biomasa

4. ANÁLISIS TERMOECONÓMICO

4. ANÁLISIS TERMOECONÓMICO
En este capítulo se tratan conjuntamente los resultados obtenidos del análisis
termodinámico y económico mediante procedimientos que serán explicados a
continuación. En primer lugar se expone la teoría en que se basa el análisis
termoeconómico y los resultados que se obtienen de dicho análisis. En los apartados
posteriores se aplicanesos procedimientos a los datos obtenidos en los capítulos
relativos al análisis termodinámico y económico.
4.1 TEORÍA PARA EL ANÁLISIS Y EVALUACIÓN TERMOECONÓMICA1
La termoeconomía es una rama de la ingeniería que combina el análisis
exergético con principios económicos con el objeto de optimizar el diseño de un
sistema térmico o la operación de éste con información no disponible a través delanálisis energético convencional, y que es crucial para un buen diseño y operación con
una ótima relación coste-efectividad.
El análisis termoeconómico está basado en el concepto de exergía como ayuda
fundamental para la minimización de costes debido a que gracias a él se obtiene una
información más completa del proceso térmico que se quiere analizar.
Para sistemas con más de un producto,como la planta de cogeneración motivo
de este proyecto, el objetivo es obtener el coste de producción de cada uno de ellos. Este
es un problema común a plantas químicas y térmicas donde la potencia eléctrica, el agua
enfriada, aire comprimido y vapor a diferentes presiones son generados en un
departamento y vendidos o traspasados a otro. El operador de la planta desea conocer el
coste real decada una de las utilidades generadas. Los costes son entonces evaluados
según el uso que se le da a cada corriente, teniendo en cuenta las ineficacias del proceso.
De acuerdo con lo expuesto, el objetivo de un análisis termoeconómico debe ser:
1) Calcular los costes de cada producto generado en la planta.
2) Comprender la formación de costes y flujos monetarios en el sistema.
3) Optimizarvariables específicas asociadas a cada uno de los componentes.
4) Optimizar el sistema completo.

1) La teoría expuesta en el apartado 4.1 se obtiene en su totalidad de las referencias [1] y [2] de este
capítulo

Análisis Termoeconómico de una Planta de Cogeneración con Biomasa

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4. ANÁLISIS TERMOECONÓMICO

4.1.1 Fundamentos de Termoeconomía
Antes de exponer los procedimientos en quese basa el análisis termoeconómico
es necesario definir algunos conceptos que caracterizan los diferentes tipos de flujo
exergético que pueden darse en la instalación: fueles, productos, exergía perdida y
exergía destruida.
Se define el producto de un equipo como el resultado deseado, la finalidad para
la que se adquiere y para la que opera. El fuel de un equipo está constituido por losrecursos utilizados para generar dicho producto. La exergía perdida de un componente
es la exergía asociada a las corrientes exergéticas que salen de él sin ser aprovechadas
por otro equipo de la instalación. Por último, la exergía destruida por un equipo es
aquella que se calculó en el análisis termodinámico a través de la ecuación de
Gouy-Stodola.
Por claridad y a modo de ejemplo, en la figura4.1 de la página siguiente se
muestran las diferentes posibilidades para la definición de los productos y fueles que se
pueden dar en una máquina genérica.
En general, los fueles y productos de un equipo están definidos por corrientes
exergéticas simples o compuestas. Las corrientes simples son flujos de materia, calor o
trabajo que entran o salen de la máquina (corrientes 1i y 8e), mientrasque las corrientes
compuestas están definidas por la variación de potencia energética entre una entrada y
una salida (corrientes 2i-2e y también 7e-7i). En el caso de reacciones químicas, los
reactantes se consideran fueles y los productos como productos (3i y 4i son fueles y 5e
y 6e son productos). El primer paso del análisis termoeconómico debe ser definir cuáles
son los fueles, los...