Estrategias de Control para REDUCIR Emisiones de CO2 en Centrales Termoeléctricas.

Ing. Ygor Guilorte
InTech México  Automatización,
Edición  Abril –  Junio  2010. 


Empresas como Yokogawa aportan su tecnología y experiencia para lograrlo en Centrales importantes como Eraring en Australia, país con una de las mayores reservas con carbón de calidad en el mundo.


INTRODUCCIÓN

Proteger el ambiente se ha convertido en una preocupación en muchas industrias, incluyendo el sector de generación eléctrica. Muchas de las nuevas regulaciones están forzando negocios a reducir sus emisiones de C02 y otros gases con efecto invernadero para prevenir el calentamiento global.

La reducción de C02 es crucial en plantas termoeléctricas con combustión de carbón las cuales descargan muchas más grandes cantidades de gases a la atmósfera que otro tipo de centrales eléctricas que queman combustibles fósiles. Considerando las grandes reservas globales de carbón y su relativo bajo de generación, la tendencia actual está enfocada en mejorar el control ambiental sobre el ciclo de vida entero en este tipo de plantas para asegurar aire limpio en las generaciones por venir.

MEJORANDO LO EFICIENCIA EN CALDEROS

La combustión óptima y el soplado de hollín dentro de la caldera mejoran el intercambio de calor, reduce interrupciones y reduce el consumo de combustible. En una unidad de generación eléctrica, el proceso de conversión principal toma lugar en la caldera, donde se genera vapor sobrecalentado para impulsar una turbina.

La termodinámica dentro de la caldera es un proceso multivariable complejo, donde es posible lograr ambos objetivos: mejorar la eficiencia y reducir las emisiones. Para ello, un modelo de la caldera es actualizado constantemente basado en su estado de funcionamiento para usarlos en algoritmos de optimización apropiada para mejorar la tasa de calor y minimizar el consumo de combustible. El ahorro resultante de combustible se convierte en una reducción de emisiones equivalentes. El retorno económico se calcula por ambas iniciativas: la tasa de calor óptima y la reducción de emisiones.

Entre las aplicaciones de control avanzadas podemos mencionar las orientadas a mejoras a la tasa de calor; control de temperatura de vapor; implementar control coordinado; minimizar violaciones de opacidad; adaptación a varias propiedades del combustible; habilitar uso óptimo de la mezcla aire-combustible; optimizar el lazo cerrado de combustión; análisis rápido de “puntos calientes” dentro de la caldera; ejecutar control predictivo multivariable; y habilitar el soplado de hollín automático inteligente.

MEJORANDO LA EFICIENCIA EN LA TURBINA Y EL BALANCE DE PLANTA (BOP)

La eficiencia también puede ser mejorada tanto en Turbinas y BOP de forma importante. Para las turbinas, podemos minimizar las pérdidas tanto en la presión de retorno del condensador, como en la presión de vapor y temperatura.

En cuanto a BOP – más vulnerable a las variaciones del combustible – puede alcanzarse mediante estrategias de control coordinado más estrecho para optimizar la operación de la bomba de alimentación y minimizar el consumo de energía auxiliar. Entre las tecnologías y experiencias podemos indicar la reducción de las pérdidas de retorno al condensador; alimentación del calentador; presión alta / baja de vapor; temperatura por baja de vapor; consumo de energía auxiliar; optimizar la operación de la bomba de alimentación; así como la reducción de cortes forzados.

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