Cogeneración

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Turbina de Vapor

Las turbinas de vapor son una de las tecnologías más versátiles y antiguas acopladas a un generador o maquinaria mecánica. A diferencia de los motores de combustión interna y las turbinas de gas, utilizados en los sistemas de cogeneración, en donde el calor es un subproducto de la generación de electricidad, las turbinas de vapor normalmente generan electricidad como un subproducto del calor (vapor).

Principio de funcionamiento/ componentes

Los principales componentes de un sistema caldera/ turbina de vapor son:

  • Bomba
  • Caldera
  • Turbina
  • Condensador
Ciclo de trabajo/ termodinámico El ciclo termodinámico bajo el cual opera una turbina de vapor se denomina “Ciclo de Rankine”. En este ciclo, el agua es bombeada a una presión media – alta, dependiendo del tamaño de la unidad y la temperatura a la que el vapor será eventualmente calentado. Posteriormente, el agua se calienta hasta su temperatura de ebullición y usualmente es sobrecalentada por encima de esa misma temperatura. El vapor presurizado se expande a una presión menor en una turbina de etapas múltiples y posteriormente se canaliza a un condensador que opera al vacío, o bien, a un sistema de distribución que entrega el vapor para su uso en una aplicación industrial o comercial. Finalmente, el condensado es recirculado a través de una bomba para la continuación del ciclo.
Clasificación/ modo de operación

Los tipos principales de turbinas de vapor utilizados para la generación de electricidad son:

  • Turbina de condensación
  • Turbina de contrapresión
  • Turbina de extracción
Tamaño De 100 kW a 250 MW
Combustibles Gas natural, carbón, combustóleo, biomasa, residuos sólidos municipales.
Ventajas
  • Tecnología probada
  • Grandes capacidades
  • Amplia flexibilidad en el uso de combustibles
  • Menor impacto ambiental (dependiendo del combustible utilizado)
  • Larga vida útil
Desventajas
  • Eficiencia eléctrica limitada
  • Costos de operación altos para aplicaciones en pequeña escala

Cogeneración con turbina de vapor 1 de 2

Cogeneración con turbina de vapor 2 de 2


Fuente: Energía a Debate, Sarmiento Rocío; Diplomado en Cogeneración, Módulo 3 “Turbinas de vapor”, (GIZ, 2012).