Ciclo Rankine o Ciclo de Potencia de Vapor

Con la realización de la practica de Ciclo Rankine o Ciclo de Potencia de Vapor se obtendrá la eficiencia de los equipos o unidades que permiten obtener energía eléctrica a partir de la energía química que entregan los gases producto de la combustión a la caldera, la cual a su vez transforma esa energía en energía térmica cediéndola a la turbina, a través del fluido de trabajo que es el vapor de agua, esta la recibe y la transforma en energía mecánica, para que finalmente el generador la convierta en energía eléctrica, Esto permitirá evaluar al final un rendimiento total de la planta, dado por el conjunto de varios rendimientos parciales de los elementos que conforman el ciclo, tales como la caldera, sobrecalentador, turbina, bomba y condensador.

Posteriormente también se realizó el análisis a los productos de combustión de la caldera, para determinar la composición de una muestra de gases, haciendo uso del Aparato Orsat en el cual la muestra se pasa a través de líquidos absorbentes, (Hidróxido de potasio absorbe CO2, Acido Pirogálico el O2, Cloruro Cuproso el CO y agua destilada con metilo de naranja absorbe el N2) que remueven componentes específicos, así determinar la combustión teórica y real del combustible (gasoil) en el proceso de combustión, su composición química aproximada del combustible quemado, la relación aire combustible y finalmente establecer el porcentaje de aire en exceso o defecto que participa en la combustión para comprobar si esta fue completa o no.

Desarrollo

DIAGRAMA T – s:

PROCESO ISOENTROPICO DE LA TURBINA:

BOMBA:

CALCULOS:

• VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE CALOR EN LA CALDERA.

• VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE CALOR EN SOBRECALENTADOR.

• VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE CALOR EN EL GENERADOR DE VAPOR (CALDERA + SOBRECALENTADOR).

• POTENCIA DE LA TURBINA.

• POTENCIA DE LA BOMBA.

• VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE CALOR EN EL CONDENSADOR.

• POTENCIA ELECTRICA.

• POTENCIA NETA DEL CICLO.

• EFICIENCIA TÉRMICA DEL CICLO.

• EFICIENCIA ISOENTROPICA DE LA TURBINA.

• EFICIENCIA DE LA CALDERA.

• TRABAJO ÚTIL:

Conclusiones

• Para los cálculos de potencia y calor (QH) de la caldera se tomo en cuenta la sección donde el calor se sobrecalienta (generador de vapor), garantizando que a la turbina solo ingrese vapor totalmente seco de esta manera mejorar su rendimiento.

• Las eficiencias de la planta fueron relativamente bajas, como resultado de las irreversibilidades existentes, como el roce entre el agua y los componentes de la planta, las pérdidas de calor a través de las tuberías del sistema y de las paredes de la turbina, permitiendo que esta no sea completamente adiabática.

• Las caídas de presión entre la salida y la entrada de los dispositivos, se debe a las tuberías de la conexión, admitiendo así la diferencia que existe entre ciclo de vapor real respecto del ideal; es decir en estos no se toma en cuenta dichas caídas o diferencias.

• Mediante el empleo del sobrecalentador se aumenta isobáricamente
  la entalpía del vapor, transformándolo en vapor sobrecalentado,
  de esta manera la eficiencia térmica del ciclo puede incrementarse
  aumentando la temperatura del vapor en la caldera.

Tabla de Datos (lecturas en ml)

Volumen de la muestra: 100 ml

• Hidróxido de potasio . . . CO2

• Acido Pirogálico . . . O2

• Cloruro Cuproso . . . CO