Estudio exergoambiental de una central térmica con un mejoramiento del sistema de enfriamiento del aire de admisión aprovechando los gases de salida de la turbina

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dc.contributor.advisorDíaz González, Carlos Aliriospa
dc.contributor.authorGómez Garnica, Saray Gisellaspa
dc.contributor.authorHernández Barajas, Johana Marcelaspa
dc.contributor.cvlacDíaz González, Carlos Alirio [0000785806]*
dc.contributor.googlescholarDíaz González, Carlos Alirio [nqw4a5gAAAAJ&hl=es&authuser=1]
dc.contributor.researchgateDíaz González, Carlos Alirio [Carlos-Diaz-6]
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESspa
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigaciones Clínicasspa
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.coverage.spatialMagdalena (Colombia)spa
dc.coverage.temporal2019spa
dc.date.accessioned2020-08-03T17:55:03Z
dc.date.available2020-08-03T17:55:03Z
dc.date.issued2019
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.description.abstractEn este proyecto se propone realizar el estudio exergo ambiental una central térmica ubicada en el Magdalena Medio, la cual funciona en un ciclo simple con un sistema de enfriamiento evaporativo convencional que no mejora el desempeño de la turbina a condiciones de alta temperatura donde está ubicada. Para aprovechar los gases de escape de la turbina que aún tienen gran potencial energético se plantea la implementación de un chiller de absorción el cual hará que el agua de trabajo en el enfriamiento evaporativo tenga una menor temperatura para retirar mayor calor del aire de entrada y así obtener un mejor desempeño. Se plantea la simulación de cuatro casos, los dos mencionados anteriormente y otros dos a condiciones ISO y zona de ubicación, utilizando la herramienta computacional Aspen Hysys. Con los resultados obtenidos se realiza el estudio de impactos ambientales relacionados al desempeño de la planta con la operación del chiller de absorción, posteriormente se lleva a cabo una comparación de dichos impactos teniendo en cuenta las configuraciones mencionadasspa
dc.description.abstractenglishIn this project it is proposed to carry out the environmental exerge study to a thermal power plant located in Colombian Magdalena Medio, which operates in a simple cycle with a conventional evaporative cooling system that does not improve the performance of the turbine at high temperature conditions where it is located. To take advantage of the turbine exhaust gasses that still have great energy potential, the implementation of an absorption chiller is proposed, which will make the working water in the evaporative cooling have a lower temperature to remove more heat from the inlet air and thus get a better performance. Four simulation cases are proposed, the two former mentioned before and another two to ISO conditions and location area, using the AspenHysys computational tool. With the results obtained in the simulation, the study of environmental impacts related to the performance of the plant with the operation of the absorption chiller, subsequently a comparison of mentiones impacts is carried out taking into account the mentioned configurationseng
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa
dc.description.tableofcontents1. MARCO REFERENCIAL 6 1.1. TURBINA DE GAS 6 1.1.1. Ciclo Brayton (ideal y real) 6 1.1.2. Partes principales de una turbina de gas 8 1.1.2.1. Admisión de aire 9 1.1.2.2. Compresor de aire 9 1.1.2.3. Cámara de combustión 9 1.1.2.4. Turbina de expansión 9 1.1.3. Refrigeración en el aire de admisión de las turbinas de gas 10 1.1.3.1. Influencia de la temperatura de admisión sobre el gasto másico del compresor 10 1.1.3.2. Influencia de la temperatura de admisión sobre el trabajo específico 10 1.1.3.3. Influencia de la temperatura de admisión sobre la temperatura de escape de la turbina. 10 1.2. ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO 10 1.3. MÁQUINA DE ABSORCIÓN DE SIMPLE EFECTO 11 1.3.1. Funcionamiento y componente de una máquina de absorción de ciclo simple 12 1.4. CONTEXTO AMBIENTAL 12 1.4.1. Contaminantes producidos por las centrales térmicas a base de las turbinas de gas 13 1.4.2. Efectos en la salud 13 1.5. ASPEN HYSYS 14 1.6. MÉTODO RECIPE 2016 14 1.7. ANÁLISIS EXERGOAMBIENTAL 14 2. OBJETIVOS 15 2.1. OBJETIVO GENERAL 15 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 15 3. METODOLOGÍA 16 3.1. FASE 1: ESTABLECIMIENTO DE LA CONDICIÓN ACTUAL DE LA CENTRAL TÉRMICA 16 3.2. FASE 2: REALIZACIÓN DEL ANÁLISIS EXERGÉTICO PARA LOS CASOS PLANTEADOS 17 3.3. FASE 3: REALIZACIÓN DEL ANÁLISIS AMBIENTAL PARA LOS CASOS PLANTEADOS 17 3.4. FASE 4: COMPARACIÓN DE INDICADORES EXERGOAMBIENTALES PARA LOS CASOS PLANTEADOS 17 4. DESARROLLO 18 4.1. SIMULACIÓN EN HYSYS DEL CASO EN CONDICIONES ISO Y ZONA CÁLIDA 19 4.1.1. Condiciones ISO 19 4.1.2. Condiciones zona cálida 22 4.2. SIMULACIÓN EN HYSYS DE LOS CASOS SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ACTUAL Y EL PROPUESTO PARA MODIFICAR 24 4.2.1. Sistema de enfriamiento actual (Cooler) 24 4.2.2. Sistema de enfriamiento modificado (Chiller de absorción) 26 4.2.3. Análisis exergético para cada caso (ISO, zona cálida, sistema de enfriamiento actual y modificado) 29 4.2.3.1. Cálculo de entalpias y entropías 30 4.2.3.2. Análisis exergético 30 4.3. SIMULACIÓN EN SIMAPRO DE LOS CASOS (ISO, ZONA CÁLIDA, SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ACTUAL Y MODIFICADO) 34 4.3.1. Simulación del funcionamiento de la turbina de gas en SimaPro 34 4.3.2. Simulación del funcionamiento del chiller de absorción acoplado a la turbina de gas en SimaPro 37 4.3.3. Análisis ambiental para cada caso (ISO, zona cálida, sistema de enfriamiento actual y modificado) 39 4.4. ANÁLISIS EXERGOAMBIENTAL DE LOS CASOS (ISO, ZONA CÁLIDA, SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ACTUAL Y MODIFICADO) 39 5. RESULTADOS 43 5.1. SIMULACIÓN HYSYS PARA LOS CASOS PLANTEADOS 43 5.2. ANÁLISIS EXERGÉTICO PARA LOS CASOS PLANTEADOS 46 5.3. ANÁLISIS AMBIENTAL PARA LOS CASOS PLANTEADOS 51 5.4. ANÁLISIS EXERGOAMBIENTAL PARA LOS CASOS PLANTEADOS 52 6. CONCLUSIONES 58 7. RECOMENDACIONES 60 8. BIBLIOGRAFIA 61spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7142
dc.language.isospaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
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dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
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dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
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dc.subject.proposalIngeniería en energíaspa
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dc.titleEstudio exergoambiental de una central térmica con un mejoramiento del sistema de enfriamiento del aire de admisión aprovechando los gases de salida de la turbinaspa
dc.title.translatedEnvironmental exergue study of a thermal power plant with an improvement of the intake air cooling system taking advantage of the turbine exhaust gaseseng
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