Procesos
Páginas: 16 (3941 palabras)
Publicado: 23 de mayo de 2011
SIMULACIÓN DE UNA CALDERA DE RECUPERACIÓN DE CALOR UTILIZANDO EL SOFTWARE HYSYS
Leiby Montes de Oca Rodríguez, Félix Juan Domínguez Alonso, Yudelkis Díaz Reyes, Yoney López Hervis, Ángel Tápanez Ramírez
Universidad de Matanzas
El trabajo muestra los detalles de la implementación en el simulador de procesos HYSYS de un modelo de una caldera de recuperación de calor, y la utilización de dichomodelo para analizar la influencia de parámetros de operación y diseño sobre la eficiencia energética de la misma. Palabras clave: calderas recuperadoras de calor, simulación.
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The work shows the details of the implementation in the HYSYS Process Simulator of a model of a heat recovery boiler, and the use of this model to analyze the impact of design and operatingparameters on the energy efficiency of the same. Key word: heat recovery boiler, simulation.
Introducción
Los preciados recursos energéticos de la tierra, se han acumulado por procesos extremadamente largos a través de la historia geológica 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 detiempo. 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 papel importante en el proceso de producción desde el inicio de la Revolución Industrial, siendo las máquinas de vapor los primeros sistemas térmicos que utilizaron el calorpara 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 recursos energéticos. Para la producción de electricidad, el hombre ha utilizado plantas termoeléctricas tradicionales basadas en ciclo Rankine, plantas nucleares y plantas deturbinas 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) con una caldera recuperadora y una turbina de
vapor (ciclo Rankine) para la producción de energía eléctrica. Para unir eficientemente el ciclo Rankine de vapor con lasturbinas 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 combinado experimente un rápido crecimiento en los últimos años. /9/ Las calderas de recuperación de calor son un componente esencial en el diseño de las plantas de potencia deciclo combinado. La optimización de sus parámetros de operación permite maximizar el trabajo que se obtendrá en el ciclo de vapor, y con ello mejorar la eficiencia de la generación. Estas calderas son esencialmente un sistema de intercambio de calor a contracorriente, consistiendo en una serie de sobrecalentadores, evaporadores y economizadores ordenados desde la entrada del gas hasta su salida,de forma que sea máxima la recuperación de calor y se suministre vapor a las condiciones de temperatura y presión que requiera la turbina de vapor. /2, 12/ Este trabajo tiene como objetivo fundamental la utilización del simulador de procesos HYSYS para modelar y estudiar una caldera recuperadora de calor, conocida en el mercado con las siglas HRSG (Heat Recovery Steam Generator). La solución deproblemas usando simuladores de procesos industriales, se ha incrementado en la misma medida en que éstos se han mejorado, comercializándose hoy
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TECNOLOGÍA QUÍMICA Vol. XXVIII, No. 1, 2008
en día un gran número de ellos, que permiten realizar una solución rigurosa de problemas en estado estacionario, y algunos en estado dinámico. Por estas razones, se escoge como herramienta de...
Leiby Montes de Oca Rodríguez, Félix Juan Domínguez Alonso, Yudelkis Díaz Reyes, Yoney López Hervis, Ángel Tápanez Ramírez
Universidad de Matanzas
El trabajo muestra los detalles de la implementación en el simulador de procesos HYSYS de un modelo de una caldera de recuperación de calor, y la utilización de dichomodelo para analizar la influencia de parámetros de operación y diseño sobre la eficiencia energética de la misma. Palabras clave: calderas recuperadoras de calor, simulación.
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The work shows the details of the implementation in the HYSYS Process Simulator of a model of a heat recovery boiler, and the use of this model to analyze the impact of design and operatingparameters on the energy efficiency of the same. Key word: heat recovery boiler, simulation.
Introducción
Los preciados recursos energéticos de la tierra, se han acumulado por procesos extremadamente largos a través de la historia geológica 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 detiempo. 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 papel importante en el proceso de producción desde el inicio de la Revolución Industrial, siendo las máquinas de vapor los primeros sistemas térmicos que utilizaron el calorpara 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 recursos energéticos. Para la producción de electricidad, el hombre ha utilizado plantas termoeléctricas tradicionales basadas en ciclo Rankine, plantas nucleares y plantas deturbinas 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) con una caldera recuperadora y una turbina de
vapor (ciclo Rankine) para la producción de energía eléctrica. Para unir eficientemente el ciclo Rankine de vapor con lasturbinas 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 combinado experimente un rápido crecimiento en los últimos años. /9/ Las calderas de recuperación de calor son un componente esencial en el diseño de las plantas de potencia deciclo combinado. La optimización de sus parámetros de operación permite maximizar el trabajo que se obtendrá en el ciclo de vapor, y con ello mejorar la eficiencia de la generación. Estas calderas son esencialmente un sistema de intercambio de calor a contracorriente, consistiendo en una serie de sobrecalentadores, evaporadores y economizadores ordenados desde la entrada del gas hasta su salida,de forma que sea máxima la recuperación de calor y se suministre vapor a las condiciones de temperatura y presión que requiera la turbina de vapor. /2, 12/ Este trabajo tiene como objetivo fundamental la utilización del simulador de procesos HYSYS para modelar y estudiar una caldera recuperadora de calor, conocida en el mercado con las siglas HRSG (Heat Recovery Steam Generator). La solución deproblemas usando simuladores de procesos industriales, se ha incrementado en la misma medida en que éstos se han mejorado, comercializándose hoy
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en día un gran número de ellos, que permiten realizar una solución rigurosa de problemas en estado estacionario, y algunos en estado dinámico. Por estas razones, se escoge como herramienta de...
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