Factibilidad técnico - económica de conversión de cogeneración industrial a comercial de las centrales termoeléctricas en ingenios azucareros de la Libertad reemplazando turbinas de vapor de contrapresión por turbinas de vapor de extracción - condensación

Abstract

Se presenta el estudio de prefactibilidad técnico económica de conversión de cogeneración industrial a comercial de energía termoeléctrica de los ingenios azucareros de La Libertad, en ciclo Rankine con sobrecalentamiento reemplazando las turbinas de contrapresión por turbina de extraccióncondensación que aseguran menor consumo específico de vapor por cada kw-h generado. El déficit creciente de energía eléctrica debido a la demanda industrial, comercial y domiciliaria; por desaprovechamiento y uso de la tecnología teniendo en cuenta el potencial de cogeneración de los ingenios azucareros; es por ello que se presenta este trabajo titulado “Factibilidad técnicoeconómico de conversión de cogeneración industrial a comercial de los ingenios azucareros de la Libertad, reemplazando turbinas de contrapresión por turbia de extracción-condensación“, en la cual se detallan los subprocesos, donde se consumen vapor, que a su vez es la fuente para generar energía eléctrica. El trabajo esta dividido en seis capítulos, los cuales se mencionan a continuación: En el capitulo 1, se detalla la realidad problemática, la justificación del estudio, limitaciones, objetivos generales y específicos. El capítulo 11, se desarrollan las teorías sobre las cuales está fundamentada la investigación como el marco teórico y antecedentes referidos a la investigación. El capítulo 111, está referido al marco metodológico que comprende la hipótesis, variables, marco conceptual y diseño de ejecución. El capítulo IV está referido a los resultados, el cual se específica a continuación: Inicialmente, se realizan balances de masa y energía en todos los subprocesos: calentadores de jugo mezclado, calentadores de jugo clarificado, evaporación en quíntuple efecto, casa de cocimientos. Todos estos subprocesos se realizan por transferencia de calor, el vapor de agua es la fuente de calor que calienta y evapora el jugo mezclado; los calentadores de jugo mezclado, casa de cocimientos, utilizan vapor del quintuple efecto, los calentadores de jugo clarificado y el primer preevaporador del quintuple efecto, consumen vapor de escape de turbinas, cabe resaltar que el quintuple efecto es el mayor consumidor de vapor en un 79.5%. Posteriormente, se calcula la cantidad de vapor necesario en alta presión para satisfacer la demanda de vapor en baja presión (saturado), se calculan los consumos de vapor en alta presión en los molinos, con ello determinar el excedente, para la generación de energía eléctrica; las turbinas que se utilizan tienen bajo rendimiento isentrópico (70%); un consumo específico de vapor de 14.0634 kg-vapor/Kw-hora, lo cual no permite generar mayor cantidad de energía eléctrica, por lo que se reemplaza una turbina de contrapresión por una de extracción-condensación de mayor eficiencia (80% ); un consumo especifico menor, para generar energía eléctrica que satisfaga la demanda interna más un excedente y así vender a la red nacional. El cambio de turbina de contrapresión por extracción-condensación permite flexibilidad en el proceso, adicionándole, torre de enfriamiento, condensador al vacío, bombas centrífugas y ventiladores de tiro forzado, para los cuales se realizaron los cálculos determinándose los consumos adicionales de energía eléctrica, calculándose la potencia a vender a la red nacional. En el capitulo V, se desarrolla el análisis económico-financiero para determinar el tiempo de retorno de la inversión y la rentabilidad del mismo, en el cual se determinó el retorno de inversión en 5 años y 3 meses, luego se obtiene beneficios superiores al millón de USA$ por año, lo que lo convierte en un estudio atractivo de inversión. En el capítulo VI, se concluye que la cantidad de energía eléctrica a vender a la red nacional es 3.7 Mw.h; obteniendo un ingreso anual de 1'193,472.00 USA$ anuales. Y se sugiere que se haga una electrificación total de la planta para mejorar la generación de energía.