Optimización del economizador del grupo II de la central térmica de Alcudia II

摘要

El objetivo que se persigue en el presente proyecto es mejorar el rendimiento energético de la caldera del Segundo Grupo de la Central Térmica de Alcudia II. Para ello se pretende aprovechar parte de la energía presente en los gases de escape para elevar la temperatura del agua de alimentación de la citada caldera. Para conseguirlo se va a rediseñar el elemento denominado “economizador”, que es el elemento encargado de realizar esta función en las calderas de las centrales Térmicas, siempre dentro de las restricciones impuestas por la instalación existente. Para ello, se utilizará el código ASME PTC 4.1 de estudio de calderas industriales de carbón, siendo este un conjunto de procedimientos estándar que se aplican en la industria energética. En primer lugar, se han determinado los parámetros de funcionamiento actuales de grupo, así como los parámetros específicos del economizador (de los que no se disponía inicialmente). Se ha obtenido, en la disposición actual, que la temperatura de salida del agua de alimentación alcanza un valor de 243,6 ºC con una disposición de dos secciones de 100 tubos cada una y con un total de 17 pasos cada tubo por sección. En esta fase se ha utilizado el método ASME PTC 4.1 de cálculo de calderas con el objeto de validarlo para así poder posteriormente utilizarlo en el diseño del nuevo economizador. La validación ha sido correcta, al obtener un valor de potencia calorífica transmitida muy parecido al obtenido mediante el análisis según el balance de energía. En el rediseño del nuevo economizador, se optó en un principio por alcanzar una temperatura de salida del agua de alimentación del orden de 260 ºC. Este objetivo resultó imposible, dado que el número de pasos por tubo necesario para lograr este valor excedía con mucho el espacio disponible en el recinto. Por tanto, se optó por estudiar cuánto se podía mejorar dicha superficie efectiva, añadiendo un mayor número de pasos, y ver si el resultado en términos de transferencia de calor y de bajada de temperatura de los gases de combustión era satisfactorio. Así, el resultado obtenido ha sido de una temperatura de salida del agua de alimentación de 250,5 ºC, añadiendo un total de 14 pasos (7 por sección), uniendo las dos secciones en una sola sin modificar la disposición de los tubos, y con una temperatura de gases de 436,89 ºC en lugar de los 455,91 ºC iniciales. Se ha realizado también un estudio económico, basado en el ahorro en combustible en términos de eficiencia (menos calor desaprovechado) y en derechos de venta de emisiones de CO2. Implementando el nuevo modelo de economizador y mejorando la transferencia de calor, se ahorraría un total de 640.892 €/año, ganándose por venta de emisiones de CO2, un total de 123.715,42 € al año.