Centrales térmicas de ciclo combinado. Teoría y proyecto

Motivaciones y agradecimientos
Prólogo (I) 
Prólogo (II)

1. Nuevas tendencias en sistemas de generación de energía eléctrica

1.1. Introducción
1.2. Sistemas de generación centralizada

2. Fundamentos termodinámicos de los ciclos combinados gas-vapor

2.1. Introducción
2.2. El ciclo de Carnot
2.3. El ciclo de las turbinas de gas

2.4. El ciclo de las turbinas de vapor
2.4.1. Ciclos de turbinas de vapor con recalentamientos inter- medios
2.4.2. Ciclos regenerativos de turbina de vapor
2.4.3. Empleo de presiones de trabajo supercríticas en ciclos de turbinas de vapor

2.5. Los ciclos combinados gas-vapor
2.5.1. Ciclos combinados. Expresión del rendimiento
2.5.2. Rendimiento de los ciclos combinados gas-vapor con post-combustión

3. Ciclos combinados gas-vapor con diferentes niveles de presión y de temperatura de vapor

3.1. Introducción

3.2. Ciclo combinado gas-vapor con un nivel de presión. Parámetros característicos
3.2.1. Presión de vapor
3.2.2. Temperatura de vapor
3.2.3. Pincn point
3.2.4. Approach temperatura
3.2.5. Caída de presión en el sobrecalentador
3.2.6. Caída de presión en el economizador
3.2.7. Temperatura del agua de alimentación
 
3.3. Ciclo combinado gas-vapor con dos niveles de presión. Parámetros característicos
3.3.1. Presiones de vapor
3.3.2. Temperatura de vapor
3.3.3. Approach temperatura
3.3.4. Pinch point
3.3.5. Caída de presión en los sobrecalentadotes

3.4. Ciclo combinado gas-vapor con tres niveles de presión. Parámetros característicos
3.4.1. Presión de vapor
3.4.2. Temperatura del vapor
3.4.3. Pinch point y approach temperatura e
3.4.4. Caída de presión en sobrecalentadores

3.5. Ciclo combinado gas-vapor con recalentamiento
3.5.1. Características del vapor

3.6. Ciclo combinado gas-vapor con recalentamiento y alta presión de un solo paso

3.7. Resumen de parámetros para distintas soluciones de ciclo S

4. Tecnología de los elementos constitutivos principales y configuraciones de los ciclos combinados gas-vapor 

4.1. Introducción

4.2. Elementos constitutivos principales de los ciclos combinados gas-vapor
4.2.1. La turbina de gas 
4.2.1.1. Optimización de las turbinas de gas
4.2.1.2. Puntos débiles de las turbinas de gas

4.2.2. La turbina de vapor
4.2.2.1. Ciclo de trabajo y equipos principales en un ciclo de Rankine de una central de ciclo combinado gas-vapor
4.2.2.2. Tecnología de las turbinas de vapor empleadas en las centrales de ciclo combinado gas-vapor

4.2.3. La caldera de recuperación de calor
4.2.3.1. Calderas de recuperación de calor con y sin post-combustión
4.2.3.2. Calderas de recuperación de calor horizontales y verticales

4.3. Configuraciones básicas empleadas

5. Criterios de diseño de los sistemas eléctricos de una central de ciclo combinado gas-vapor

5.1. Introducción

5.2. La subestación en centrales de ciclo combinado gas-vapor
5.2.1. Conceptos básicos
5.2.2. Descripción de los componentes principales, nomenclatura y configuraciones principales
5.2.3. Tipos de subestaciones
5.2.4. Enlace subestación-transformador principal
5.2.5. Características específicas de las subestaciones de las centrales de ciclo combinado

5.3. El transformador principal
5.3.1. Ubicación y diseño
5.3.2. Componentes básicos
5.3.3. Sistemas de refrigeración

5.4. Barras de fase aislada e interruptor de grupo
5.4.1. Barras de fase aislada
5.4.2. Interruptor de grupo

5.5. El generador
5.6. Esquemas unifilares en centrales de ciclo combinado gas-vapor 
5.7. Criterios generales de diseño eléctrico
 
6. Criterios de diseño del sistema de control de una central de ciclo combinado gas-vapor

6.1. Introducción

6.2. Criterios de diseño del sistema de control de una central de ciclo combinado gas-vapor
6.2.1. Equipo de control
6.2.2. Instrumentación
6.2.3. Software y comunicaciones
6.2.4. Criterios básicos para el control de la turbina de gas
6.2.5. Criterios básicos para el control de la turbina de vapor
6.2.6. Criterios básicos para el control de la caldera de recuperación de calor
6.2.7. Criterios básicos para el diseño del sistema de supervisión

6.3. Arranque de una central de ciclo combinado gas-vapor
6.3.1. Control de la turbina de gas. Descripción del sistema
6.3.1.1. Compresor
6.3.1.2. Turbina de gas

6.3.2. Control de la turbina de vapor. Descripción del sistema
6.3.2.1. Turbina de vapor en configuración multieje
6.3.2.2. Turbina de vapor para configuraciones monoeje rígido

6.3.3. Control de caldera de recuperación de calor (HRSG)
6.3.3.1. Control del nivel del calderín
6.3.3.2. Control de la temperatura del vapor
6.3.3.3. Control del circuito de condensado

