Tabla de contenido

ndice de Figuras Figura 1: Ciclo trmico simplificado de una central trmica.........................................3 Figura 2 : Ciclo Rankine.........................................................................................4 Figura 3: esquema simplificado del ciclo Rankine.......................................................5 Figura 4: Trabajo adicional en un ciclo Rankine con sobrecalentamiento........................5 Figura 5: Ciclo de Hirn...........................................................................................6 Figura 6 : a) Esquema simplificado ciclo Rankine con dos sobrecalentamientos ; b) Diagrama T-S ......................................................................................................6 Figura 7: Molino pulverizador de carbn Mitsubishi.....................................................7 Figura 8 : Caldera Mitsubishi y edificio soportante. (Mitsubishi Power Systems).............8 Figura 9: a) Pared de tubos vertical ; b) Pared de tubos vertical ; (Mitsubishi Power Systems).............................................................................................................8 Figura 10 : Turbina de una central trmica (Mitsubishi Power Systems)........................9 Figura 11 Esquema de sistema de enfriamiento con ciclo abierto (OTC) .....................11 Figura 12: Sistema de succin mediante sifn (Proyectado para Centrales Cruz Grande y Barrancones)......................................................................................................13 Figura 13: Sistema de succin mediante tneles (Proyectado para Central Termoelctrica Farellones).........................................................................................................13 Figura 14: Sistema de retencin de slidos y pozo de bombas...................................14 Figura 15: Esquema de funcionamiento del condensador...........................................15 Figura 16: Ingreso y salida del agua de enfriamiento en el condensador......................15 Figura 17: Pozo de sello o cmara de carga.............................................................16

Figura 18 : Emisario submarino, tramo inicial..........................................................17 Figura 19: Emisario submarino, descarga sin difusor................................................17 Figura 20: Emisario montado en estructura sobre nivel del mar (Proyectado Central Trmica Cruz Grande) .........................................................................................18 Figura 21: Sistema de evacuacin mediante tneles (Proyectado Central Trmica Farellones).........................................................................................................18 Figura 22: Descarga en canal abierto de central trmica (tecnologa similar a la proyectada en Barrancones)..................................................................................19 Figura 23: Sistema de enfriamiento hmedo en recirculacin.....................................20 Figura 24: a) Flujo Cruzado, b) Contraflujo; ambos en torres de tiro forzado ..............21 Figura 25 : Torre de enfriamiento de tiro natural......................................................21 Figura 26: Esquema de sistema directo de enfriamiento seco ....................................22 Figura 27: Sistema de enfriamiento seco................................................................23 Figura 28 : Sistema indirecto de enfriamiento seco..................................................24

1. Descripcin del proceso de generacin de electricidad de centrales trmicas

Las centrales trmicas, tienen diversas formas de generar el vapor requerido para el proceso, ya sea para generar energa elctrica o cogeneracin de vapor. Los combustibles usados para este efecto pueden ser combustibles fsiles, gas natural o energa nuclear. Este estudio slo se referir a centrales de ciclo convencional, dejando de lado las centrales que funcionen con nuclear y las centrales de ciclo combinado. Los componentes bsicos de una central trmica de generacin de energa elctrica son: Caldera Turbina Bomba de alimentacin de agua Condensador Generador Sistema de enfriamiento

Figura 1: Ciclo trmico simplificado de una central trmica

1.1. Anlisis del ciclo termodinmicoLas centrales termoelctricas, se basan en el ciclo Rankine, mostrado en la Figura 2 y es ilustrado en forma esquemtica en la Figura 3. El ciclo ideal comprende los procesos desde el estado 1:

12

: El lquido saturado, que viene desde el condensador, es bombeado en

forma isentrpica (S1 = S2), hasta el interior de la caldera (punto 2) 2 3 : El lquido al interior de la caldera es calentado a presin constante hasta el punto 3 (vapor saturado). 3 4 : El vapor es expandido en la turbina en forma isentrpica (S3 = S4), hasta el punto 4, donde pasa al condensador como vapor hmedo. En las centrales termoelctricas, la turbina provee de movimiento al generador. 4 1 : En el condensador se produce la transferencia de calor a temperatura constante, retornando al punto 1, como lquido saturado. Cuando se dispone de un depsito trmico a baja temperatura como por ejemplo un lago un ro o el ocano, sta fuente fra es usada para realizar la condensacin del fluido de trabajo.

