Recuperación de energía hidráulica residual en sistema de enfriamiento de central eléctrica de ciclo combinado

Abstract

El mundo está avanzando hacia la consecución del Objetivo 7 de la ONU, que es garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna. Es por ello, que se busca incrementar la eficiencia energética en las centrales eléctricas, reduciendo la energía consumida por servicios y equipos auxiliares, como: bombas, motores y transformadores. En el proceso de generación de energía eléctrica, el sistema hidráulico de refrigeración es parte fundamental del ciclo Rankine, ya que su función es absorber el calor contenido en el vapor de agua a la salida de la turbina y convertirlo nuevamente a líquido. Este proceso se lleva a cabo en el condensador, donde el agua de mar es el refrigerante. Una vez que el agua sale del condensador, por la diferencia de alturas de la central eléctrica con respecto al nivel del mar, se dispone de una carga hidráulica que puede ser aprovechada por una turbina hidráulica. El propósito de este trabajo es recuperar la mayor parte de energía hidráulica disponible en el proceso enfriamiento y convertirla en energía eléctrica. Para ello, se presentan cuatro escenarios alternativos de recuperación de energía, dependiendo del tipo de máquina hidráulica y las cargas netas disponibles. Se analizaron las mejores alternativas de generación evitando influir en el proceso de generación de electricidad. Así como se realizaron las evaluaciones técnicas y económicas para cada una de las alternativas. Recuperar la mayor parte de la energía potencial disponible y aprovecharla para servicios auxiliares, representaría una disminución significativa en el consumo de gas natural o mayor energía eléctrica inyectada a la red, mayor eficiencia del ciclo combinado, reducción en los gastos operativos de los servicios auxiliares y una disminución en las emisiones de CO₂, lo que aportaría a la lucha contra el cambio climático. Dentro de los principales resultados, se tiene que técnica y económicamente es posible la recuperación de energía hidráulica residual en el sistema de enfriamiento, sin emitir emisiones de CO₂. El escenario técnicamente más favorable es el escenario “A”, colocando una turbina Kaplan en el pozo de descarga y conducir el agua por tubería desde el condensador, el cual se amortiza en aproximadamente seis años.