Diseño de la red de tuberías para cogeneración en un turbo generador de 23 MW para una agroindustria

Abstract

Antes de la redacción del presente informe me llenaban de dudas como seleccionar un tema que sea práctico y que se pueda desarrollar en la aplicación de nuestra carrera. Si bien es cierto es un tema que se ha tocado en las diferentes materias que se desarrollan en la universidad, es de reciente aplicación en la agroindustria peruana como lo son las Centrales de Cogeneración. En el capítulo I, se da una reseña histórica de la Cogeneración con Turbinas de Vapor y su aplicación en la agroindustria. El aprovechamiento de la energía térmica proveniente de una caldera de vapor CBS, transformándola en otro tipo de energía (energía eléctrica) para luego usarla en el proceso de producción de azúcar y sus derivados, siendo está la aplicación de Cogeneración en este campo. En el capítulo II, se realiza la descripción de los conceptos básicos de ingeniería utilizados en el desarrollo del presente informe para el cálculo y dimensionamiento de las líneas de vapor de alta y baja presión. Además, se presenta una descripción de los equipos que forman parte de la Central de Cogeneración Térmica implementada. La información utilizada se encuentra en las normas y estándares internacionales como son el código ASME B31, cuya aplicación particular para nuestro caso es el código ASME B31.1 edición 2002. En el capítulo III, se muestra la metodología desarrollada para el cálculo de las tuberías que forman parte de las líneas de vapor de alta y baja presión utilizadas en el presente informe. El primer paso es realizar un pre-dimensionamiento basado en el código ASME B31.1 basado en los esfuerzos admisibles para los materiales seleccionados. Después del pre-dimensionamiento se realizó el ruteo de las líneas que van desde la caldera bagacera CBS hasta la turbina de vapor (vapor vivo), desde la turbina de vapor se traza el ruteo de la línea de vapor de extracción que recorre las instalaciones de la planta hasta llegar a un manifold de distribución. Después de realizado el trazo y con los valores obtenidos en el pre-dimensionamiento se realiza el análisis de esfuerzos y flexibilidad con el software AutoPIPE V8i. Además de obtener la verificación de los esfuerzos desarrollados en la tubería se puede obtener las cargas que se transmiten a los soportes definiendo con estos la parte final de nuestra de red de tuberías de vapor. En el capítulo IV, se presentan los costos de suministro, fabricación y montaje de la central de cogeneración térmica, incluyendo la red de tuberías de vapor analizado.