Figura 2 : Ciclo Rankine

Figura 3: esquema simplificado del ciclo Rankine

Si los cambios en la energa cintica y potencial son despreciados, el calor total aportado en el ciclo, puede ser representado por el rea sombreada del diagrama T-S de la Figura 2, mientras que el trabajo realizado por el ciclo, se representa por el rea achurada dentro del rea sombreada. La eficiencia trmica del ciclo () est definida como el trabajo neto (Wnet) sobre el calor generado en el ciclo (QH)

=

Wnet h3 h4 = QH h3 h2

La eficiencia del ciclo Rankine, puede ser aumentada, usando variaciones del ciclo bsico. Una de estas variaciones es recalentar el vapor en la caldera. El trabajo adicional hecho por el ciclo est representado por el rea achurada en la Figura 4

Figura 4: Trabajo adicional en un ciclo Rankine con sobrecalentamiento

Otra forma de aumentar la eficiencia de el ciclo, consiste en aumentar la presin en la caldera, sin embargo este efecto da lugar a un exceso de humedad en el vapor que sale

de la turbina, lo cual genera un problema el los alabes de la turbina. Para dar solucin a este problema y a su vez aumentar la eficiencia de la caldera, se sobrecalienta el vapor, aumentando su temperatura a presin constante. Este ciclo de Rankine con sobrecalentamiento tambin se conoce con el nombre de ciclo Hirn (Figura 5).

Figura 5: Ciclo de Hirn

De igual manera si en el ciclo de Hirn, se eleva la presin en la caldera, se puede ver que mientras nos acercamos a la presin crtica del agua, a la salida de la turbina, vamos a tener una mayor presencia de humedad. Sin embargo la forma ms simple de obviar este problema es introducir ms de un sobrecalentamiento. En las centrales trmicas, usualmente se utilizan dos y hasta tres sobrecalentamientos.

a)

b)

Figura 6 : a) Esquema simplificado ciclo Rankine con dos sobrecalentamientos ; b) Diagrama T-S

La Figura 6-a muestra un esquema simplificado del ciclo trmico de una central de generacin de energa elctrica. Una central termoelctrica clsica o convencional posee, dentro del propio recinto de la planta, sistemas de almacenamiento del combustible que utiliza (patio de acopio de

carbn) adems dispone de reas donde deposita la ceniza producida en la combustin del carbn. En una central termoelctrica que opera con carbn, ste es pulverizado para enviarlo a la caldera mediante un chorro de aire precalentado para facilitar su combustin. La reduccin de tamao del carbn se realiza molinos pulverizadores como el mostrado en la Figura 7

Figura 7: Molino pulverizador de carbn Mitsubishi

Una vez en la caldera (Figura 8), los quemadores provocan la combustin del carbn, generando energa calorfica, al que a su vez en vapor a alta temperatura, el agua que circula por una extensa red de tubos (caldera acuotubular), que tapizan las paredes de la caldera (Figura 8).

Figura 8 : Caldera Mitsubishi y edificio soportante. (Mitsubishi Power Systems)

a)

b)

Figura 9: a) Pared de tubos vertical ; b) Pared de tubos vertical ; (Mitsubishi Power Systems)

Luego el vapor a alta presin entra en la turbina de la central (Figura 10), la cual consta de tres cuerpos: de alta, media y baja presin, los que se encuentran unidos por un mismo eje.