7. El desarrollo del proyecto de una central de ciclo combinado gas-vapor

7.1. Introducción
7.2. Datos básicos comparativos con otros sistemas de generación

7.3. El desarrollo del proyecto de una central de ciclo combinado gas-vapor
7.3.1. Coste del combustible
7.3.2. Valor de la inversión
7.3.3. Eficiencia de la instalación
7.3.4. Restricciones urbanísticas y medioambientales

7.4. Organización y control de calidad de un proyecto de ciclo combinado gas-vapor
7.4.1. Tipos de contratos
7.4.2. Gestión de la documentación de un proyecto
7.4.3. Formas de organizar el proyecto
7.4.4. Control de calidad del proyecto
7.4.5. Obras, montaje y puesta en marcha

8. El proceso de contratación de una central de ciclo combinado gas-vapor

8.1. Introducción

8.2. Etapas del proceso de contratación de un ciclo combinado gas-vapor
8.2.1. Etapa pre-proyecto: análisis de la cartera
8.2.2. Elaboración de especificaciones y preparación de las ofertas.
8.2.3. Nivel de detalle de la especificación
8.2.4. Información contenida en una especificación
8.2.5. Etapa de estudio por parte de las empresas ofertantes
8.2.6. Comparación de ofertas
8.2.7. Comparación técnica
8.2.8. Homogeneización técnica
8.2.9. Comparación económica-comercial
8.2.10. Listas cortas
8.2.11. Preacuerdos
8.2.12. Contrato

8.3. El plan de negocio
8.3.1. Variables claves para la comparación de ofertas y penalizaciones asociadas
8.3.2. Inversión
8.3.3. Potencia neta garantizada
8.3.4. Consumo específico neto
8.3.5. Plazo de ejecución
8.3.6. Disponibilidad
8.3.7. Degradación de la potencia neta garantizada y del consumo específico
8.3.8. Resumen
8.3.9. Información operacional adicional para la evaluación
8.3.10. Escenario de operación
8.3.11. Combustible de operación
8.3.12. Flujo real y nominal
8.3.13. Indexadores
8.3.14. Tasa de descuento
8.3.15. Indicadores de rentabilidad

8.4. Gestión de riesgos del proyecto
8.4.1. Análisis de sensibilidad
8.4.2. Análisis de variabilidad

8.5. Adjudicación

9. Normativa aplicable en el desarrollo del proyecto de un ciclo combinado gas-vapor

9.1. Comprobaciones y permisos previos
9.2. Declaración de impacto ambiental
9.3. Autorización ambiental integrada
9.4. Licencias municipales
9.5. Otras autorizaciones

10. Organización de la explotación y mantenimiento de un ciclo combinado gas-vapor

10.1. Introducción
10.2. Organización de la explotación de una central de ciclo combinado
gas-vapor
10.3. La operación de una central de ciclo combinado gas-vapor

10.4. El mantenimiento de una central de ciclo combinado gas-vapor
10.4.1. Categorías de mantenimiento
10.4.2. Mantenimiento de los equipos principales
10.4.3. Optimización del mantenimiento
10.4.4. Medidas internas de organización del mantenimiento
10.4.5. Procesos comparativos de eficiencia
10.4.6. Plan operativo para el seguimiento y control de la actividad de la explotación

10.5. Mejoras y optimización de una central de ciclo combinado gas-vapor

11. Tendencias futuras en el desarrollo de los ciclos combinados gas-vapor

11.1. Introducción

11.2. Optimización de los actuales ciclos combinados gas-vapor
11.2.1. Reducción de los costes de mantenimiento
11.2.2. Baja eficiencia a cargas parciales

11.3. Nuevas tecnologías basadas en turbinas de gas
11.4. Ciclos combinados gas-vapor supercríticos
 
Anexos

Anexo 1. Unidades de medida. Equivalencias y conceptos físicos
Anexo 1.1. Equivalencias de unidades
Anexo 1.2. Consumo específico (Ce)
Anexo 1.3. Estado normal
Anexo 1.4. Poder calorífico superior e inferior
Anexo 1.5. Concentración de un gas o de un sólido en otro gas
Anexo 1.6. Precio y unidades comerciales del gas natural
Anexo 1.7. Índice de Wobbe
Anexo 1.8. Metodología de cálculo de emisiones absolutas de CO2

Anexo II. Índice orientativo de un contrato para la compra «Llave en mano» de una central de ciclo combinado gas-vapor
Anexo III. Índice orientativo de una especificación técnica para la compra «llave en mano» de una central de ciclo combinado gas-vapor
Anexo IV. Tramitación de proyectos energéticos según R.D. 1302/82 (ámbito estatal)
Anexo V. Tramitación de una central de ciclo combinado gas-vapor. Estructura de la memoria-resumen
Anexo VI. Estudio de seguridad de una central térmica de ciclo combinado
gas-vapor. Índice
Anexo VII. Contenidos orientativos de un estudio de impacto ambiental y anteproyecto de instalación
Anexo VIII. Tramitación de la autorización ambiental integrada (AAI). Ley
16/2002
Anexo IX. Contenidos orientativos de una Autorización Ambiental Integrada
Anexo X. Contenidos orientativos de un proyecto de ejecución

Índice de figuras
Índice de tablas