COMPONENTES DE UNA PLANTA CON TURBINAS DE VAPOR:Hay dos circuitos básicos en una planta a vapor; se necesita un conjunto de dispositivos, cada uno de los cuales cumple una función específica.

1. Circuito de gases de combustión: Consta de los siguientes elementos

A. Cámara de combustiónEs el sistema que se encarga de suministrar el aire, para que junto al combustible, se realice la combustión. Pero este aire a su paso tiene que atravesar unas series de equipos de recuperación de calor, encargados de absorber la energía que pudieran arrastrar hacia la chimenea los humos, el vapor y el condensado (ya utilizados) antes de ser tratado nuevamente.

B. Hogar y áreas de circulaciónEs un espacio libre, amplio y cerrado, para la combustión del combustible y la refrigeración de los humos, antes de que entren en el paso de convección o zona de recuperación. Una temperatura excesiva de los humos a la salida del hogar, hacia los bancos tubulares, puede provocar una acumulación de partículas en el lado exterior de los tubos o una excesiva temperatura del acero de los mismos.La geometría y dimensiones del hogar dependen del combustible y del equipo de combustión. Las superficies intercambiadoras del sobrecalentador, recalentador y economizador se sitúan en secciones horizontales y verticales, con flujo descendente de humos dentro del cerramiento de la caldera, constituyendo el paso de convección. En los modernos generadores de vapor, el hogar y las paredes del paso de convención están formadas por tubos de acero al Carbono ó de baja aleación, refrigerados por vapor o agua, para mantener la temperatura del metal tubular dentro de límites aceptables.Los tubos se conectan por la parte inferior y por la superior, a colectores o distribuidores que reúnen o distribuyen el agua, el vapor o las mezclas vapor-agua. En la mayoría de las unidades modernas, los tubos de las paredes del hogar sirven también como componentes para la generación del vapor; van soldados entre sí con varillas de acero interpuestas a lo largo de los mismos, formando las denominadasparedes membrana, que son estancas a gases, continuas y rígidas.Vienen a ser los ambientes en el cual se mueven los gases calientes de la combustiónLos tubos que configuran una pared membrana se construyen en paneles, transportables, con las aberturas necesarias para instalar

Un lugar para que funcione los quemadores y para alimentar el aire.

Un lugar para que se complete el proceso de combustión. Los medios para utilizar, tan completamente como sea

posible, la energía dentro del mismo.

Una salida para descargar los productos de la combustión. El medio para eliminar los residuos

C. ChimeneaPor la cual se descargan los gases de la combustión. La combustión del carbón, en efecto, provoca la emisión al medio ambiente de partículas y ácidos de azufre. Para impedir que estas emisiones puedan perjudicar al entorno de la planta, dichas centrales poseen chimeneas de gran altura, se están construyendo chimeneas de más de 300 metros que dispersan dichas partículas en la atmósfera, minimizando su influencia. Además, poseen filtros electrostáticos o precipitadores que retienen buena parte de las partículas volátiles en el interior de la central. Por lo que se refiere a las centrales de fuel-oil, su emisión de partículas sólidas es muy inferior, y puede ser considerada insignificante. Sólo cabe tener en cuenta la emisión de hollines ácidos neutralizados mediante la adición de neutralizantes de la acidez y la de óxidos de azufre minimizada por medio de diversos sistemas de purificación.

2. Circuito de vapor

A. Bombas de agua de alimentación y circulaciónLas bombas de agua de alimentación al tren de generación de vapor son bombas de alta presión, capaces de elevar ésta por encima de 120 bar. Como el vapor generado en el evaporador puede alcanzar los 100 bares de presión es necesario que las bombas levanten algo más, para poder introducirlo en la caldera. Además, tienen que vencer la resistencia que ofrecen los precalentadores de alta presión y el economizador, además de las tuberías, válvulas y accesorios del circuito. El caudal que deben suministrar es variable.

B. EconomizadorAquí se calienta el agua hasta la temperatura de saturación.Los economizadores son superficies termointercambiadoras constituidas por bancos tubulares, que se utilizan para calentar el agua de alimentación de la caldera en las siguientes situaciones:

Antes de que entren en el calderín (para el caso de unidades de recirculación).

Antes de que llegue a las superficies del hogar (si son de proceso directo o de un paso).

Los economizadores reducen la posibilidad de que se presenten choques térmicos y grandes fluctuaciones en la temperatura del agua de alimentación de la caldera, que llega a las paredes de tubos de agua que configuran el hogar o que entra en el calderín.

