Design of a heat recovery system for power generation from dual fuel engines by implementing an ORC system

La planta térmica Termonorte se encuentra en el departamento de Magdalena, cuenta con 10 motores con una capacidad de 9.3 MW cada uno, para un total de 93 MW. La planta hace parte de la red nacional funcionando bajo cargo por confiabilidad, por lo que se maneja cierto nivel de incertidumbre en el despacho de energía. De acuerdo con la ficha de sus motores, una fracción considerable del consumo de energía del motor va hacia los gases de escape, por lo que toma validez la opción de usar esta energía para la cogeneración. Una vez definido el problema a tratar, se decidió que la mejor opción para la cogeneración es la implementación de un ciclo Rankine orgánico, el cual usaría los gases de escape para calentar el aceite térmico y finalmente el fluido de trabajo para generar energía. Al examinar el problema, se encontró que la contrapresión admitida por los motores es de 30 mbar, este valor establece la caída de presión que debe tener el recuperador de calor, lo que representa un gran reto para su diseño junto con el poco espacio disponible. Por lo anterior, el proyecto se direcciona a realizar un diseño preliminar del intercambiador de calor, proponiendo dimensiones, áreas de transferencia de calor y configuración de este. Por otro lado, se desea hacer una primera estimación de los costos fijos que representaría este dispositivo y qué porcentaje representan estos del costo total del proyecto. Con los procedimientos realizados, se encontró que el proyecto es factible técnicamente, ya que termodinámicamente es posible transferir el calor requerido al aceite térmico. Así mismo, con la configuración del intercambiador propuesta, se garantiza que la caída de presión no exceda la contrapresión del motor. Sin embargo, la viabilidad del proyecto se ve comprometida debido al factor económico, ya que los costos fijos son muy elevados debido al gran área de transferencia de calor que se debe manejar para lograr los requerimientos del problema.

• Autores: Castro Cantillo, Franky D; López Muñoz, Giovanny A; Miranda Rada, Moisés R; Restrepo Cueto, Alfredo J
• Fecha de publicación: 2020
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/8934
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/8934
• Palabra clave: Caida de presion; Intercambiador de calor; ORC; Pressure drop; ORC; Heat exchanger
• License: Universidad del Norte