Figura 10 : Turbina de una central trmica (Mitsubishi Power Systems)

El objetivo de esta triple disposicin es aprovechar al mximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presin progresivamente, por lo cual los labes de la turbina se hacen de mayor tamao cuando se pasa de un cuerpo a otro de la misma. El vapor, antes de su ingreso a la turbina es deshumidificado. El vapor de agua a presin, por lo tanto, hace girar los labes de la turbina generando energa mecnica. A su vez, el eje de la turbina hace girar al mismo tiempo un alternador, produciendo energa elctrica con un alto amperaje. Para transportar la energa de forma econmica se debe elevar el voltaje para lo cual se usa una subestacin El vapor, luego de su paso por la turbina, es enviado a la unidad condensadora donde es enfriado y convertido de nuevamente en agua, la que es conducida otra vez a la caldera, con lo cual el ciclo vuelve a comenzar.

2. Descripcin del sistema de enfriamiento de la central trmica El sistema de enfriamiento de una central trmica tiene como objetivo la recuperacin de vapor retornarlo a la caldera (en estado de lquido saturado), de manera de reiniciar el ciclo nuevamente. Para efectuar este cambio de fase, es necesario extraer el calor latente del vapor el cual debe ser transferido al medio ambiente a travs del agua de refrigeracin. Para realizar esta operacin, las centrales trmicas que operan con ciclo de vapor, existen tres tecnologas. a. Refrigeracin con agua en circuito abierto o como su nombre en ingles oncethrough cooling system (OTCS) b. Refrigeracin en recirculacin a travs de torres de enfriamiento o cooling towers. c. Refrigeracin seca (a travs de aire). En este captulo se har una descripcin de estas tecnologas, para luego realizar una comparacin de ellas en centrales trmicas instaladas en el borde costero. 2.1. Sistema de refrigeracin en circuito abierto u once-through cooling

(OTC)

Esta tecnologa es ampliamente utilizada cuando se posee agua fra en abundancia, como es el caso de zonas costeras, ros o lagos. En este sistema el agua es tomada desde el cuerpo de agua, normalmente a travs de tuberas, tneles o canales y es conducida hacia un tratamiento primario que se realiza a presin atmosfrica que tiene como objetivo retener objetos que vienen en el agua. Una vez tratada el agua, es enviada hacia un pozo de bombeo donde es enviada hacia el condensador que produce el intercambio de calor del vapor al agua de refrigeracin Figura 11. En este proceso se produce un incremento en la temperatura del agua que vara entre los 6C a 10 C. Despus de su paso por el condensador el agua es evacuada hacia el cuerpo de agua natural.

Se destaca el hecho que durante el proceso de refrigeracin no se produce consumo de agua, siendo descargado el mismo caudal que ingresa, sin embargo, la tasa de evaporacin es levemente ms alta en la vecindad de la pluma de descarga. Para los sistemas de refrigeracin se utilizan alrededor de 115 a 170 m3/hr por cada MW de potencia de la central, lo cual vara dependiendo de la temperatura del agua al ingreso del condensador. Este sistema tiene las ventajas de ser ms eficiente que las otras alternativas, bajo consumo de agua y un bajo costo de instalacin y operacin. Sin embargo presenta las siguientes desventajas: Pluma trmica en la descarga, arrastre e impacto (contra los sistemas filtrado) de organismos que habitan en el cuerpo de agua, y una alta tasa de retiro o caudal succionado.

Figura 11 Esquema de sistema de enfriamiento con ciclo abierto (OTC)

Como se menciono anteriormente, el principal impacto asociado a este tipo de sistema de enfriamiento es el arrastre e impacto de organismos del medio ambiente y la pluma trmica de descarga. El arrastre (entrainment), est asociado principalmente a huevos y larvas de peces y crustceos que habitan en el medio que son arrastrados por la corriente del flujo de agua de refrigeracin a la central a travs de los sistemas de filtrado. El impacto (impingement), se asocia a las especies adultas peces y/o crustceos que son arrastrados por las estructuras de aduccin y que finalmente chocan contra las barreras de filtrado o son retirados por los sistemas de limpieza de estos ltimos.