C. Evaporador Donde se genera el vapor saturado. Son evaporadores que se utilizan en plantas de generación de potencia eléctrica para obtener agua desmineralizada aprovechando extracciones de vapor en turbinas. Se conoce como evaporador, si se evapora agua.Los componentes principales de un evaporador sona. Ebullidor Tubular. Es donde ocurre el proceso de ebullición del

agua o disolvente producto del calor transmitido por el vapor latente. Por lo general está constituido por un haz de tubos por donde circula la solución a concentrar y una carcasa por la cual circula el vapor latente.

b. Separador líquido-vapor. Es donde la mezcla líquido-vapor proveniente del ebullidor es separada, obteniendo el líquido concentrado y la fase de vapor. El separador fue diseñado para evitar el arrastre de líquido concentrado en la corriente de vapor.

c. Área de circulación del medio de calentamiento (vapor, electricidad, etc)

d. Evaporadores para agua de reposición para caldera Reponen agua en las calderas. Este es, el proceso de evaporación de más volumen y usualmente se efectúa en un evaporador de simple efecto, aunque ocasionalmente puede usarse un evaporador de doble efecto, dependiendo de las características del ciclo de condensado en la planta de fuerza y la cantidad requerida de agua de compensación. No hay plantas de fuerza modernas que no incluyan este equipo.Evaporadores para agua de proceso producción agua purificada Es agua desmineralizada que se usa en algunos procesos en la planta. Hay- cierto número de industrias que requieren continuamente grandes cantidades de agua destilada. Este tipo de plantas emplea evaporadores de doble, triple o cuádruple efecto y recibe calor ya sea de una purga de la turbina o directamente de la caldera. La selección del número de efectos está correlacionada con los cargos fijos y el costo del vapor de operación. Los evaporadores de múltiple efecto con alimentación paralela no necesitan tener todos los efectos operando simultáneamente, y puede ajustarse si la demanda de agua destilada varía.

D. SobrecalentadorEl Sobrecalentador de vapor se caracteriza por aumentar la temperatura del vapor saturado generado en un vaporizador (evaporador) hasta la temperatura requerida por el proceso.

El Sobrecalentador de vapor es básicamente un intercambiador de calor gases-vapor, diseñado teniendo en cuenta las particularidades de su trabajo con gases de combustión. El objetivo es conseguir un vapor a alta temperatura que no sufra problemas de condensación en su camino desde la caldera hasta el proceso.Consta de dos circuitos:

Circuito de vaporConsiste en un haz de tubos unidos por codos de acero soldados a los tubos. Se completa el circuito con dos colectores laterales, uno para la entrada y reparto del agua y el otro para la salida de la misma.

Circuito de gasesDispuesto en contracorriente del circuito de vapor está formado por una carcasa en chapa de acero y perfiles laminados.

E. RecalentadoresConsiste en extraer el vapor durante la expansión en la turbina, a una presión menor que la presión de vapor, para elevar su temperatura, a presión constante.Un recalentador es un dispositivo instalado en una caldera que recibe vapor sobrecalentado que ha sido parcialmente expandido a través de la turbina. La función del recalentador en la caldera es la de volver a sobrecalentar este vapor a una temperatura deseada.En el ciclo de Rankine el recalentador se coloca en la salida del generador de vapor para aumentar aún más la temperatura del vapor antes de ser introducido a la turbina con el fin de aumentar la eficiencia del ciclo, cierta cantidad de este vapor ya expandido en la turbina es utilizado en los calentadores de agua que pueden ser de tipo cerrado o abierto.

F. Turbina de Alta Presión (TAP)Es la que trabaja a la presión de vapor.

G. Turbina de Baja Presión (TBP)Es la que trabaja en el menor rango de presiones.

H. Generador de energía eléctricaAcoplado al eje de la turbina, recibe de está la potencia al freno.

I. Condensador

Un condensador es un intercambiador térmico, en cual se pretende que el fluido que lo recorre cambie a fase líquida desde su fase gaseosa mediante el intercambio de calor (cesión de calor

al exterior, que se pierde sin posibilidad de aprovechamiento) con otro medio. 

J. Válvula de regulación Ubicada en la entrada a la TAP, permite regular el flujo de vapor que pasa por las turbinas.

K. Torre de enfriamientoTiene como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el siguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frio que circula por el mismo aparato.Pueden ser de muchos tipos, sin embargo el enfoque se centra en un equipo de costo inicial bajo y de costo de operación también reducido.