TGPS PEFORMANCE INSIGTHS: ¿Que parámetros afectan la eficiencia de centrales de Ciclo Combinado?

En una planta de ciclo combinado, el desempeño térmico es generalmente descrito en términos de eficiencia y potencia eléctrica. Estos valores son fácilmente calculados cuando se tiene acceso a la información necesaria. Aun así, los cálculos de eficiencia y potencia difícilmente se podrán comparar dado el cambio en los parámetros que impactan la eficiencia del ciclo y la potencia.

En corto, el desempeño térmico es predominantemente afectado por los cambios en las condiciones atmosféricas. Es fácil observar que durante la noche se incrementa la eficiencia y durante la mañana se empeora cuando la temperatura ambiente incremente. En el largo plazo, las tendencias de desempeño se verán también afectadas por la degradación de los distintos componentes. Esto puede ser por degradación recuperable o la no recuperable. Por ejemplo el ensuciamiento del compresor o los intercambiadores de calor en el recuperador de calor (HRSG)
También puede ser el desgaste mecánico de las partes como son las bombas, sellos de turbina, generadores, corrosión, etc.

Se puede observar que son varios los factores que afectan la eficiencia térmica de la planta y la pregunta es:

¿Cuáles son los principales factores que afectan el desempeño térmico de la planta y cuánto es el impacto de estos factores?

No es de sorprenderse que esta pregunta sea difícil de responder ya que todos estos factores se agregan y la contribución individual de cada uno es difícil de aislarse.

TGPS usa software de modelación térmica para analizar a detalle el desempeño de ciclos combinados. Dentro de las capacidades de este modelo está la predicción de los cambios de performance debido a la variación de múltiples parámetros en conjunto. Por ejemplo, la eficiencia de una planta puede ser determinada con precisión bajo diferentes condiciones ambientales o con la degradación de cada uno de los equipos.

A continuación presentamos una breve descripción de un caso de estudio de un ciclo combinado moderno con una configuración de 2×1 con un ciclo de vapor de 3 presiones y recalentamiento. La planta se modeló con los siguientes parámetros de diseño.

Usando estas condiciones de diseño como punto de inicio, el efecto que un cambio en diferentes variables tienen en la eficiencia del ciclo combinado y en la potencia puede ser determinado. Los resultados de los principales parámetros se muestran en la tabla de abajo.

Estos valores se deben tomar como de referencia, peroo puede ser usados para tener un estimado del impacto que tienen estos parámetros en ciclos de configuraciones similares. Aun así se debe de tomar en cuenta que no existen dos plantas iguales y que por lo tanto cada planta responde de diferente manera.

Otra consideración es que la variación no es necesariamente linear en todo el rango de operación. Por ejemplo, el impacto que tiene la temperatura ambiente a 5°C no necesariamente es la misma a 15°C o 20°C.

Para ayudar a nuestros clientes a entender y predecir el desempeño de la planta, TGPS hace análisis de diferentes supuestos para determinar el desempeño de la planta después de mantenimientos mayores, modificaciones de la planta o antes de la ejecución de las mismas. Esto ayuda a nuestros clientes a tomar decisiones más fundamentadas en cuanto a inversiones de mejora en sus plantas.