Los motores recíprocos continúan su desarrollo (I)

El petróleo ha subido a 120 dólares en los mercados internacionales, lo cual nos hace presagiar un incremento sin precedente de todas las soluciones destinadas a minimizar el consumo de combustibles fósiles.

. Los grandes motores recíprocos modernos tienen utilizados para aplicaciones de generación tienen una eficiencia energética bruta del 47 % para motores con tamaños mayores de 3 MWe. Son por lo tanto, muy eficientes, y tales motores están ahora disponibles en diesel, gas, y variantes del fuel con salidas de potencia de hasta 60 MW o más en multi-motores. Para aplicaciones en cogeneración, predominan los motores diesel y de gas, aunque ocasionalmente se usan los motores duales por su inherente flexibilidad en el uso de combustible. ¿Pero qué tipo debemos usar y por qué? ¿Ha conseguido el desarrollo de los motores recíprocos cumplir con los requerimientos legislativos y recortan el consumo de los cada vez más caros combustibles fósiles? En este post hablamos del uso de estos motores en cogeneración, pues resulta importante un buen conocimiento de la instalación que necesitamos para conseguir máxima eficiencia. Los proyectos de tipo energético son fáciles de realizar, lo difícil es conseguir optimizar los resultados. En este post, como otros muchos que seguirán, discutiremos las aplicaciones comunes de la industria desde una perspectiva destinada a minimizar el consumo energético y optimizar la productividad. .

Los motores recíprocos no se diseñaron específicamente para su uso en cogeneración. La cogeneración requiere mucho calor en la salida, así que un motor elegido (gas, diesel, o dual), simplemente será optimizado para la aplicación. Esto es comparativamente fácil de alcanzar mediante la programación de diferentes parámetros de control electrónico o a través de cambios en el sistema aire/combustible. Los motores quedan virtualmente idénticos a su ciclo simple de brethren. .

Motor diesel

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El motor diesel es el motor recíproco más eficiente de los disponibles. Algunos motores tienen eficiencia térmica que se aproxima al 50 %. La alta eficiencia es crucial porque con los precios actuales del combustibles, el gasto en diesel puede llegar a alcanzar el 80 % del coste del ciclo de vida de una planta industrial, y cada 1 % que conseguimos reducir el consumo diesel ahorraremos un 0,8 % en el coste del ciclo de vida de la planta. Las plantas de ciclo combinado diesel, por ejemplo, se han usado con éxito en todo el mundo como una solución eficiente en la producción de electricidad.

. Otros beneficios incluyen flexibilidad operacional, fácil mantenimiento, fiabilidad extrema, muy larga vida, costes de mantenimiento reducidos y costes en el ciclo de vida en fase de reducción. El tipo es, por lo tanto ideal en el rango de aplicaciones de potencia estacionarias, particularmente donde hay infraestructuras de gas. .

Recientes avances técnicos han mejorado la eficiencia de estos motroes, que incluyen equipo de inyección, bomba pulsatoria e inyectores de la unidad controlados electrónicamente. Regulación del encendido de la inyección variable, y sistemas de combustión rediseñados. Otros avances en estos motores incluyen turbocargadores. Respecto a los tipos de motores recíprocos diesel encontramos en dos etapas, alta presión, turbocarga secuencial y variable. También se han hecho mejoras en el control del motor, gestión electrónica y sistemas de diagnóstico. .

Una de las mejoras más significativas conseguidas en los últimos años es que los motores diesel emiten muy pocas emisiones comparándolos con los modelos más antiguos. Por ejemplo, los nuevos y muy poderosos motores (23.000 kw) de la marca Wärtsilä son medioambientalmente muy interesantes, ya que las emisiones son solamente 710 ppm de NOx en 15 % de oxígeno. Otras marcas están equipadas con sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR), precipitador electrostático (ESP) y sistemas de desulfurización (FGD). Tales motores son una tecnología muy eficiente y limpia pero requieren la construcción de grandes plantas de producción. .

El sistema SCR, para post-tratamiento de gases de escape, puede reducir las emisiones de NOx en hasta un 80 %, pero es necesario un excelente sistema de control electrónico para realizar el trabajo correctamente. El equipo post-tratamiento catalítico añade costes a las plantas diesel, y en ese sentido son menos ventajosos que los motores de gas, con un escape mucho más limpio, por lo que son más utilizados para cumplir la cada vez más exigente legislación europea. Es verdad que el humo casi se ha eliminado de los gases de salida y las emisiones se han reducido mucho, pero el NOx y CO2 son problemáticos gases de efecto invernadero y por ello son más problemáticos para los operadores de motores. .

No obstante, se siguen consiguiendo avances en esta tecnología, como la actuación de válvulas electrónicas. .

Este post es un resumen del artículo “Reciprocating engines continue to evolve”, publicado en la edición impresa de la revista “Cogeneration & On-Site Power”, en su número de enero-febrero de 2008.

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