2.1.1.Componentes de los elementos del sistema de refrigeracin de circuito abierto. El sistema de refrigeracin se compone bsicamente de los siguientes

componentes 2.1.1.1. Estructura de succin: Esta estructura tiene como objetivo conducir el agua de refrigeracin hacia el sistema de enfriamiento de la central. Existen tres tipos de estructuras de succin que son las siguientes: 2.1.1.1.1. Succin mediante tuberas:

Este sistema se utiliza para captar agua desde puntos distantes de la central o bien para tomar a una mayor profundidad como es el caso de las aducciones costeras. Los sistemas de tuberas pueden ser submarinos o sobre el nivel del agua a travs del uso de sifones (Figura 12). Este ltimo mtodo es el ms empleado en las aducciones costeras para sistemas de enfriamiento de centrales trmicas en Chile. La cantidad tuberas y su dimetro dependern del caudal requerido para el sistema de enfriamiento. En tanto que la longitud de las tuberas est en funcin de la distancia desde el punto de succin hacia la central y de la profundidad a la cual se tomara el agua de refrigeracin.

Figura 12: Sistema de succin mediante sifn (Proyectado para Centrales Cruz Grande y Barrancones)

2.1.1.1.2.

Succin mediante tneles:

Este sistema es una variante del anterior cuando se requiere tomar agua desde el borde costero y conducirla hacia el sistema de enfriamiento (Figura 13). El mtodo tneles no es utilizado mayormente en Chile, ya que requiere de terreno de rocoso en la zona costera y la mayora de los proyectos realizados en la actualidad han sido construidos en zonas con terreno de playa.

Figura 13: Sistema de succin mediante tneles (Proyectado para Central Termoelctrica Farellones)

2.1.1.1.3.

Succin mediante canales abiertos

Este tipo de sistema de succin de agua de refrigeracin se utiliza cuando existen cuerpos de agua sin corrientes importantes. Los canales comunican el cuerpo de agua directamente con los sistemas de retencin de slidos. Estos canales son recomendados para ros, lagunas o sectores costeros protegidos.

2.1.1.2.

Sistema de retencin de slidos y pozo de bombeo

Los sistemas de retencin son utilizados para evitar el paso de elementos extraos hacia el pozo de succin de las bombas del sistema de refrigeracin. Normalmente este sistema est compuesto por jugos de rejillas verticales, las que pueden ser mviles o fijas (Figura 14).

Figura 14: Sistema de retencin de slidos y pozo de bombas

Las rejillas tanto fijas como mviles, recogen los elementos retenidos y los arrastran hacia la superficie donde son retirados en forma mecnica o bien por mtodos de retrolavado a alta presin.

2.1.1.3. Condensador El condensador es el receptor del calor latente liberado en el cambio de fase de vapor a lquido saturado del agua de proceso. El calor liberado es transferido al agua de enfriamiento y esta a su vez lo traspasa al ambiente. Los condensadores por lo general son del tipo carcasa-tubo donde el agua de refrigeracin circula dentro de los tubos y el vapor circula fuera de los tubos dentro de la carcasa cambiando su estado a lquido saturado de retorno a la caldera (Figura 15).

Figura 15: Esquema de funcionamiento del condensador

Otra funcin del condensador es mejorar la eficiencia del ciclo, esto se logra al permitir que el vapor se expanda a travs de la turbina hasta la mnima presin y temperatura posible. Lo anterior se logra con la ubicacin del condensador por debajo de la turbina y el cambio de presin que provoca el cambio de volumen al condensar el vapor. Ambas condiciones generan un aumento por unidad de masa de vapor entregado a la turbina. de la cada de presin del vapor entre la entrada y la salida de la turbina, que genera ms trabajo

Figura 16: Ingreso y salida del agua de enfriamiento en el condensador

2.1.1.4. Pozo de sello o cmara de carga Es el depsito o estanque donde es conducida el agua de refrigeracin luego de su paso por el condensador (Figura 17). Este depsito entrega la carga hidrulica para evacuar el agua de enfriamiento en forma gravitacional. Normalmente este depsito es un estanque de hormign armado el cual se conecta con el sistema de

evacuacin de efluentes que puede ser un emisario, un canal abierto o bien un sistema de tneles.

