Diseño de un sistema de recuperación de calor de un motor de embolo para la generación de energía eléctrica

La estación compresora de gases a analizar cuenta con dos motores de émbolo CAT G3608, los cuales liberan gases de escape a altas temperaturas, generando un alto de grado de contaminación y pérdida de energía térmica que podrían ser aprovechas a través de un proceso para generar energía eléctrica. Debido a esto, el objetivo principal de este proyecto es tomar esta energía térmica y transformarla en energía eléctrica para aumentar la velocidad de eficiencia de la subestación. Primero, conociendo la potencia térmica disponible para la generación de energía eléctrica, la cual es baja, se seleccionó la alternativa en la cual solo se es posible producir energía eléctrica para suplir 70% del consumo actual de la planta y no producir para vender a la red. Se eligió el sistema de recuperación de calor más óptimo para las condiciones de operación el cual fue el Organic Rankie Cylce y el módulo comercial más adecuado para la empresa. Con ayuda del programa Aspen Exchanger Desing & Rating V9 se diseñó un intercambiador de calor, el cual transfiere calor entre los gases de escape del motor y el aceite térmico Dowtherm-MX, para que luego el aceite intercambie calor con el agua dentro del sistema ORC. Se diseño el sistema de tuberías y teniendo en cuenta los requerimientos del sistema ORC escogido, se realizó la selección de la torre de enfriamiento. Se diseño la conexión entre el motor y el intercambiador de calor, se seleccionó el material que tuviera las menores pérdidas posibles y se optó por la selección de elementos comérciales. Se puede concluir que el proyecto no es viable porque requiere una gran inversión inicial que no es capaz de recuperarse con el ahorro de consumo de gas. Por lo que se propone analizar la viabilidad de un ciclo de absorción para la recuperación de calor, el cual reemplazaría a los ventiladores actualmente utilizados y, por tanto, aumentaría la eficiencia energética de la estación, al disminuir el consumo energético.

• Autores: Jimenez Palacio, Maria Fernanda; Henao Cerra, Hernando Jose; Maury Fernandez, Diana Carolina
• Fecha de publicación: 2018
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/8010
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/8010
• Palabra clave: Motor de Embolo; Ciclo Orgánico Rankin; Intercambiador de Calor; Gases de Escape; Contrapresión; Potencia Térmica; Brida; Reciprocating Engine; Rankin Organic Cycle; Heat Exchanger; Exhaust Gases; Back pressure; Thermal Power; Flange
• License: Universidad del Norte