Análisis energético y exergético del ciclo de vapor de una central y termoeléctrica de ciclo combinado

Abstract

El presente informe de suficiencia presenta el análisis termodinámico (energético y exergético) del ciclo de vapor de la central termoeléctrica de Ventanilla, una planta de ciclo combinado operada por EDEGEL S.A.A. En el Capítulo I, se presenta una breve introducción que justifica la realización del presente estudio ante la existencia de normativas nacionales que exigen mejorar la eficiencia energética de los recursos no renovables con los que cuenta nuestro país, en particular el gas natural; asimismo se delinean los objetivos del estudio. En el Capítulo II, se presentan algunos datos concernientes a la generación de energía eléctrica en el Perú poniendo énfasis en la generación termoeléctrica resaltando la importancia relativa de la central de Ventanilla; se hace una breve descripción del proceso, en particular del ciclo de vapor haciéndose mención de las características más relevantes de los equipos más importantes así como de los fluidos de proceso, es decir gas natural, agua desmineralizada, agua de pozo y gases de combustión de la turbina de gas. En el Capítulo III, se presenta el desarrollo del tema empezando con definiciones fundamentales como energía y exergía y su conexión con la primera y segunda ley de la termodinámica, deduciendo expresiones matemáticas para calcular el trabajo y la irreversibilidad. A continuación se presenta el modelo construido en Aspen HYSYS, mencionando las consideraciones tomadas para calcular las propiedades termodinámicas de todas las corrientes de proceso; con estos datos y con las ecuaciones deducidas para el trabajo y la irreversibilidad, se procede a efectuar primeramente el análisis energético de las áreas más importantes de la planta para luego continuar con el análisis exergético que finaliza con la localización de aquellas etapas en las que no se aprovecha tan eficientemente la exergía. Finalmente, en el Capítulo IV, se presentan las conclusiones del presente estudio y se plantean algunas recomendaciones a considerar para trabajos futuros.