Dimensionamiento de un sistema de cogeneración con ciclo combinado basado en gasificación para la Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A.

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es el dimensionamiento y selección de los componentes del sistema de cogeneración con ciclo combinado basado en gasificación concerniente a la Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A., usando el bagazo de caña de azúcar como materia prima para la generación de energía. Es relevante resaltar que la cogeneración aumenta la eficiencia energética, pues generalmente se obtiene calor y electricidad utilizando una sola fuente. Por otro lado, se sabe que los ciclos combinados desarrollan el triple del trabajo relacionado a los ciclos de vapor y mediante la conversión de biomasa a gas, se adquiere versatilidad en las aplicaciones y mejores características energéticas. Esta clase de sistema, referente al campo energético, otorga eficiencia en la utilización de los recursos del ingenio azucarero, debido a la combinación integrada de la cogeneración con la gasificación. De esta forma, se contribuye con la mejora de la eficiencia energética de la planta azucarera y se reduce la emisión de contaminantes nocivos hacia la atmósfera. Los elementos básicos de un sistema de cogeneración con ciclo combinado basado en gasificación son los siguientes: un secador de biomasa para aminorar la cantidad de agua inmersa en el bagazo, un gasificador de lecho fluidizado con circulación para convertir el bagazo en un combustible gaseoso, un dispositivo para la depuración de impurezas como alquitranes y partículas de los gases, una turbina de gas para el accionamiento de un generador de electricidad, un generador de vapor por recuperación de calor para evaporar el agua mediante la transferencia de calor de los gases y una turbina de vapor para producir electricidad adicional. Mediante la evaluación del análisis termodinámico del sistema de cogeneración propuesto, se determina que la potencia equivalente a 9.4 MW, entregada por el generador eléctrico de la turbina de vapor, satisface la demanda de energía del ingenio azucarero, mientras el exceso de 27 MW, brindado por el generador eléctrico acoplado a la turbina de gas, es comercializado o vendido al SEIN, teniendo una ganancia económica adicional. Posteriormente, a partir de los datos obtenidos, se realiza la selección de los equipos que conforman al sistema de cogeneración. El presupuesto de ejecución del proyecto asciende a $ 33,300,000 y la ganancia anual respecto a la venta de energía es equivalente a $ 5,773,680, determinando el VAN de $ 6,488,872.17, la TIR de 14.75% y la relación Beneficio – Costo de 1.16, donde se comprueba la viabilidad del proyecto.