Termodinamica

CALDERAS Y EQUIPOS AUXILIARES

Principio de funcionamiento.

Una caldera es un aparato a presión, donde el calor procedente de un combustible o de otra fuente de energía se transforma en energía térmica, utilizable a través de un fluido calo portador en fase líquida o vapor.

Las calderas que se utilizan en las plantas de cogeneración son calderas que recuperan el calor contenido en los gases de escape de la máquina térmica de combustión (motor o turbina de gas). En ellas se calienta agua, que se convierte en vapor y que se utiliza para mover una turbina de vapor y/o como fluido calo portador que aporta calor a alguna fase del proceso industrial al que está asociada la planta de cogeneración. Son el elemento de unión entre la generación de electricidad y la generación de calor útil.

Calderas de recuperación de aceite térmico.

Esto se puede conseguir con muy altas presiones de vapor, pero se aumenta mucho el coste de la caldera. Para evitarlo se recurre a la producción de aceite térmico, que tiene una muy alta temperatura de evaporación, por lo que a presiones moderadas se puede trabajar con altas temperaturas.

Las calderas de aceite térmico presentan una serie de ventajas sobre las calderas convencionales:

Tienen menos elementos. Tan sólo requieren la propia caldera, indicadores de nivel, presión y temperatura, Por la presión y temperatura a la que trabajan no son considerados aparatos a presión, por lo que la exigencia de mantenimiento legal es menor

La distribución de temperaturas en la zona que es calentada con el aceite térmico suele ser mucho más homogénea y más fácilmente controlable.

Con las calderas de aceite térmico se evitan los inconvenientes del tratamiento de agua de reposición y los riesgos respecto a la seguridad de los recipientes de presión, que tienen las calderas de vapor. Las calderas de aceite térmico son siempre oleo tubulares (el aceite va por el interior de los tubos, tubos que están dentro de un carcasa de chapa con aislamiento, por cuyo interior circulan los gases caliente).

De esta manera conseguimos una mayor recuperación de calor, ya que lo gases pueden ser refrigerados hasta una temperatura menor. No hay que olvidar poner bypass de gases a cada una de las secciones, para asegurar que la limitación en las necesidades de calor para la producción de uno de los fluidos no limita la producción del otro.

Fluidos que intervienen en su funcionamiento: Aceite, vapor o agua caliente

IMAGEN O ESQUEMA GENERAL

TURBINAS Y SUS EQUIPOS AUXILIARES

Una turbina de gases una máquina térmica en la que se realiza la transformación de energía presente en un fluido en trabajo mecánico, por medio de la expansión de dicho fluido (gas de combustión o vapor).

En una turbina, en que no hay prácticamente pérdidas de calor al exterior, el trabajo obtenido procede de la diferencia de entalpía del fluido que pasa a través de ella:

Volumen específico = Volumen de un fluido/masa de fluido

Principio de funcionamiento

La turbina de vapor es un motor térmico cíclico rotativo, de combustión externa, que movido por vapor produce energía mecánica. El vapor entra a alta presión y temperatura, y se expansiona en la turbina, transformando una parte de su entalpía en energía mecánica. A la salida de la turbina, el vapor ha perdido presión y temperatura.

Fluidos que intervienen en su funcionamiento

Por esta razón, los fluidos que circulan en las turbinas (de gas y vapor), que se utilizan para transformaciones de energía térmica en mecánica son gases, ya que son los fluidos que presentan una variación importante del volumen específico

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