón se compone de carbón e impurezas, depende de sus diferentes componentes, este puede ser dióxido de carbono o monóxido de carbono.  En el gas natural por cada átomo de carbono hay cuatro de hidrógeno por lo que su contaminación es mucho menor en el ambiente. Es por ello que cuando los gases proceden de combustión de impureza la contaminación es mucho menor.

Las centrales térmicas clásicas son aquellas que utilizan la combustión de gas natural, carbón o petróleo para producir energía eléctrica. Son muy rentables y económicas por lo que su uso se extiende en los países de economía avanzada y en los de vía en desarrollo.  

Diagrama de una central térmica de carbón de ciclo convencional
1. Torre de refrigeración10. Válvula de control de gases19. Supercalentador
2. Bomba hidráulica11.Turbina de vapor de alta presión20. Ventilador de tiro forzado
3. Línea de transmisión (trifásica)12. Desgasificador21. Recalentador
4. Transformador (trifásico)13. Calentador22. Toma de aire de combustión
5. Generador eléctrico (trifásico)14. Cinta transportadora de carbón23. Economizador
6. Turbina de vapor de baja presión15. Tolva de carbón24. Precalentador de aire
7. Bomba de condensación16. Pulverizador de carbón25. Precipitador electrostático
8. Condensador de superficie17. Tambor de vapor26. Ventilador de tiro inducido
9. Turbina de media presión18. Tolva de cenizas27. Chimenea de emisiones

Figura 1.0 Central Térmica
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Central_termoelectrica


CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE CICLO COMBINADO

Es un tipo de central que utiliza gas natural, gasóleo o carbón preparado como combustible para alimentar una turbina de gas. Los gases de escape de la turbina de gas, son utilizados para producir el vapor que hace mover a la segunda turbina, que ya es de vapor. cada turbina esta unida a un alternador para generar la energía eléctrica. Normalmente en estas centrales solo funciona la turbina de gas; por lo que se le llama ciclo abierto. La mayoría de las centrales de este tipo pueden intercambiar el combustible (entre gas y diésel incluso en funcionamiento. Como la diferencia de temperatura que se produce entre la combustión y los gases de escape es mas alta que en el caso  de una turbina de gas o una de vapor, se consiguen rendimientos muy superiores, del orden del 55%.
Figura 1.1 Central térmica de ciclo combinado

En Colombia varias tipos de plantas generadores de energía en este caso, en la generación de centrales térmicas mencionaremos dos, TERMOBARRANCAS Y TERMOCARTAGENA representan un gran aporte a la sociedad y al desarrollo industrial de la región, aprovechando los recursos naturales tales como: Gas Natural, Combustoleo, agua, etc, y contribuyendo a generación de empleo

Figura 1.3 Distribución de algunas  fuentes en colombia.
Fuente: http://elcondensador.net/media/Sistemas%20mecatronicos%20III/SistemasTermicosdeGeneraciondeEnergia1deg.pdf 



Efectos ambientales en las centrales térmicas:

Los efectos ambientales de una central térmica provienen del proceso de combustión, así como de las emisiones de polvo y gases contaminantes.

· emisiones contaminantes, ocupación de espacio por la central y volumen de residuos

· Aumento en fuel oil ligero, fuel oil pesado y combustión de carbón.

· El gas radón radioactivo es un contaminante frecuente en las minas subterráneas de uranio.

Los materiales radioactivos emiten radiación ionizante penetrante que puede dañar los tejidos vivos.


Mientras tanto, el sistema eléctrico colombiano ha venido aumentando su componente térmica de manera considerable; como se puede observar en la gráfica 1.4, en 1994 la estructura del sistema eléctrico era de 80% hidráulica y 20% térmica; en 1996 la composición se situaba en 76% hidráulica y 24 térmica y en 1998, con el ingreso de nuevos proyectos, de los cuales el 88% corresponden a plantas térmicas, utilizando fundamentalmente gas natural, la composición se modificó incrementando el valor de las térmicas con un 34% e hidráulica con un 66%; de igual forma la proyecciones que se tienen para el sistema energético colombiano sitúan en partes iguales, es decir, 50% térmicas y 50% hidráulica, la generación energética para el año 2010, lo que se convierte en una perspectiva favorable para la penetración del gas y el carbón. En el gráfico 1 se muestra la evolución de expansión en generación eléctrica en Colombia para el periodo 1994 - 2010.

Figura 1.4  Estructura del sistema eléctrico colombiano