Diseño de un sistema para incrementar la eficiencia energética de una turbina de gas natural a baja escala.

Algunas de las estaciones compresoras de gas natural en la costa caribe colombiana poseen turbinas de gas natural que operan en ciclo simple. Los gases de escape de la turbina representan un potencial foco de aprovechamiento energético, pues actualmente esta enorme cantidad de gases se están enviand...

Full description

Autores:
Calle Calderón, José Alexander
Percy Ayala, Rafael Mauricio
Rueda Ahumada, Kevin Alexander
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2017
Institución:
Universidad del Norte
Repositorio:
Repositorio Uninorte
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/7349
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10584/7349
Palabra clave:
Turbina de gas natural, energía, eficiencia, gases de escape, etapa de enfriamiento.
Natural gas turbine, energy, efficiency, exhaust gases, cooling stage.
Rights
License
Universidad del Norte
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description Algunas de las estaciones compresoras de gas natural en la costa caribe colombiana poseen turbinas de gas natural que operan en ciclo simple. Los gases de escape de la turbina representan un potencial foco de aprovechamiento energético, pues actualmente esta enorme cantidad de gases se están enviando a la atmósfera. Adicionalmente, la CREG exige que el gas natural transportado debe tener una temperatura entre 120 y 40 °F, actualmente la temperatura es de 104°F. Debido a lo anterior, aparece una oportunidad de mejora en lo referente a eficiencia energética a través del aprovechamiento de los gases de escape de la turbina para generar frio. Disminuir la temperatura del gas natural en una segunda etapa de enfriamiento llevará a un aumento en la capacidad de transporte del gasoducto sin necesidad de realizar importantes inversiones en infraestructura. La propuesta está enfocada en disminuir la temperatura del gas natural en 20 °C. Para ello se selecciona un equipo de refrigeración por absorción de 1879 TR. La restricción más importante de este diseño es la caída de presión a la salida de la chimenea de la turbina. Por esta razón, se acopla un ventilador centrífugo de tiro inducido que sea capaz de vencer una caída de presión del sistema de 250 mm H2O y mover un flujo de gases de escape de 49000 cfm. La alternativa propuesta está compuesta por 4 subsistemas, sistema de recolección de los gases de escape, sistema de control, segunda etapa de enfriamiento y el acople del sistema de recolección de los gases de escape con el equipo de refrigeración por absorción. En este último se desarrolló la etapa de diseño detallado. Como resultado de la instalación de los equipos se requiere un consumo eléctrico cercano a 900 kWe para un incremento en el 6.5% de la capacidad de transporte equivalente a 570 mmpcd.
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Disminuir la temperatura del gas natural en una segunda etapa de enfriamiento llevará a un aumento en la capacidad de transporte del gasoducto sin necesidad de realizar importantes inversiones en infraestructura. La propuesta está enfocada en disminuir la temperatura del gas natural en 20 °C. Para ello se selecciona un equipo de refrigeración por absorción de 1879 TR. La restricción más importante de este diseño es la caída de presión a la salida de la chimenea de la turbina. Por esta razón, se acopla un ventilador centrífugo de tiro inducido que sea capaz de vencer una caída de presión del sistema de 250 mm H2O y mover un flujo de gases de escape de 49000 cfm. La alternativa propuesta está compuesta por 4 subsistemas, sistema de recolección de los gases de escape, sistema de control, segunda etapa de enfriamiento y el acople del sistema de recolección de los gases de escape con el equipo de refrigeración por absorción. En este último se desarrolló la etapa de diseño detallado. Como resultado de la instalación de los equipos se requiere un consumo eléctrico cercano a 900 kWe para un incremento en el 6.5% de la capacidad de transporte equivalente a 570 mmpcd.Natural gas compress stations in Colombian Caribbean coast have natural gas turbine which operate in simple cycle. Turbine exhaust gases represent an important source of energy, because these huge gases volume are sent to atmosphere. Additionally, CREG demands that natural gas temperature must be between 120 and 40 °F, nowadays natural gas temperature is close to 104 °F. Because of that, there is an opportunity in energetic efficiency topic, it is related to taking advantage of turbine exhaust gases to generate cold. Decreasing natural gas temperature in a second cooling stage increases natural gas pipeline transport capacity without important infrastructure inversion. The proposal is focused in decreasing natural gas temperature in 20 °C. To achieve it, an 1870 RT absorption chiller was selected. The most important design restriction is drop pressure after gas turbine smokestack. For this reason, a centrifugal blower is coupled to overcome system drop pressure (250 mm w.c.) and to move exhaust gases flow (49000 cfm). The alternative is composed by 4 subsystems, exhaust gases recollection system, control system, second cooling stage and the coupling between exhaust gases recollection system and absorption chiller. In the fourth system, detailed design stage was developed. Because of equipment installation, it is necessary to supply 900 kWe approximately to increase natural gas pipeline capacity in 6.5% (equivalent to 670 mmcfd).spaBarranquilla, Universidad del Norte, 2017.Universidad del Nortehttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Turbina de gas natural, energía, eficiencia, gases de escape, etapa de enfriamiento.Natural gas turbine, energy, efficiency, exhaust gases, cooling stage.Diseño de un sistema para incrementar la eficiencia energética de una turbina de gas natural a baja escala.Low-scale natural gas turbine system design to increase energetic efficiency.articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501ORIGINALDISENO DE UN SISTEMA PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA ENERGETICA DE UNA TURBINA DE GAS NATURAL A BAJA ESCALA.pngDISENO DE UN SISTEMA PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA ENERGETICA DE UNA TURBINA DE GAS NATURAL A BAJA ESCALA.pngimage/png326037http://172.16.14.36:8080/bitstream/10584/7349/1/DISENO%20DE%20UN%20SISTEMA%20PARA%20INCREMENTAR%20LA%20EFICIENCIA%20ENERGETICA%20DE%20UNA%20TURBINA%20DE%20GAS%20NATURAL%20A%20BAJA%20ESCALA.png01a0215c23869b5e8ff544c172bcd584MD51DISENO DE UN SISTEMA PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA ENERGETICA DE UNA TURBINA DE GAS NATURAL A BAJA ESCALA.pdfDISENO DE UN SISTEMA PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA ENERGETICA DE UNA TURBINA DE GAS NATURAL A BAJA ESCALA.pdfapplication/pdf138130http://172.16.14.36:8080/bitstream/10584/7349/2/DISENO%20DE%20UN%20SISTEMA%20PARA%20INCREMENTAR%20LA%20EFICIENCIA%20ENERGETICA%20DE%20UNA%20TURBINA%20DE%20GAS%20NATURAL%20A%20BAJA%20ESCALA.pdf99acec756871802ff36800a56a000878MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://172.16.14.36:8080/bitstream/10584/7349/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5310584/7349oai:172.16.14.36:10584/73492017-07-31 11:18:04.365Repositorio Digital de la Universidad del Nortemauribe@uninorte.edu.co

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