Diseño de sistemas de recuperación de calor en plantas de cogeneración

Los generadores de vapor de recuperación de calor en plantas de cogeneración difieren de las plantas de ciclo combinado de varias formas. Por ejemplo, los niveles de presión de vapor, las temperaturas de vapor y los parámetros de recalentamiento en muchas turbinas de vapor están estandarizados. De esa forma, a las grandes plantas de ciclo combinado se le aplican los parámetros de vapor.

Sin embargo, en el caso de las plantas de cogeneración, presión de vapor, flujo y temperatura pueden variar tremendamente y hay por lo tanto un amplio rango de presiones de operación. Las plantas de cogeneración tienen la flexibilidad de importar o exportar vapor a o del HRSG para ser sobrecalentado. Los parámetros de vapor de alta presión (HP) o baja presión (LP) variarán dependiendo de las necesidades de la planta. Las temperaturas de ignición diferirán dependiendo de la turbina seleccionada y de la demanda de vapor en las instalaciones. Puede usarse aire fresco para aumentar la producción de vapor y parte de los gases de escape pueden usarse para otras necesidades del proceso.

Evaluación del sitio

Pero en las plantas de cogeneración, refinerías, plantas químicas y petroquímicas las configuraciones de HRSG son muy dependientes del sitio. El equipo de ingeniería debe determinar el tipo de HRSG requerido y su configuración y para ello la forma más fácil de hacerlo es utilizando herramientas de simulación. Es factible evaluar el diseño y el rendimiento del HRSG sin necesidad de construirlo. Mediante herramientas de simulación se podrá optimizar la unidad de cogeneración mediante estudios de rendimiento. Los diseñadores no necesitan conocer las dimensiones físicas, tamaño de tubos, configuraciones de aletas, etc.

Los diseñadores considerarán utilizar modelos de simulación cuando eligen entre diseños de presión múltiples o instalaciones de HRSG de presión única. Antes de desarrollar especificaciones para el HRSG, el consultor debe ser consciente de las opciones y posibilidades de operación. Especificar unidades de presión múltiples sin realizar tales análisis puede originar altas inversiones de capital y provocar costes de operación más elevados en la planta. Para evaluacones cuantitativas y análisis de resultados, el programa de simulación es extremadamente útil.

Bibliografía: Rethink planning for heat-recovery systems. Hidrocarbon processing. May 2009

Palabras clave: Heat-recovery steam generators (HRSGs)