Reporte Visia A La Central Termoelectrica De Ciclo Combinado El Sauz 15p5d

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Visita a la Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado “El Sauz” Por:

Profesor(es): Edgar Maldonado Mosqueda Salvador Benitez A.

1.-Índice

1.- Índice 2.-Introducción 3.- Visita -El Sauz -Ventajas de una C.T.C.C. -Partes de una C.T.C.C. -Funcionamiento de una C.T.C.C. -Desarrollo profesional de un IQ en una C.T.C.C. - Impactos medioambientales de las C.T.C.C. 4.-Observaciones

2.-Introducción

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica, nuclear, solar entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas anteriormente. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico. En nuestro viaje de estudio, visitamos una central Termoeléctrica de Ciclo Combinado que utiliza la energía térmica para la producción de energía eléctrica.

¿Qué es una Central Termoeléctrica? Una central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica.

¿Qué es un Ciclo Combinado? Se denomina ciclo combinado en la generación de energía a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo es un gas producto de una combustión o quema.

3.- La Visita Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado (C.T.C.C.) “El Sauz” “El Sauz” como el título lo menciona, es una Central Generadora de Energía Eléctrica (tipo Ciclo Combinado), ubicada en el Estado de Querétaro, esta central cuenta con 5 unidades turbo-gas y 2 unidades de vapor. Cabe mencionar que las unidades turbo-gas son turbinas de gas aeroderivativas empleadas para la generación eléctrica, bombeo y compresión. Por lo general, son utilizadas para apoyar solicitudes urgentes (o picos) en la demanda de electricidad o bien, para el suministro permanente de energía eléctrica en zonas aisladas y que los ciclos que utiliza esta central para la producción de energía eléctrica son los ciclos de : El ciclo de Brayton (turbina de gas): toma el aire directamente de la atmósfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o eléctrica. El ciclo de Rankine (turbina de vapor): donde se relaciona el consumo de calor con la producción de

trabajo o creación de energía a partir de vapor de agua.

Ventajas de una C.T.C.C. Flexibilidad. La central puede operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima. Eficiencia elevada. El ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por un margen más amplio de potencias. Emisiones. Las emisiones de una central termoeléctrica de ciclo combinado son mucho menores que las termoeléctricas convencionales. Bajo consumo de agua de refrigeración.

Partes de una C.T.C.C. Así también las partes fundamentales de una Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado ( C.T.C.C.), son: .-Turbina de gas. Que consta de: - Compresor, cuya función es inyectar el aire a presión para la combustión del gas y la refrigeración de las zonas calientes.

- Cámara de combustión, donde se mezcla el gas natural (combustible) con el aire a presión, produciendo la combustión. - Turbina de gas, donde se produce la expansión de gases que provienen de la cámara de combustión. .-Caldera de recuperación. En esta caldera convencional, el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de aguavapor. .-Turbina de vapor. Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional.

Funcionamiento de una C.T.C.C. En primer lugar el aire es comprimido a alta presión en el compresor, pasando a la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible. A continuación, los gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan y su energía calorífica se transforma en energía mecánica, transmitiéndolo al eje. Los gases que salen de la turbina de gas se llevan a una caldera de recuperación de calor para producir vapor, a partir de este momento tenemos un ciclo agua-vapor convencional. A la salida de la turbina el vapor se condensa (transformándose nuevamente en agua) y vuelve a la caldera para empezar un nuevo ciclo de producción de vapor.

En “E l Sauz” con una producción total de 600 Mw, anteriormente para la turbogas se utilizaba diesel es por eso que dentro de las instalaciones había contenedores bastante grandes a donde llegaba el suministro de diesel, ahora la central utiliza gas natural suministrado por PEMEX, la razón de este cambio es principalmente por los niveles de NOx (Óxidos de Nitrógeno) que la combustión del diesel producía y liberaban a la atmosfera esto les causaba multas ante la PROFEPA y la SEMARNAT debido a la “ NOM-044-SEMARNAT-2006, Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos totales, hidrocarburos no metano, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas y opacidad de humo provenientes del escape de motores nuevos que usan diesel como combustible”

Desarrollo profesional de un Ingeniero Químico en una C.T.C.C. La central utiliza una planta tratadora de agua en la cual al agua que llega a la central se le eliminan las sales con una resina especial llamada “Resina de intercambio iónico”, dado que las sales se pueden separar en cationes y aniones, la resina, que también los contiene los toma del agua quitándolos de esta mediante un proceso de osmosis, por lo que la central cuenta con un contenedor de agua cruda (Agua normal o potable) y un contenedor de agua

desmineralizada (agua sin sales, minerales ni metales pesados). Este proceso de desmineralización del agua se lleva a cabo porque si no lo hicieran las tuberías que transportan el agua a los diferentes equipos de las unidades, empiezan a acumular sarro y esto afecta a todo el proceso de la central, ya que el sarro obstruye los flujos de agua de entrada y de salida de los equipos y para eliminar el sarro de las tuberías se tiene que detener todas las operaciones en la unidad lo cual generaría un perdida de millones de dólares, por lo tanto se lleva a cabo este proceso de desmineralización del agua. En esta parte se lleva un control tanto de la resina como de las concentraciones de las sales residuales que quedan en el agua después de la desmineralización, ya que como se sabe ningún proceso es eficiente al 100%, todo esto se lleva acabo en el laboratorio químico de la central, que es un buen lugar para el desarrollo profesional de un IQ.

Impactos C.T.C.C.

medioambientales

de

La utilización de gas natural para la generación de electricidad mediante la tecnología del ciclo

las

combinado se encuentra dentro de la política medioambiental de un gran número de países, ya que ofrece un gran número de ventajas en comparación con el resto de tecnologías de producción eléctrica. En concreto, las emisiones de CO 2 en relación a los kWh producidos son menos de la mitad de las emisiones de una central convencional de carbón.

Observaciones A mi parecer la visita a la Central Termoeléctrica de Ciclo Combinado (C.T.C.C.) “El Sauz”, nos sirvió para ver en que entorno y que funciones puede desarrollar en su vida profesional un Ingeniero Químico dentro de una central como esta, a su vez pudimos observar los diferentes conocimientos que se ven dentro de la carrera, aplicados en una industria en la vida real y así tener en cuenta en que áreas de la carrera tenemos que enfocarnos o dedicarle más tiempo si queremos llegar a estar en una industria como esta.