Cogeneracion

UPME

ELABORADO POR:
UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
GRUPO DE GESTIÓN EFICIENTE DE ENERGÍA, KAI:
DR. JUAN CARLOS CAMPOS AVELLA, INVESTIGADOR PRINCIPAL.
MSC. EDGAR LORA FIGUEROA, COINVESTIGADOR.
MSC. LOURDES MERIÑO STAND, COINVESTIGADOR.
MSC. IVÁN TOVAR OSPINO, COINVESTIGADOR.
ING. ALFREDO NAVARRO GÓMEZ, AUXILIAR DE INVESTIGACIÓN.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
GRUPO DE INVESTIGACIÓN ENENERGÍAS, GIEN:
MSC. ENRIQUE CIRO QUISPE OQUEÑA, COINVESTIGADOR.
MSC. JUAN RICARDO VIDAL MEDINA, COINVESTIGADOR.
MSC. YURI LÓPEZ CASTRILLÓN, COINVESTIGADOR.
ESP. ROSAURA CASTRILLÓN MENDOZA, COINVESTIGADOR.
ASESOR
MSC. OMAR PRIAS CAICEDO, COINVESTIGADOR.
UN PROYECTO DE LA UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO
ENERGÉTICA DE COLOMBIA (UPME) Y EL INSTITUTO
COLOMBIANO PARA EL DESARROLLO DE LA CIENCIA YLA
TECNOLOGÍA. “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” (COLCIENCIAS).

CONTENIDO
Pág.
1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………. 1
2. DISEÑO Y ANÁLISS DE UN SISTEMA DE COGENERACIÓN………… 2
2.1 CONSIDERACIONES Y DEFINICIONES GENERALES………..…….................. 2
2.2 SISTEMAS BÁSICOS DE COGENERACIÓN…………………………………... 4
2.3 SISTEMA DE TURBINA DE VAPOR……….…………………………………... 5
2.4 SISTEMA DE TURBINA DEGAS……………………………………………..... 6
2.5 SISTEMAS DE CICLO COMBINADO BASADOS EN TURBINAS DE GAS………...6
2.6 TAMAÑO Y COMPORTAMIENTO DE TURBINA DE GAS……………………...... 7
3. LA COGENERACIÓN HOY: TECNOLOGÍAS Y COMBUSTIBLES……. 9
4. LA COGENERACIÓN Y EL MEDIO AMBIENTE…………….………....... 11
5. COGENERACIÓN CON TURBINA DE GAS………………………………16
5.1 PUNTOS DESTACADOS Y EVOLUCIÓN………………………....................... 16
5.2 TURBINA DEGAS…………………….…………………….......................... 16
5.3 RECUPERACIÓN DE CALOR…………………………………....................... 17
5.4 POSTCOMBUSTIÓN………………………………………….........................19
5.5 CENTRALES COGENERADORAS PRINCIPALES…………….......................... 19
5.6 COGENERACIÓN CON TURBINA DE GAS Y CALDERA……............................ 20
5.7 COGENERACIÓN CON TURBINA DE GAS, CALDERA Y TURBINA DE VAPOR..... 22
5.8 PRINCIPALESOPCIONES…………………….…………….......................... 25

______________________________________________________
COGENERACIÓN

i

1. INTRODUCCIÓN
El término cogeneración está definido en general como la generación simultánea y
combinada de calor y energía eléctrica, en un verdadero sistema de cogeneración
una porción importante del calor generado o recuperado debe ser destinado a
procesos térmicos.
Típicamente la potencia es cogenerada en laforma de energía mecánica o
eléctrica, esta potencia puede ser usada totalmente en una planta industrial que
sirve como “anfitrión” del sistema de cogeneración o puede también ser exportada
parcial o totalmente a la red de un sistema eléctrico.
La generación combinada de calor y potencia no es un concepto nuevo, el
departamento de energía de los EE.UU. reportó que en los primeros años de 1900el 58% de la potencia en plantas industriales era cogenerada, en los años 50’s la
cogeneración en sitio representaba solamente el 15% y posteriormente (1974)
esta cifra descendió al 5%.
La experiencia en Europa ha sido muy diferente e históricamente la cogeneración
industrial ha sido 5 a 6 veces más común en algunas partes de Europa que en los
EE.UU.
La industria en Alemania cogeneraba el16% de la capacidad instalada, Italia el
18%, Francia el 16% y los países bajos el 10%.
Las actividades de diseño, operación y mercadeo de cogeneración en los EE.UU.
se incrementaron dramáticamente a partir de la promulgación de PURPA (Public
Utilities Regulatory Policies Act) y han tenido mejor aceptación de la industria y el
gobierno, habiéndose desarrollado nuevas tecnologías en cámaras decombustión, paquetes de cogeneración y ciclos combinados.
Asociados con esas tecnologías la coincidencia de procesos mejorados en
calefacción, ventilación y acondicionamiento de aire, generación de vapor en
recuperadores, post-combustión, enfriadores accionados por motores de gas
(chillers), etc. ha favorecido la...