Calderas

Departamento de Ingeniería Térmica y de Fluidos
Ingeniería Industrial

PROYECTO FIN DE CARRERA

MODELADO DEL SISTEMA
DE CALDERA HRSG
DE UN CICLO COMBINADO
CON EL SIMULADOR ECOSIMPRO
Y CONTROL DEL MODELO

AUTOR:

RAQUEL CALVO SANZ

TUTORES: CAROLINA MARUGÁN CRUZ
LUIS CERRADA DUQUE (Empresarios Agrupados)

SEPTIEMBRE 2011

Título:

Modelado del Sistema de Caldera HRSG de unCiclo Combinado con el
Simulador EcosimPro y Control del Modelo.

Autor:
Director:

Raquel Calvo Sanz
Sergio Sánchez Delgado

EL TRIBUNAL

Presidente:

Vocal:

Secretario:

Realizado el acto de defensa y lectura del Proyecto Fin de Carrera el día __ de _______ de
20__ en Leganés, en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad Carlos III de
Madrid, acuerda otorgarle laCALIFICACIÓN de

VOCAL

SECRETARIO

PRESIDENTE

A mis padres, a Álvaro,
a mi familia y amigos. Gracias por todo.

RESUMEN
El presente proyecto llevará a cabo la Simulación de la Caldera de Recuperación de
un Ciclo Combinado con el software EcosimPro. Este software es una herramienta de
simulación de sistemas mecánicos que consiste en la activación de variables de manera que
satisfaganciertos criterios de funcionamiento, permitiendo detectar los problemas que
puedan surgir desde el inicio del proyecto hasta su finalización, pudiendo así valorar las
diferentes alternativas, mejorar el diseño, la operación de la planta, etc. y así garantizar su
óptimo funcionamiento. Por todo ello, este programa es de gran utilidad y abre un amplio
abanico de posibilidades en los proyectos deCentrales Térmicas.
Es muy importante que el Sistema de Caldera funcione correctamente para que el
comportamiento del resto de las disciplinas sea el adecuado ya que es un sistema
interdisciplinar (agua de alimentación, condensado, vapor, etc.); así se suprimirán
problemas que afecten al rendimiento de la central y que tendrían repercusiones
económicas.
Los componentes e instrumentos queconforman cada uno de los sistemas
implicados han sido diseñados para trabajar bajo unas determinadas condiciones de
temperatura, carga, caudal, presión, transferencia de calor entre el fluido y las paredes, etc.
Si por circunstancias estas variables alcanzasen valores fuera de rango para el cual han sido
diseñados sus componentes, estos se dañarían llegándose incluso a romper, provocando elfallo del sistema y finalmente de la central, por lo que con el Simulador EcosimPro
podremos adelantarnos a estos problemas.
El proyecto “Modelado del Sistema de Caldera HRSG de un Ciclo Combinado con
el simulador EcosimPro y Control del Modelo” ha permitido no sólo diseñar el modelo de
la caldera de recuperación requerida sino también conocer los parámetros termodinámicos,
mecánicos y decontrol. Posteriormente, al sistema físico se le añadió el control automático
implementado también en EcosimPro para regular la entrada de agua de alimentación y la
atemperación. Todos los resultados obtenidos de la simulación del modelo han sido
comparados con los cálculos teóricos empleando el programa Mathcad para comprobar que
el modelo y el control realizado son válidos. La simulación, comohemos explicado
anteriormente, hace posible probar distintas estrategias modificando el diseño hasta
conseguir aquel que proporcione los mejores resultados, para ello se pueden modificar
todas las características de los componentes, desde el tipo de material empleado hasta el
diámetro de los tubos por los que circula el fluido, así como las características del
combustible.

Modelado delSistema de Caldera HRSG de un Ciclo
Combinado con el Simulador EcosimPro y Control del Modelo
INDICE
1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS......................................................... 1
1.1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................1
1.2. MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS .................................................................1
1.3....