Sobre la generación de energía a partir de vapor saturado a baja presión: la elección del grupo generador

Este mensaje fue editado por última vez por gjn1970 el 22-2-2018 a las 14:35. Esta cantidad de energía pertenece a la categoría de calor residual a bajas temperaturas. En el uso de este tipo de calor residual, se debe dar prioridad al uso a largo plazo, es decir, cuando el calor a bajas temperaturas sustituye directamente a las fuentes de energía secundarias que se utilizaban anteriormente, como la precalentación del aire, la calefacción del agua desalinizada, la fuente de calor para los reboilers en las instalaciones industriales o la calefacción de los tanques de almacenamiento. En segundo lugar, se considera el uso durante parte del año, como para la calefacción. Finalmente, se considera el uso avanzado, como con bombas de calor, sistemas de refrigeración o generación de energía eléctrica. Si lo único que se puede generar es energía eléctrica, al elegir entre turbinas de vapor y motores de expansión por tornillo, es necesario tener en cuenta los siguientes puntos: 1. Dado que las superficies dentadas del motor de expansión por tornillo son resistentes al desgaste y a los impactos de partículas líquidas, además de contar con un espacio entre dichas superficies, el medio de trabajo puede ser vapor sobrecalentado, vapor saturado, una mezcla de vapor y líquido o líquido caliente. Y el medio de trabajo de la turbina puede ser únicamente vapor sobrecalentado o vapor saturado. 2. Los motores de expansión por tornillo no requieren que el medio de trabajo tenga propiedades muy elevadas. El movimiento relativo entre los tornillos y entre estos y la carcasa limita el crecimiento de la suciedad. La suciedad que no se puede eliminar sirve para reducir los espacios entre las piezas, lo cual a su vez disminuye las pérdidas por fugas y mejora la eficiencia del equipo. 3. En los motores de expansión por tornillo, la eficiencia interna prácticamente no cambia cuando hay grandes fluctuaciones en la presión del medio de trabajo. 4. Los motores de expansión por tornillo requieren que la temperatura del medio de trabajo sea baja; generalmente, debe mantenerse por debajo de 250 °C. Cuanto mayor sea la temperatura del medio de trabajo utilizado, mayor será el espacio que se debe dejar en cuenta durante la fabricación para compensar la expansión del tornillo. De este modo, la eficiencia de la unidad disminuye inevitablemente. 5. Los motores de expansión por tornillo requieren que la presión del medio de trabajo sea baja; generalmente, debe mantenerse por debajo de 1,5 MPa. Una presión excesiva del medio de trabajo causará un aumento de la diferencia de presión entre la entrada y la salida, lo que genera una gran fuerza radial sobre el tornillo, provocando deformaciones mecánicas no deseadas. Las máquinas de expansión por tornillo presentan dificultades cuando se utilizan medios de trabajo a altas temperaturas y presiones. Por ejemplo, al utilizar el agua de descarga proveniente de calderas que operan a temperaturas y presiones medias o superiores, es necesario reducir su temperatura y presión. 6. La presión de salida del motor de expansión por tornillo no puede diseñarse para un vacío alto, lo que provoca una baja eficiencia térmica del motor. Dado que el medio de trabajo que sale del sistema contiene una gran cantidad de calor, la eficiencia térmica de los motores de expansión por tornillo es al menos un 10% menor que la de las turbinas de vapor. En teoría, la relación entre los volúmenes del medio de trabajo en la salida e entrada del motor de expansión por tornillo debería ser aproximadamente igual a la relación de sus volúmenes internos. Además, el volumen interno de la máquina de tornillo generalmente no supera los 10. En resumen, la inversión en un grupo de expansión por tornillo es sin duda menor que la de una turbina. Dado que los parámetros son muy bajos, se recomienda utilizar un grupo de expansión por tornillo.

Las turbinas de vapor de condensación son eficientes y tienen un bajo índice de fallos; se recomienda su uso. 20 toneladas de vapor pueden generar 2 megavatios de electricidad, lo cual es bastante impresionante.