Sistema de mejora de eficiencia energética en plantas de producción de energía.

Sistema de mejora de eficiencia energética en plantas de producción de energía.

Sistema en una planta de producción de energía que comprende una turbina

(1), un aerocondesador (2), unos hornos y/o calderas de combustión (3), donde adicionalmente se dispone un conducto (4) que capta y aporta el aire caliente de la salida del aerocondensador (2) a la entrada del aire de combustión de los hornos y/o calderas (3), adicionalmente puede comprender unos medios de actuación y control asociados con el conducto (4) y antes de la entrada a las calderas (2), que consistirán en unas válvulas de persiana (10) accionadas por un actuador proporcional, y unos sensores de temperatura (11). Gracias al sistema descrito se consigue, debido a la energía térmica recuperada a través del aire de combustión, que el rendimiento global de la central térmica se vea claramente mejorado.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331262.

Solicitante: TIRME S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PONS BASCONES,Antonio, GARCÍA ANDRÉS,Daniel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > PLANTAS MOTRICES A VAPOR; ACUMULADORES DE VAPOR;... > Utilización del vapor o de los condensados provenientes,... > F01K17/06 (Recuperación en el ciclo de funcionamiento de la energía del vapor, bajo forma degradada, p. ej. utilización del vapor de escape para secar el combustible sólido utilizado en la planta motriz)
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Sistema de mejora de eficiencia energética en plantas de producción de energía.

Descripción:

SISTEMA DE MEJORA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE ENERGÍA

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención, tal y como el título establece, un sistema de mejora de eficiencia energética en plantas de producción de energía, particularmente en plantas de producción de energía mediante ciclos de agua-vapor.

Caracteriza a la presente invención el especial diseño y disposición de todos los elementos que forman parte del objeto de la invención de manera que se consigue un aprovechamiento del aire caliente que sale de la zona de enfriamiento del vapor, también denominada aerocondensador, siendo captado y conducido dicho aire caliente hasta la zona de combustión, lo que redunda en un aumento en el rendimiento energético de la planta.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de las plantas de producción de energía mediante ciclos de vapor, que disponen de aerocondensador como medio para el enfriamiento y condensación del vapor de escape de turbina y particularmente en aquellos aspectos que permiten una mejora del rendimiento energético final.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los ciclos termodinámicos de agua-vapor de producción de energía, necesitan un `foco frió donde se condense el vapor de escape de las turbinas. En los casos, en los que no se dispone de una fuente abundante de agua disponible, la condensación del vapor se realiza mediante aerocondensadores, donde el vapor se enfría y condensa mediante aire. Y como consecuencia de enfriar el vapor el aire que se ha utilizado en el aerocondensador se calienta.

Las plantas de producción de energía en las que es preciso realizar una condensación del vapor de escape de las turbinas mediante aerocondensador, presentan aspectos susceptibles de ser mejorados. Uno de ellos es la mejora del rendimiento energético global

Por lo tanto, es objeto de la presente invención desarrollar un sistema en una planta de producción de energía mediante ciclo de agua-vapor que mejore el rendimiento energético final de la planta, desarrollando un sistema como el que a continuación se describe y queda recogido en su esencialidad en la reivindicación primera.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención un sistema de mejora de la eficiencia energética en plantas de producción de energía mediante ciclos de agua-vapor, que consiste en utilizar el aire caliente que sale del aerocondensador como parte del aire de combustión, redundando en un incremento del rendimiento energético de la planta.

El sistema comprende un conducto que capta el aire caliente de la salida de un aerocondensador y lo aporta a la entrada del aire de combustión de unos hornos y/o calderas, pudiendo ser uno o varios, de una central térmica,

Se entiende por central térmica a las térmicas convencionales así como las centrales de valorización energética de residuos o biomasa.

El sistema es capaz de recoger desde el aerocondensador todo el aire primario necesario para la combustión en los hornos y/o calderas, además y de manera complementaria el sistema podrá permitir una regulación para decidir que fracción del aire total de combustión se capta desde el aerocondensador y que parte se capta desde otro punto, como por ejemplo desde el foso de residuos.

Para poder controlar qué cantidad de aire se toma desde el foso y qué cantidad desde el aerocondensador se realiza una regulación mediante unas válvulas de persiana. El motivo es que no se quiere dejar de tomar cierta cantidad de aire desde el foso de residuos para evitar que salgan olores al exterior.

En una posible forma de realización, el aire se capta desde varias tomas inclinadas que parten del conducto principal y que toman el aire desde cada uno de los módulos centrales del aerocondensador.

