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Centrales Térmicas de Ciclo Combinado, qué son y cómo generan energía a partir del gas

Historia de Vicmun

Publicada el 23 de Marzo de 2022 a las 11:38

El tema energético en la actualidad nos preocupa mucho a todos, y con razón, fundamentalmente debido al aumento de los costes, tanto a nivel particular como industrial, en particular el tema de los combustibles fósiles, y entre ellos, el gas.

A continuación te explicamos cómo se utiliza el gas para la generación de electricidad. Se hace a través de las conocidas como Centrales de Ciclo Combinado.

Las Centrales Térmicas de Ciclo Combinado transforman la energía térmica del gas natural en electricidad mediante el trabajo conjunto de una turbina de gas y otra de vapor.

El proceso implica la puesta en marcha de dos ciclos consecutivos: el ciclo de Brayton, que corresponde a la turbina de gas convencional, y el ciclo de Rankine, que opera con la turbina de vapor.

Estas centrales pueden operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima.

Las Centrales Térmicas de Ciclo Combinado se componen principalmente de 3 elementos: turbina de gas, turbina de vapor y caldera de recuperación:

La turbina de gas es la parte fundamente del ciclo combinado. Es una turbina de combustión interna formada principalmente por:

Compresor. Su función es inyectar el aire a presión para la combustión del gas y la refrigeración de las zonas calientes.
Cámara de combustión. el lugar donde se mezcla el gas natural con el aire a presión, produciendo la combustión.
Turbina. el espacio donde se produce la expansión de gases que provienen de la cámara de combustión. Consta de tres o cuatro etapas de expansión. La temperatura de los gases de entrada puede llegar a los 1.400ºC, mientras que los gases de salida alcanzan los 600ºC.

La turbina de vapor transforma la energía del vapor en energía cinética del rotor. Por lo general, consta de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la turbina de vapor y la de gas estén acopladas a un mismo eje, de manera que accionan un mismo generador eléctrico.

Otro elemento fundamental de las centrales de ciclo combinado es la caldera de recuperación. Se trata de una caldera convencional donde el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor.

El proceso de transformación del gas natural en electricidad comienza cuando el aire procedente del exterior se comprime a alta presión en el compresor. Desde ahí, se conduce a la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible. Después, los gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan. Esto provoca que la energía calorífica se transforme en energía mecánica, transmitiéndolo al eje.

Posteriormente, 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 se produce el ciclo de agua vapor convencional en el que el vapor hace girar la turbina de vapor. 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. Por lo general, la turbina de gas y la turbina de vapor se acoplan a un mismo eje, de manera que accionan conjuntamente un mismo generador eléctrico.

Fuente: Endesa Educa/YouTube