Modelado y Análisis de un Ciclo Rankine Orgánico destinado a la Producción de Energía Eléctrica en un Proceso Industrial

SANGOI, E.; CLEMENTI, L.A.; VEGA, J.R.

CABA

Congreso; Congreso Argentino y Latinoamericano de Ingeniería 2021 (V CADI, III CLADI, XI CAEDI 2021); 2021

Los ciclos Rankine orgánicos constituyen actualmente una de las tecnologías más usadas para el aprovechamiento de calores con limitada capacidad térmica y con temperaturas bajas o medias. Estos ciclos pueden emplearse con fuentes térmicas de diversa naturaleza, tienen rendimientos relativamente altos, son sencillos, poseen mantenimiento y costo operativo reducidos, pueden controlarse en forma automática y son ideales para aplicaciones en generación distribuida y cogeneración. En este trabajo se describe un modelo numérico simplificado que permite simular el funcionamiento estacionario de un generador eléctrico basado en estos ciclos termodinámicos, subcrítico y transcrítico, con o sin recuperador de calor, lo cual abarca a la gran mayoría de las aplicaciones. Este tipo de modelos permite valorar la potencialidad de diversas fuentes térmicas (en el ámbito industrial o en otros) y también posibilita el estudio de aspectos inherentes al diseño, control y optimización del ciclo termodinámico para alguna aplicación específica. Los modelos se simularon numéricamente. Se caracterizó el funcionamiento de los generadores y la influencia de las condiciones operativas del ciclo, el fluido de trabajo empleado y las características de la fuente caliente. Como casos de estudio se analizó primero un proceso industrial genérico, y luego una posible aplicación en una planta del complejo petroquímico Puerto General San Martín (Santa Fe, Argentina). Como resultado de tal aplicación, se muestra que utilizando parte de la energía actualmente liberada al medio a través de condensadores es posible obtener ~200 kW de potencia eléctrica para inyectar en la red de la planta.