Diseño de un sistema para condensar y reciclar vapor de agua.

GESTION ENERGETICA 2
ENTREGA FINAL

DISEÑO Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA PARA CONDENSAR Y RECICLAR VAPOR DE AGUA SATURADO (6 [TON/HR] Y 1 ATM) PROVENIENTE DE UN SISTEMA DE TURBO GENERACIÓN ELECTRICA A SER UBICADO EN PUNTA ARENAS

Profesor:
Enzo Vergara
Ayudante:
Matías Castro
Alumnos:
Andrés Miño 2404604-4
Christopher Haleby 2404667-2
Diego Parga2504706-0
Carlos González 2504613-7
Grupo 11

RESUMEN EJECUTIVO

Un sistema de turbo generación eléctrica consiste en un proceso donde dentro de una caldera se calienta agua con un cierto combustible, el vapor generado se incorpora a una corriente de vapor de alta presión la cual procede a alimentar unas turbinas que mediante el giro de estas terminan produciendo electricidad. Loque se desea reciclar es el vapor de agua (que viene saturado) de la salida de las turbinas, mediante un sistema de condensación, cosa de poder reutilizar esta agua (en la caldera) y para que además no salga al exterior con contaminantes. El hecho de poder reutilizar el agua es para bajar los costos operacionales en la generación de electricidad, además es más sencillo bombear líquido que vapor.Desde el punto de vista teórico, se debe retirar una cantidad de calor igual al calor latente del vapor según las condiciones de operación de estas. Este cálculo se realizará por medio de un balance de energía común.
Se hace referencia a un sistema para condensar como un intercambiador térmico o intercambiador de calor, donde en este caso se pretende enfriar un fluido (vapor de agua) con laayuda de otro fluido, llegando a condensar el fluido que se desea enfriar, mediante la circulación de estos por dentro de un sistema cerrado de tubos. Dado a su mayor efectividad se condensara el vapor de agua haciendo uso de agua, evacuando el calor de condensación en este fluido.
La problemática se da en la aplicación de un sistema de condensación de vapor de agua saturado para volver a ser usadoen la caldera para una planta de turbo generación de energía eléctrica. El intercambiador de calor debe enfriar un flujo de vapor de 6 [ton/hr] a 1 [atm]. La planta de turbo generación eléctrica está ubicada en Punta Arenas, es así como se pretende hacer uso de características geográficas para poder optimizar el sistema de enfriamiento. Según las características del flujo se podrán evaluar lascaracterísticas físicas del sistema, afectando de forma directa los costos del proyecto (inversión y operacionales). Además está el análisis, como se menciono con anterioridad, de las condiciones externas que da la ciudad, como temperaturas máximas y mínimas de la región, tanto ambientales como del agua.
El hecho de que la planta se encuentre en Punta Arenas es un tema de gran relevancia, esto dadoa las bajas temperaturas que tiene la ciudad, muy distintas a las que se pueden encontrar en Santiago u otra ciudad de norte, entonces se debe aprovechar de alguna forma estas bajas temperaturas para hacer más eficiente y menos costoso el proceso de condensación.
La temperatura ambiental promedio de la ciudad es de 10 [°C] durante la época de verano y 2 [°C] durante el invierno, llegando atemperaturas mínimas de -20 [°C]. Las bajas temperaturas y sensación térmica se dan gracias al viento. La temperatura de las aguas, en el caso del mar es de 6,86 [°C] promedio y en el caso de lagos y ríos es menor, llegando a una fluctuación entre los 4 y 6 [°C]. Es así como se analizará de qué forma poder aprovechar estas condiciones para aplicar el mejor intercambiador de calor.
El procesoseleccionado finalmente para el proceso completo se puede ver en la pagina 11 y 12. En este caso se decidió usar un intercambiador de tubo y carcasa dado a que se necesita una superficie de transferencia de calor alta considerando las 6 [ton/h] de vapor que se necesitan condensar, se decidió usar agua como refrigerante, mas que le aire y otros fluidos, para poder tener la energía suficiente como para...