2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24
Para el funcionamiento de instalaciones industriales y económicas ubicadas a una distancia considerable de las líneas eléctricas centralizadas, se utilizan instalaciones generadoras de energía a pequeña escala. Pueden operar con varios tipos de combustible. Las centrales eléctricas de turbinas de gas son las más extendidas debido a su alta eficiencia, capacidad para generar energía térmica y una serie de otras características.
Principio de funcionamiento
La base de una central eléctrica de turbina de gas (GTPP) es un motor de turbina de gas, una central eléctrica que funciona con la energía de la combustión de combustible gaseoso, conectada mecánicamente a generadores eléctricos y combinada con ellos en un solo sistema. La planta de turbina de gas es el motor de combustión interna más potente. Su potencia específica puede ser de 6 kW/kg.
A diferencia de otros tipos de poderinstalaciones, en los motores de turbina de gas todos los procesos tienen lugar en una corriente de gas en constante movimiento. El aire atmosférico comprimido por los compresores entra en la cámara de combustión junto con el combustible. La mezcla se enciende con la liberación de una gran cantidad de productos de combustión a alta presión, que presionan las aspas, las hacen girar y con ellas los generadores eléctricos.
La capacidad de una central eléctrica de turbina de gas varía de 20 kilovatios a varios cientos de megavatios. Cualquier material combustible que pueda ser dispersado (molido finamente) y presentado en forma gaseosa puede ser utilizado como combustible.
Ventajas del GTPP
Una ventaja importante de las centrales eléctricas de turbina de gas es la posibilidad de utilizar simultáneamente dos tipos de energía: eléctrica y térmica. Además, la cantidad de calor que se entrega al consumidor es de dos a tres veces mayor que la cantidad de electricidad generada. La cogeneración (el proceso de generar dos tipos de energía) se vuelve posible cuando se instala una caldera de calor residual especial en el escape de la turbina.
Usando centrales eléctricas de turbinas de gas, es posible crear complejos energéticos autónomos que pueden resolver varios problemas al mismo tiempo:
- Suministrar electricidad a instalaciones privadas e industriales.
- Utilizar gas derivado de la producción de petróleo.
- Calefacción de salas técnicas y edificios residenciales con calefacción lateral.
Todo esto nos permite reducir significativamente el costo de proporcionar la empresa, crear condiciones óptimas para el trabajo del personal yconcentrar los recursos materiales y el capital en expandir la producción y resolver otras tareas más importantes.
Características de las centrales eléctricas de turbinas de gas
Una de las principales características del GTPP es la capacidad de operar prácticamente con cualquier tipo de combustible. Como se señaló anteriormente, las plantas de energía de turbinas de gas pueden usar combustible que se puede dispersar para operar. Puede ser gasolina, fuel oil, petróleo, gas natural, alcohol e incluso carbón triturado.
Prácticamente no hay elementos móviles en el diseño de GTPP. La única parte móvil que combina el rotor del generador, las ruedas de la turbina y la compresa se puede suspender mediante un cojinete dinámico de gas. Como resultado, se minimizará el desgaste de las unidades de trabajo, lo que afectará significativamente la durabilidad de la instalación.
Al mismo tiempo, el período de mantenimiento del servicio aumenta hasta 60 mil horas de operación continua o hasta 7 años de operación. Las centrales eléctricas de turbinas de gas no se pueden utilizar como fuentes de energía de respaldo, ya que en el momento de la puesta en marcha, las piezas se desgastan de manera especialmente intensa. El número de lanzamientos de plantas está limitado a 300 por año.
GTES móvil
Un lugar especial en el sector industrial lo ocupan las unidades móviles de turbinas de gas. A diferencia de los GTPP convencionales, tienen menores dimensiones y peso, están equipados sobre una plataforma móvil y están equipados con sistemas de control electrónico. Como regla general, tales complejos se utilizan pararestauración del suministro eléctrico a la instalación.
La planta de energía de turbina de gas móvil se despliega en sitios pavimentados que brindan una posición estable. Se le conecta una línea de combustible y se instala una subestación transformadora en las inmediaciones. El tiempo de implementación depende del tipo de instalación, pero normalmente no supera las 8-12 horas.
La capacidad de las unidades móviles varía de 5 a 25 MW. Al mismo tiempo, la eficiencia de los GTPP móviles comienza a crecer del 35%. Al igual que las centrales eléctricas estacionarias, los complejos móviles también emiten energía térmica. Pero al mismo tiempo, generan menos costos asociados con la operación y la puesta en marcha.
Centrales de ciclo combinado
Una planta de vapor y gas puede llamarse una modificación de un GTPP. Al igual que las centrales eléctricas de turbinas de gas, estos generadores utilizan la energía de la combustión del combustible disperso. Pero al pasar por la turbina, los productos gaseosos ceden solo una parte de su energía y se liberan a la atmósfera en un estado calentado. Las centrales de ciclo combinado aprovechan este calor.
El diseño de los generadores de energía de ciclo combinado tiene una planta de energía de vapor, que se encuentra en la parte final de la turbina. Contiene agua que hierve de los productos calientes de la combustión. Se genera una gran cantidad de vapor, que hace girar la turbina y alimenta el generador adicional.
Las centrales eléctricas de turbinas de gas y de ciclo combinado se pueden utilizar en todas las industriasindustria, pero es preferible el segundo tipo de generadores, porque su eficiencia es superior al 60%.
Aplicaciones GTPS
El uso de plantas de turbinas de gas es recomendable para consumidores alejados de las líneas de suministro eléctrico centralizado, así como para instalaciones que funcionan estacionalmente. En este caso, el costo de proporcionar electricidad a la empresa será menor que el costo de la conexión a las líneas eléctricas.
Deben utilizarse GTPP de gran tamaño en lugar de centrales térmicas si existe una fuente de combustible barata. Esta situación es típica de las regiones de petróleo y gas del norte. Al mismo tiempo, es posible ahorrar en calefacción de espacios.
Recientemente, la planta de energía de turbina de gas móvil se ha vuelto ampliamente utilizada en áreas urbanas debido al bajo nivel de ruido, vibración y toxicidad de los gases de escape. Es recomendable utilizarlo en los casos en que sea difícil conectarse a la red eléctrica de la ciudad o el coste de esta sea demasiado elevado.
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