Proyecto de aplicación del ciclo SMR a la recuperación de una turbina de gas en un ciclo combinado

Abstract

El objeto de este proyecto de " Aplicación del ciclo SMR a la recuperación de una turbina de gas en un ciclo combinado" es demostrar la viabilidad y optimizar los rendimientos que proporciona una nueva tecnología, denominada SMR por motivos legales, frente a las tecnologías habituales de recuperación secundaria de la energía residual de los humos de salida de una turbina de gas en una planta de ciclo combinado. El nuevo proceso de recuperación de la energía de los humos de escape de la turbina se basa en la utilización de un fluido orgánico de los habitualmente usados en los procesos de transmisión de calor , en sustitución del agua. El ciclo secundario con fluido orgánico obtiene claras ganancias en rendimiento, frente al ciclo de recuperación con generación de vapor de agua. En ambos casos el vapor se expansiona en una turbina de gas que puede llegar a consituir el 40 o 50 % de la potencia total de la planta. En una aproximación grosera al mercado que puede tener esta tecnología se atisban dos nichos bien diferenciados: -Las turbinas de gas ya instaladas y que pueden dotarse con un ciclo secundario de recuperación de la energía de sus humos de escape. - Las centrales de ciclo combinado de nueva instalación que aplican la recuperación secundaria a turbinas de alta temperatura de salida de los gases de escape ( 593 =C) y de alta potencia ( aprox. 150 MW). Se han calculado en este proyecto, dos grupos diferentes de ciclos que se corresponden con cada uno de los dos mercados mencionados. La optimización se ha dirigido a conseguir un ciclo secundario con tecnologia SMR que proporcionase en el ciclo de absorción de calor en caldera el mismo o mayor rendimiento que el ciclo de vapor de agua equivalente. Además las caracteristicas del fluido orgánico de proceso (condensación del fluido a temperatura variable) hacen necesaria una recuperación de la energia residual del fluido a baja temperatura obteniéndose mediante un ciclo terciario de isobutano una potencia adicional que proporciona una nueva ganancia en rendimiento frente al ciclo de vapor de agua con respecto al que se está comparando. Efectivamente, en todos y cada uno de los casos comparados, los rendimientos del ciclo de recuperación SMR están entre un 6 % y un 12 % por encima de los rendimientos proporcionados por el ciclo secundario de recuperación con vapor de agua. Un estudio económico parametrizado asegura la bondad y rentabilidad de los ciclos SMR para unos supuestos de costes en los que se puede verificar que se permiten diferencias de coste entre un 10% y un 30% en la instalación del ciclo secundario de recuperación SMR frente al coste base de instalación del ciclo de recuperación convencional con vapor de agua. Esto implica que siempre que el coste de instalación del ciclo SMR no supere en más de un 10 % a un 30 % al coste de instalación del ciclo de vapor de agua convencional, la tecnología SMR es una opción absolutamente rentable frente a la tecnología convencional de vapor de agua. En un estudio mas profundo y detallado de costes se puede ver que estos incrementos de coste, debidos a una mayor complejidad en las calderas de recuperación y diversos aparatos auxiliares, nunca superan el 10 % por lo que es indiscutible la rentabilidad de esta nueva tecnología. El importe de este proyecto asciende a DOS MILLONES SETECIENTAS TREINTA Y CINCO MIL CIENTO TREINTA Y OCHO PESETAS (2,735.138 ).