Figura 17: Pozo de sello o cmara de carga

2.1.1.5.

Sistema de evacuacin de efluentes

El sistema de evacuacin de efluentes, es la parte final del sistema, donde es retornada el agua de enfriamiento al medio ambiente. Al igual que en el caso de la succin, existen varios mtodos para evacuar los efluentes y la seleccin depender de los siguientes factores a considerar. Caudal del sistema de enfriamiento Ubicacin de la central respecto del cuerpo de agua Condiciones oceanogrficas del sector Temperatura del cuerpo de agua receptor Impacto de la descarga sobre organismos marinos Dispersin de la pluma trmica Batometra del sector.

Haciendo un anlisis de cada uno de los factores antes mencionados y cruzando esta informacin debe generar el diseo del sistema 2.1.1.5.1. Evacuacin mediante tubera emisario submarino

Este mtodo es uno de los ms utilizados y comunes para evacuacin de efluentes no solo de centrales trmicas (Figura 18). Este sistema consiste en una o ms tuberas tendidas en el fondo marino hasta una profundidad que est determinada por los estudios de dispersin de la pluma trmica. En la parte final de la tubera puede ser instalado un difusor que es una tubera que tiene varias salidas de dimetro menor de manera ayudar a la dispersin. Normalmente este emisario se tiende de manera submarina de modo de no afectar la navegacin del sector que atraviesa su trazado. Sin embargo al igual en que en el caso de la succin, el emisario puede ser instalado sobre una estructura y sumergirse en el punto de descarga.

Figura 18 : Emisario submarino, tramo inicial

Figura 19: Emisario submarino, descarga sin difusor

Figura 20: Emisario montado en estructura sobre nivel del mar (Proyectado Central Trmica Cruz Grande)

2.1.1.5.2.

Evacuacin mediante tneles

Los tneles de evacuacin, al igual que en la succin, son realizados cuando se tiene condiciones de terreno rocosas. Este sistema evacua en la lnea costera y la profundidad de la descarga depender de la modelacin de dispersin de la pluma trmica.

Figura 21: Sistema de evacuacin mediante tneles (Proyectado Central Trmica Farellones)

2.1.1.5.3.

Sistema de evacuacin mediante canal abierto

Este sistema de descarga evacua el agua de refrigeracin mediante un canal abierto y efecta la descarga en forma superficial en el cuerpo de agua (Figura

22). Este mtodo de descarga se encuentra altamente influenciado por el oleaje lo que determina finalmente el comportamiento de la pluma trmica. Este tipo de descarga resulta ser muy econmica debido a que no requiere obras submarinas, las cuales resultan costosas para los caudales manejados. Es evidente que al tener el agua superficial una mayor temperatura que el agua de profundidad, la dilucin se ver afectada negativamente.

Figura 22: Descarga en canal abierto de central trmica (tecnologa similar a la proyectada en Barrancones)

2.2.

Sistema de enfriamiento hmedo en recirculacin (recirculating wet

cooling RWC) Este sistema funciona de la misma forma que el sistema abierto al interior del condensador, vale decir el intercambio de calor del vapor se hace a travs de agua de refrigeracin. La diferencia radica en que en el sistema de recirculacin el agua no es retornada al medio sino que se enfra en torres de enfriamiento de evaporacin y se recircula al condensador.

