Calderas recuperadoras: alternativa para altos parámetros de vapor y generación de energía

Calderas Recuperadoras
Alternativa para altos parámetros de vapor y generación de energía
Cerra Mary, Díaz Enrique.
{maryce815, dereklee0802}@hotmail.com
Universidad Tecnológica de Bolívar
Resumen — El objetivo es realizar una investigación spobre las calderas recuperadoras teniendo en cuenta que la eficiencia térmica de las Centrales de Ciclo combinado (CCPPs) depende en gran medida de lageneración de calor de vapor de recuperación (HRSG) que une el diseño de gas de ciclo con el ciclo de vapor. Por lo tanto, la caldera de recuperación debe ser cuidadosamente diseñada para maximizar el intercambio de calor y mejorar el rendimiento general de la planta.

Dentro de la investigación se estudiará el uso de simuladores para el análisis de calderas recuperadoras, como es el caso delsimulador de procesos HYSYS el cual se empleó para modelar y estudiar una caldera recuperadora de calor, conocida en el mercado con las siglas HRSG (Heat Recovery Steam Generator). La solución de problemas usando simuladores de procesos industriales, se ha incrementado en la misma medida en que éstos se han mejorado, comercializándose hoy en día un gran número de ellos, que permiten realizar unasolución rigurosa de problemas en estado estacionario, y algunos en estado dinámico. Por estas razones, se escoge como herramienta de simulación para este trabajo.

Por otro lado se estudiara como a través del avance de la tecnología y del aumento en la capacidad de producción de las industrias, ha traído como consecuencia nuevas instalaciones, incluyendo fábricas nuevas y aumentos de capacidaden Calderas Recuperadoras existentes. Las nuevas Calderas Recuperadoras se caracterizan por su alta capacidad, sus soluciones técnicas utilizando procesos amigables con el medio ambiente, sus bajas emisiones a la atmósfera y el manejo y quemado tanto de gases diluidos como concentrados.

Finalmente se destacará la importancia del desarrollar un programa de mantenimiento para las calderas demanera que estas puedan funcionar con un mínimo de paradas en producción, minimiza costos de operación y permite un seguro funcionamiento.

Índice de Términos — Caldera recuperadora, capacidad, diseño, emisiones, incrustaciones, operación.

INTRODUCCIÓN

Todos los recursos energéticos presentes en la tierra, se han acumulado por procesos extremadamente largos a través de la historiageológica del planeta, y el hombre ha explotado esas fuentes de energía para su beneficio de forma indiscriminada, lo que ha hecho que se agoten en un corto período de tiempo.

Desde que los humanos alcanzaron las primeras nociones del concepto de calor, y su conexión con la habilidad de realizar trabajo, surgió la idea de hacer uso de los sistemas térmicos, por lo que estos sistemas han jugado un papelimportante en el proceso de producción desde el inicio de la Revolución Industrial, siendo las máquinas de vapor los primeros sistemas térmicos que utilizaron el calor para producir trabajo. Desde entonces, los avances tecnológicos del hombre han dependido, en gran medida, de su capacidad para producir electricidad, siendo ésta la actividad en la que se consumen la mayor cantidad de recursosenergéticos.

Para la producción de electricidad, el hombre ha utilizado plantas termoeléctricas tradicionales basadas en ciclo Rankine, plantas nucleares y plantas de turbinas de gas basadas en ciclo Brayton. Más recientemente, se han incorporado las plantas de potencia de ciclo combinado (CCPP), que buscan incrementar la eficiencia de generación combinando una turbina de gas (ciclo Brayton) conuna caldera recuperadora y una turbina de vapor (ciclo Rankine) para la producción de energía eléctrica. Para unir eficientemente el ciclo Rankine de vapor con las turbinas de gas de altas temperaturas, nuevos generadores de vapor se han tenido que desarrollar, surgiendo así las calderas de recuperación de calor. Su eficiencia ha motivado que el mercado para las plantas de potencia de ciclo...