Este sistema puede servir tanto si se dispone de un sistema de precalentamiento del aire

antes de introducirlo en los hornos y/o calderas por medio de vapor u otros medios o como

si no se dispone de un sistema de precalentamiento. EXPLICACION DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

En la figura 1, podemos observar un diagrama esquemático funcional donde se pueden apreciar los principios en los que está basado el objeto de la invención.

En la figura 2, se muestra un diagrama en detalle de una posible realización.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta en una planta de valorización energética de residuos.

En la figura 1 podemos observar una plata de producción de energía térmica mediante un ciclo de agua-vapor, que es una planta de valorización energética de residuos y que comprende una turbina (1), un aerocondesador (2), unos hornos-caldera de combustión (3), donde adicionalmente se ha dispuesto un conducto (4) que capta el aire caliente de la salida del aerocondensador (2) y lo aporta a la entrada del aire primario de combustión de los hornos-caldera (3) de la central térmica.

En dicha figura 1, se muestra la entrada de aire (8) al aerocondensador al que llega el vapor (7) procedente de la turbina (1), donde dicho aire (8) al atravesar el aerocondensador se calienta (9) y que es captado y transportado por el conducto (4).

En la figura 2 se muestra que el aire se capta desde tres tomas (4.1) inclinadas del conducto principal (4), que tomaran el aire desde cada uno de los módulos centrales del aerocondensador (2), debido a que estos módulos trabajan incluso en situaciones de baja carga.

Para asegurar una entrada de aire equilibrada en las tres tomas, la entrada más alejada de los ventiladores, en una posible forma de realización y no de manera limitativa, será de 1000 mm de diámetro con chapa de 1,25 mm, la siguiente de 900 también con chapa de 1,25 y la tercera de 710 mm con chapa de 1 mm, todas sin reforzar. La boca será biselada en paralelo a la superficie del aerocondensador (2) y protegida con una rejilla anti pájaros de malla electro soldada y galvanizada después de soldada de paso 12,7 x 12,7 mm y alambre de 1,20 mm.

También, se pueden observar unos medios de actuación y control asociados con el conducto (4) y antes de la entrada a los hornos-caldera (2), que consistirán en unas válvulas de persiana (10) accionadas por un actuador proporcional, y unos sensores de temperatura (11), donde dichas válvulas de persiana controlarán que fracción del aire primario de combustión se capta desde el aerocondensador y que parte se capta desde otro lado, por ejemplo desde el foso de residuos (6).

En el punto de trabajo nominal será tomando un 50% del aire del aerocondensador y un 50% del foso de residuos.

El aumento en el rendimiento eléctrico global de la central térmica debido a la energía recuperada a través del aire primario, gracias al sistema descrito, es del 1%.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no altere, cambie o modifique su principio fundamental.


 


Reivindicaciones:

1.- Sistema para la mejora de eficiencia energética en una plata de producción de energía térmica mediante ciclos de agua-vapor que comprende una turbina (1), un aerocondesador (2), unos hornos y/o calderas de combustión (3), que comprende un conducto (4) que capta el aire caliente de la salida del aerocondensador (2) y lo aporta a la entrada del aire de combustión de los hornos y/o calderas (3) caracterizado porque. el aire se capta desde el aerocondensador desde tres tomas (4.1) inclinadas del conducto principal (4), que tomaran el aire desde cada uno de los módulos centrales del aerocondensador (2) y donde para asegurar una entrada de aire equilibrada en las tres tomas, la entrada más alejada de los ventiladores, es de un diámetro mayor que la intermedia, y ésta también mayor que la tercera boca, donde la boca será biselada en paralelo a la superficie del aerocondensador (2).

2.- Sistema para la mejora de eficiencia energética en una plata de producción de energía térmica, según la reivindicación 1, caracterizado porque las bocas de entrada están protegidas con una rejilla anti pájaros de malla electro soldada y galvanizada después de soldada.

3.- Sistema para la mejora de eficiencia energética en una plata de producción de energía térmica, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende unos medios de actuación y control asociados con el conducto (4) y antes de la entrada a las calderas (2), que consistirán en unas válvulas de persiana (10) accionadas por un actuador proporcional, y unos sensores de temperatura (11), donde dichas válvulas de persiana controlarán que fracción del aire de combustión se capta desde el aerocondensador y que parte se capta desde el foso de residuos para evitar que salgan los olores al exterior.

4.- Sistema para la mejora de eficiencia energética en una plata de producción de energía térmica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la planta de producción de energía térmica es una planta de valorización energética de residuos urbanos o biomasa.