Diseño de un sistema para el mejoramiento del desempeño mecánico y energético de turbinas a gas de uso industrial

El objetivo principal de este proyecto es diseñar un sistema para mejorar la eficiencia energética de una turbina a gas que opera en la ciudad de Cartagena entregando aproximadamente 11MW cuando en condiciones ISO debería generar 15MW. Esta falta de potencia se debe a la baja masa de aire que entra en nuestro sistema debido a la alta temperatura y humedad del ambiente en la ciudad. Para mejorar la capacidad de entrega de la turbina y acercarla a las condiciones de diseño, se propusieron diferentes alternativas para solucionar la diferencia entre las condiciones ISO y las operacionales. En primer lugar, se estudiaron las alternativas más clásicas, como el enfriamiento evaporatorio, sin embargo, éstas fueron descartadas al seguir los procedimientos recomendados por ASME dado que las condiciones climáticas no permiten una mejora significativa para el sistema. La segunda alternativa estudiada fue la compresión húmeda, teóricamente, esta alternativa debería ser la seleccionada ya que puede presenta mayores incrementos de eficiencia con bajos costos. Sin embargo, esta propuesta decae porque su poca viabilidad técnica al requerir datos que no están disponibles debido a los acuerdos de confidencialidad entre la empresa y el fabricante de la turbina. Y por último tenemos los chillers, clasificados en mecánicos y de absorción. El principal atractivo de estos equipos es la capacidad de aprovechar el calor residual de las plantas, pero también suponen costos más elevados. Después de analizar cada una de las alternativas y discutir sus ventajas, se decidió implementar la solución del chiller mecánico, ya que el chiller de absorción requiere equipos adicionales como unidades de control de temperatura. Una vez se conoció la carga térmica del sistema, se seleccionaron los equipos necesarios como intercambiadores de calor, torre de enfriamiento, entre otros, con el fin de estimar los costos de operación e inversión, y con base en ello se estimó el valor de la TIR y VAN.

• Autores: Sabat, Edgardo Alexander; Romero, Sergio Mario; Güette, jeffrey
• Fecha de publicación: 2021
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/9561
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/9561
• Palabra clave: temperatura, humedad, potencia, costos; temperature, humidity, power, costs
• License: Universidad del Norte