Optimización de suministro de vapor en una planta de alimentos con una caldera de recuperación de calor con los gases de escape de una turbina de gas de 14 MW

Abstract

El presente proyecto tiene por objetivo optimizar el suministro de vapor a una planta de alimentos con una caldera de recuperación de calor, aprovechando los gases de escape provenientes de una turbina a gas. Como consecuencia de ello ha de generar un ahorro en la producción de vapor. La planta es abastecida de energía eléctrica mediante un generador accionado por la turbina a gas natural. La tesis se desarrolla en cuatro capítulos. En el Capítulo I, se describe los antecedentes, el planteamiento de la realidad problemática, las necesidades encontradas, la identificación del problema, se plantea los objetivos, se justifica el proyecto para su ejecución y se formula la hipótesis de trabajo. En el Capítulo II, se expone el marco teórico, haciendo énfasis en los principios básicos de la termodinámica y transferencia de calor, ciclo de potencia relacionado al tema en estudio, asimismo se expone el diseño de los intercambiadores de calor y características, se describe los tipos de calderas de recuperación de calor y sus parámetros de diseño. Se hace mención sobre el tratamiento de agua para calderas. En el Capítulo III se desarrolla los cálculos en base a la energía disponible, se logra los objetivos, se selecciona el caldero recuperador de calor, evaporador y economizador, se calcula su eficiencia. Luego se evalúa el ahorro energético y económico con la nueva implementación del caldero, se calcula el nuevo indicador (costo de tonelada de vapor), se muestra la viabilidad del proyecto en base a los índices económicos como la tasa interna de retorno TIR y el valor actual neto VAN. En el Capítulo IV se realiza el análisis de los resultados de cada objetivo desarrollado, se evidencia la importancia de los parámetros de diseño del caldero de recuperación de calor y cómo influye para su selección. El proyecto es complementado con los anexos, donde se adjunta las tablas de propiedades termodinámicas, planos, cálculo estimado del rendimiento eléctrico equivalente (REE) del sistema de cogeneración según legislación vigente.