Análisis energético y exergético en el sistema de cogeneración de un ingenio azucarero (2022)
La caña de azúcar es un recurso utilizado como materia prima para la producción de energía y alimentos en diferentes regiones de Colombia. El principal producto obtenido de la caña es el azúcar, generando un recurso de desecho: el bagazo. En el ingenio azucarero, el bagazo se utiliza como combustible en el ciclo Rankine para la generación de energía y vapor. En este trabajo, a partir de datos experimentales del ingenio, se generaron análisis energéticos y exergéticos para establecer algunas mejoras en este ciclo. A partir del análisis de la primera y segunda ley, se realiza un análisis de la modificación de las condiciones de entrada de vapor a las turbinas para determinar la mejora de la eficiencia energética y la disminución de la destrucción de exergía. Los resultados muestran que las condiciones de entrada de 6,58 MPa y 783,15 K permiten obtener la mayor potencia y rendimiento del ciclo, obteniendo una potencia neta de 34274 kW y un rendimiento energético del 81,8%, también se obtiene que la mayor pérdida de exergía se produce en la caldera representando el 53,87% de la exergía del bagazo. Por otro lado, se obtiene un rendimiento exergético del ciclo del 23,14%. Se espera implementar nuevas metodologías de investigación y considerar la aplicación del estudio para el diseño de nuevos ingenios azucareros y la optimización y mejora de los existentes para obtener un mejor rendimiento, reducir la contaminación atmosférica y un beneficio energético y económico para la región.