Figura 23: Sistema de enfriamiento hmedo en recirculacin

En las torres la refrigeracin se logra a travs de la evaporacin de una

fraccin del

agua de recirculacin esto es del orden de 1 a 2%. Por lo anterior el sistema debe ser llenado con agua en la cantidad suficiente para suplir la perdida por evaporacin y purgas del sistema. El aporte de agua al sistema vara entre 2,3 a 3.4 m3/hr por MW. El agua de aporte puede provenir de distintas fuentes dentro de las que se cuenta el agua de mar. Existen dos tipos de RWC, de tiro natural y de tiro forzado. En las de tiro natural, el aire fluye a travs de la torre debido a las diferencias de densidad en un efecto chimenea, lo cual requiere de torres ms esbeltas (80 m a 200 m de altura) y por lo tanto de mayor costo de inversin. Las torres de tiro forzado poseen un ventilador en su parte superior que obliga a circular el aire hacia el interior de la torre. Dependiendo de cmo circula el aire las torres de enfriamiento, estas se clasifican en torres de flujo cruzado y torres de contra flujo (Figura 24). El proceso de enfriamiento se produce de la siguiente manera: el agua caliente se introduce en la parte superior de la torre y fluye hacia abajo a travs de un entramado llamado relleno donde se entra en contacto ntimo con el aire ambiente que fluye a travs u opuestamente a la direccin de la corriente descendente del agua. El calor latente y sensible del aire enfra el agua, la cual despus se recoge en un colector ubicado en la parte inferior de la torre y luego es bombeada de regreso al condensador. El aire que sale de la torre es calentado y humedecido en una pluma esencialmente saturada.

a

b

Figura 24: a) Flujo Cruzado, b) Contraflujo; ambos en torres de tiro forzado

Las ventajas de este sistema son; reduce la tasa de retiro o caudal de succin del cuerpo de agua y reduce el efecto de arrastre e impacto. Las desventajas del sistema son; disminuye la eficiencia de la planta, aumenta el costo de inversin, aumenta el consumo de agua por efecto de la evaporacin, se tiene una pluma visible y a la deriva, aumentan las emisiones atmosfricas de material PM-10, se requiere una planta de tratamiento de efluentes.

Figura 25 : Torre de enfriamiento de tiro natural

Este sistema es aplicado tanto en agua dulce como en agua de salada. Para este ltimo caso se deben tener en consideracin los materiales constructivos para proteger la estructura de la corrosin del ambiente marino. 2.3. Sistema de enfriamiento seco (Dry cooling)

Los sistemas secos estn divididos en directos e indirectos. Los sistemas directos el vapor de la turbina es entregado directamente a un condensador enfriado por aire (Air-cooled condenser ACC), El traspaso de calor a la atmsfera ocurre en un solo paso. El vapor es condensado en el interior de tubos aletados que se disponen en un marco con forma de A donde son enfriados por el aire soplado a travs de las superficies aletadas. Al igual que el sistema hmedo, la torre de enfriamiento seca puede ser de tiro natural o de tiro forzado.

Figura 26: Esquema de sistema directo de enfriamiento seco

Figura 27: Sistema de enfriamiento seco

Los sistemas indirectos tienen un condensador separado. El condensador puede ser cualquiera al condensador superficial del tipo convencional del shell-and-tube (caracasatubo) o un condensador baromtrico supuesto, en los cuales el vapor est condensado directamente en un spray de agua de enfriamiento. En cualquier caso, el agua contra la cual se condensa el vapor entonces se circula a intercambiador de calor refrigerado por aire para traspasar el calor a la atmsfera. Los sistemas que incorporan un condensador baromtrico se utilizan generalmente conjuntamente con una torre de tiro natural. Aun cuando estos sistemas no requieren de agua en forma normal, en algunos das calurosos este sistema debe incorporar agua para ayudar al proceso de refrigeracin debido a la temperatura del aire, sin embargo esto es una muy modesta cantidad. Las ventajas de este sistema son; menos consumo de agua y no existen perdidas por arrastre o impacto. Las desventajas del sistema son; altos costos de inversin y operacin, se castiga la eficiencia de la planta, limitaciones de carga en das calurosos, espacio y se ven aumentadas las posibilidades de falla en una unidad.

