Factibilidad técnica para la implementación de cogeneración en una planta cementera
Este proyecto mide la factibilidad técnica de cogenerar en una planta de fabricación de cemento, creando la posibilidad de aprovechar calores residuales presentes en el proceso para obtener energía mecánica y posteriormente transformarla en energía eléctrica. Se ha recopilado información que define...
- Autores:
-
Silva Ascencio, Elizabeth
Porras Gallego, Elkin Jefferson
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2005
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- Direct conversion to energy
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Cement industry
Energy engineering
Investigations
Analysis
Implementation of cogeneration
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Este proyecto mide la factibilidad técnica de cogenerar en una planta de fabricación de cemento, creando la posibilidad de aprovechar calores residuales presentes en el proceso para obtener energía mecánica y posteriormente transformarla en energía eléctrica. Se ha recopilado información que define y amplia el termino de cogeneración por ser una tecnología no muy común en nuestro país; además se describe el proceso de elaboración del cemento, con el propósito de lograr un completo entendimiento del mismo. Este detalle se realiza para más adelante poder hallar el espacio propicio que permita la aplicación del sistema de cogeneración. Después de seleccionar los detalles del sistema y unas condiciones de operación adecuadas, se crea una simulación en el programa de HYSYS 3.1, donde se incluyen las variables presentes en una fábrica de cemento, para efectos prácticos de los cálculos termodinámicos del proyecto. Se describen los incentivos y marco regulatorio de la cogeneración tanto a nivel nacional como mundial. Con los datos arrojados por la simulación se evalúa la viabilidad financiera del proyecto, obteniendo buenos resultados. |
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Este detalle se realiza para más adelante poder hallar el espacio propicio que permita la aplicación del sistema de cogeneración. Después de seleccionar los detalles del sistema y unas condiciones de operación adecuadas, se crea una simulación en el programa de HYSYS 3.1, donde se incluyen las variables presentes en una fábrica de cemento, para efectos prácticos de los cálculos termodinámicos del proyecto. Se describen los incentivos y marco regulatorio de la cogeneración tanto a nivel nacional como mundial. Con los datos arrojados por la simulación se evalúa la viabilidad financiera del proyecto, obteniendo buenos resultados.INTRODUCCIÓN 16 1. ANTECEDENTES 19 2. GENERALIDADES DE LA COGENERACIÓN 22 2.1 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE LOS SISTEMAS DE COGENERACIÓN 24 2.2 SELECCIÓN DEL TIPO DE SISTEMA DE COGENERACIÓN 26 2.2.1 Proyectos Nuevos 26 2.2.2 Instalaciones Ya Existentes 27 2.2.3 Dimensionamiento Del Sistema 27 2.3 ASPECTOS TERMODINÁMICOS DE LA COGENERACIÓN 28 2.3.1 Ciclos Termodinámicos 29 2.3.2 Clasificación de los Sistemas de Cogeneración Según Producción de Electricidad o Calor 30 2.4 TECNOLOGÍAS DE COGENERACIÓN 31 2.4.1 Turbina de Gas 32 2.4.2 Turbina de Vapor 33 2.4.3 Ciclo Combinado 33 2.4.4 Motor Alternativo 34 2.4.5 Recuperadores de Calor 35 3. ENTORNO LEGAL Y REGULATORIO 38 3.1 INCENTIVOS PARA LA COGENERACIÓN A NIVEL MUNDIAL 38 3.1.1 India 40 3.1.2 Tailandia 40 3.1.3 Filipinas 41 3.1.4 Japón 41 3.1.5 Republica de Corea 41 3.1.6 España 42 3.2 INCENTIVOS Y REGULACIÓN PARA LA COGENERACIÓN EN COLOMBIA 42 3.2.1 Bolsa de Energía 45 3.2.2 Estado de la Cogeneración 48 4. PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO 50 4.1 OBTENCIÓN DE MATERIAS PRIMAS 50 4.1.1 Explotación de Canteras 50 4.2 TRITURACIÓN 52 4.3 PREHOMOGENIZACIÓN 54 4.4 MOLIENDA DE CRUDO 54 4.5 HOMOGENIZACIÓN 55 4.6 CLINKERIZACIÓN 55 4.7 PRECALENTADORES Y SECADORES 63 4.8 DESCRIPCIÓN DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE FABRICACIÓN DE CEMENTO 64 4.8.1 Hornos de Vía Húmeda 66 4.8.2 Hornos de Vía Seca 66 4.9 ENFRIADORES 71 4.10 PROCESOS FINALES 75 5. ANÁLISIS TÉCNICO DE ALTERNATIVAS DE RECUPERACIÓN DE CALOR DE LOS GASES DEL HORNO 77 5.1 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SISTEMA SELECCIONADO 77 5.2 CICLO RANKINE CONVENCIONAL UTILIZADO PARA LA ALTERNATIVA SELECCIONADA 79 5.3 SIMULACIÓN DEL SISTEMA APLICADO 80 5.3.1 Hysys 80 5.3.2 Control