Análisis termoeconómico de una planta de cogeneración de 37 MWe y su planta de procesamiento de etanol anhidro de 400m³/día

Abstract

La presente tesis, usa la teoría termo-económica como una herramienta para el análisis de una planta real como es la planta de cogeneración de Maple. Esta tesis propone el análisis termo-económico a una planta industrial, la planta en análisis está conformada por una planta de cogeneración y una planta que procesa caña de azúcar para obtener etanol anhidro. La planta de cogeneración genera vapor a alta presión, el cual un porcentaje del mismo es utilizado por la planta de producción de etanol y la parte restante es utilizado para generar energía eléctrica a través de un turbogenerador a vapor que finalmente es vendida al sistema eléctrico interconectado nacional (SEIN), al realizar el análisis termo económico podemos determinar los costos de todos los flujos internos que intervienen en el proceso productivo de la planta, tanto de etanol anhidro como de energía eléctrica. Este análisis permite determinar el verdadero costo de la energía eléctrica y etanol sentando así las bases para una posterior optimización de toda la planta, en ese sentido es que se han desarrollado los capítulos que se mencionan a continuación. En el capítulo 1 del presente trabajo, Introducción, se establecen los objetivos, el alcance considerado en el análisis, la metodología, criterios y limitaciones tenidas en cuenta. En el capítulo 2, se da una descripción detallada de la planta de cogeneración mostrando las tecnologías la utilizada, se da una descripción de los procesos que intervienen en la planta de procesamiento de etanol anhidro, se establecen los equipos principales considerados para el análisis y se realiza el análisis energético de la planta basado en la primera ley de la termodinámica. En el capítulo 3, se realiza el análisis exergético, se define y establece el ambiente de referencia, se realiza el balance exergético de cada equipo considerado en el análisis establecido en el capítulo 2 y finalmente se obtienen las eficiencias exergéticas de cada equipo.

En el capítulo 4, se realiza el análisis termo-económico, se determina los costos no exergéticos, se representa la estructura productiva de la planta, se obtienen las variables termo-económicas de evaluación. Finalmente, se presentan las conclusiones obtenidas en todos los resultados del análisis del trabajo. El trabajo desarrollado se complementa y finaliza con la presentación de la bibliografía consultada, curvas características de la turbina e información útil relacionada a la planta de procesamiento de etanol y cogeneración.