Figura 28 : Sistema indirecto de enfriamiento seco

Comparacin de los sistemas de enfriamiento SistemaSistema de enfriamiento circuito abierto

Ventajas Alta eficiencia Menor costo de inversin Menor costo de operacin

Desventajas Alta tasa de succin de agua de refrigeracin Pluma trmica en la descarga Impacto ambiental en la succin por arrastre y golpes de organismos acuticos. Disminuye la eficiencia de la planta Aumenta el costo de inversin y operacin Existe una pluma atmosfrica visible Aumentan las emisiones atmosfricas (PM-10) Se requiere una planta de tratamiento de efluentes Impacto visual por altura de la torre (torre de tiro natural) Emisiones de ruido (Torres

Torre de enfriamiento hmedas de tiro natural y tiro forzado

Menor tasa de succin de

agua de mar Menor impacto de pluma trmica Menor impacto en la succin por arrastre y golpes de organismos acuticos

de tiro forzado) Sistema directo e indirecto de enfriamiento seco No requiere consumo de agua (salvo para sistemas secundarios) No existe impacto por arrastre y golpes de organismos acuticos Disminuye la eficiencia ms que en las torres de enfriamiento. Altos costos de operacin por energa requerida por los ventiladores. Emisiones de ruido. Tienen una capacidad de disipacin de calor limitada y esta depende de la temperatura del aire ambiente.

A continuacin a modo de referencia se presentara una tabla comparativa de los distintos tipos de sistemas de refrigeracin con respecto a una torre de enfriamiento de tiro forzado. Esta tabla comparativa ha sido extrada del documento Reference Document on the application of Best Available Techniques to Industrial Cooling Systems correspondiente a la Directiva IPPC (Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin), de la Comunidad Europea Tipo de sistema de refrigeracinAproximacin K (Aire Seco 11C/aire hmedo 9C) Presin nominal de condensacin (mBar) Potencia Trmica (MWth)1 Diferencial de potencia elctrica entregada (MWe)2 Potencia de

Sistema abierto de enfriamiento/

Torre enfriamiento hmeda con tiro natural8

Torre enfriamiento hmeda con tiro forzado8

Condensador enfriado por aire29

34

44

44

74

290

290

290

290

+0.6

0

0

-1.8

1.9

1.95

3

5.8

ventilador y bomba (MW) Diferencia global en costo de potencia elctrica (MEuro)3 Diferencia de costo en consumo de agua (MEuro) Diferencia en costo del sistema de enfriamiento (MEuros) Valor del sistema de enfriamiento Balance global de costos (MEuros)1 2

-4.7

-2.9

0

12.6

-8.9

-8.9

0

0

-3.0

1.9

0

8.9

0.82

1.11

1

1.54

-16.5

-1.0

0

12.6

Mega Watt de energa trmica Mega Watt de energa elctrica 3 Millones de EurosLa tabla comparativa anterior est hecha para un ciclo de 20 aos con una tasa del 8%, para una central trmica de 290 MW de potencia trmica. (Fase vapor del ciclo combinado). El patrn de comparacin es la torre de enfriamiento de tiro forzado Como conclusin de los datos entregados se desprende que econmicamente el sistema de enfriamiento de ciclo abierto es ms eficiente que los otros sistemas y eso se ve reflejado en el diferencial de energa elctrica entregado el cual es 0.6 veces mayor que las torres de enfriamiento. Esto se debe principalmente a la menor presin lograda en la condensacin. Por otro lado el sistema de refrigeracin de circuito abierto presenta una menor costo de operacin (3 veces menos que patrn de comparacin) y de inversin (un 82% del costo del patrn de comparacin).

Finalmente en el balance global se ve claramente que el sistema de enfriamiento de circuito abierto es ms rentable que las otras alternativas.