del Proceso 81 5.4 DISEÑO INTERCAMBIADOR 81 6. ANÁLISIS ECONÓMICO DE LA ALTERNATIVA SELECCIONADA 87 6.1 ESTIMACIÓN DEL POTENCIAL AHORRO ENERGÉTICO 87 6.2 EVALUACIÓN FINANCIERA DE LA APLICABILIDAD DEL SISTEMA DE COGENERACIÓN 89 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 90 BIBLIOGRAFÍA 93 ANEXOS 96PregradoThis project measures the technical feasibility of cogeneration in a cement manufacturing plant, creating the possibility of taking advantage of residual heat present in the process to obtain mechanical energy and subsequently transform it into electrical energy. Information has been compiled that defines and extends the term of cogeneration as it is a not very common technology in our country; In addition, the cement manufacturing process is described, in order to achieve a complete understanding of it. This detail is done to later find the right space that allows the application of the cogeneration system. After selecting the details of the system and suitable operating conditions, a simulation is created in the HYSYS 3.1 program, which includes the variables present in a cement factory, for practical purposes of the project's thermodynamic calculations. The incentives and regulatory framework for cogeneration are described both nationally and globally. With the data produced by the simulation, the financial viability of the project is evaluated, obtaining good results.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaFactibilidad técnica para la implementación de cogeneración en una planta cementeraTechnical feasibility for the implementation of cogeneration in a cement plantIngeniero en EnergíaBucaramanga (Colombia)Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPDirect conversion to energyMechanical energy cogenerationCement industryEnergy engineeringInvestigationsAnalysisImplementation of cogenerationCement plantMechanical energyElectric energyConversión directa en energíaCogeneración de energía mecánicaIndustria del cementoIngeniería en energíaInvestigacionesAnálisisImplementación de cogeneraciónPlanta cementeraEnergía mecánicaEnergía eléctricaSilva Ascencio, Elizabeth (2005). Factibilidad técnica para la implementación de cogeneración en una planta cementera. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB• ACADEMIA COLOMBIANA DE CIENCIAS EXACTAS FÍSICAS Y NATURALES, http://www.accefyn.org.co/• AMBRIZ, Juan José G. Diplomado en administración y ahorro de energía. Modulo VIII sistemas de Cogeneración. México Febrero de 1994.• BENITEZ, José Antonio, Cogeneración conceptos técnicos y económicos.• CEMEX, Cementos de México, proyectos de Cogeneración. http://www.cemex.es• COGEN. Asociación Europea para la promoción de la Cogeneración. http://www.cogen.org/publications.htm• CONAE, Comisión nacional para el ahorro de energía, tecnologías de Cogeneración. http://www.conae.gob.mx/• Duda Walter H. “Manual Tecnológico del Cemento”. El Horno Rotatorio. Editores Técnicos Asociados, Barcelona, 1977. Páginas 199-210 y 222-230.• Duda, Walter H. “Manual Tecnológico del Cemento. Enfriamiento del Clinker”. 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Horlock, Cogeneration combined heat and power (CHP) : thermodynamics and economics , 1997• “Manual Técnico de Operación y Control del Sistema de Calcinación CEMEX Opercal” Enfriadores. Edo. de México. Hermosillo, Sonora, México, 1995• “Manual Técnico de Operación y Control del Sistema de Calcinación CEMEX Opercal Flujo de Gas y Material en el Precalentador y su Influencia sobre la Producción”. Tomo 2, Edo. de México. Hermosillo, Sonora, México, 1994.• “Manual de Desarrollo Tecnológico CEMEX Clinkerización Precalcinadores”.3 a Edición CPN. Hermosillo, Sonora, México, 1955.• “Manual de Desarrollo Tecnológico CEMEX Clinkerización: Enfriadores” 3 a Edición CPN. Hermosillo Sonora, México, 1995.• “Manual de Tecnología del Cemento CEMEX Clinkerización”. El Horno Rotatorio. 3a. Edición, Unidad de Desarrollo CEMEX DT, México, 1995. Páginas 1-23.• “Manual Tecnológico de Cemento Valenciana de Cementos”. Parte VI, Tema 6.2 Lección 2.1. Sistemas de Hornos. Volumen 9, España, 1989. Páginas 2-48.• “Manual Tecnológico de Cemento”. Valenciana de Cementos. Lección VI, 2.2• “Seminario de supervisión y control de producción”, programa para industrias cementeras de Colombia, Sogamoso, agosto 8-12 de 1983• RODRIGUEZ, Humberto. 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