Análisis exergético de una central eléctrica de cogeneración

English. Cogeneration power plants connected to industrial processes have a direct impact on the overall efficiency of the plant and therefore on the economic results. Any modification to the thermal outline of these plants must first include an exergetic analysis to compare the benefits it can bring the new proposal. This research is performed to a cogeneration plant in operation with an installed electrical capacity of 24 MW and process heat demand of 190 MW, it shows a study made from the Second Law of Thermodynamics. Exergetic evaluation of each component of the plant was applied and similarly modified cogeneration scheme was evaluated. The results illustrate that the exergy losses and irreversibilities are completely different from one subsystem to another. In general, the total exergy destruction represented 70,7% from the primary fuel exergy. Steam generator was the subsystem with the highest irreversibility of the plant with 54%. It was demonstrated that the increase of the steam parameters lead to reduce exergy destruction and exergy efficiency elevation. The suppression of the reduction system and the adding of an extraction-condensing steam turbine produce the same effect and contribute to drop off the electrical consumption from the grid.

Spanish; Castilian. Las centrales eléctricas de cogeneración asociadas a procesos industriales tienen una incidencia directa en la eficiencia global de la planta y por ende en los resultados económicos. Cualquier modificación al esquema térmico de estas centrales debe incluir previamente un análisis exergético para contrastar los beneficios que puede aportar la nueva propuesta. En la investigación que se presenta a una central de cogeneración en operación con capacidad eléctrica instalada de 24 MW y demanda de calor a proceso de 190 MW, se realiza un estudio a partir del Segundo Principio de la Termodinámica. Se efectuó la evaluación exergética de cada componente de la central y de forma similar se evaluó el esquema de cogeneración modificado. Los resultados del estudio muestran que las pérdidas exergéticas y las irreversibilidades difieren de un subsistema a otro. De forma general, la destrucción total de exergía representó el 70,7% de la exergía primaria del combustible. El subsistema generador de vapor tuvo la mayor contribución en las irreversibilidades de la planta con un 54%. Se determinó que el aumento de los parámetros del vapor contribuye a disminuir la destrucción de exergía y aumentar la eficiencia exergética de la instalación. La supresión del sistema de reducción y la incorporación de una turbina de extracción-condensación producen el mismo efecto y coadyuva a reducir el consumo eléctrico de la red nacional.