Examinando por Autor "Valverde Gomez, Maria"

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DISEÑO DE UNA TORRE DE REFRIGERACIÓN PARA LA INDUSTRIA PETROQUÍMICA KANGAN PETRO REFINING CO. (KPRC)
(Universidad Rey Juan Carlos, 2024-03-14) Valverde Gomez, Maria
En la industria las máquinas y procesos generan grandes cantidades de calor durante su operación. Para mantener un funcionamiento eficiente, este calor debe ser evacuado, típicamente a grandes masas de agua antes de su liberación a la atmósfera. Este método de enfriamiento, aunque natural y efectivo, depende en gran medida de las condiciones climáticas locales. Un ejemplo claro de esta necesidad se encuentra en la refinería de Kangan, en Irán. Durante la primera fase de su construcción, se estableció una sección dedicada a la recuperación y procesamiento de hidrocarburos pesados. Aquí, el enfriamiento de diversos subprocesos se logra mediante el uso de una torre de refrigeración que debe disipar 406,4 MW de calor, usando agua entre 45 y 35ºC. El diseño de esta torre de refrigeración es crucial para este proceso y depende de diferentes factores, incluyendo las características del agua de refrigeración y/o las condiciones psicrométricas del aire. Se ha determinado que el tipo de torre de refrigeración más adecuado para este caso particular es el de tiro inducido y flujo contracorriente, y se han calculado distintos parámetros de diseño relacionados con ésta: evaluación de diferentes tipos de relleno, pérdidas de carga asociadas a cada uno, y potencias consumidas en los equipos mecánicos necesarios. Finalmente, se ha realizado un análisis económico para seleccionar una torre que no solo sea óptima en términos de operación, sino también rentable a largo plazo. Se ha seleccionado una torre de refrigeración de tiro inducido con flujo a contracorriente con 9 celdas de 16 metros de largo y 18 metros de ancho. Se han analizado varios tipos de relleno y se ha seleccionado como más adecuado uno de tipo laminar, concretamente el SNCS. Este relleno presenta una morfología de paso de aire y agua más compleja que el resto, aumentando la superficie y tiempo de contacto entre ambas fases. Como consecuencia, necesita un menor caudal másico de aire para refrigerar un mismo caudal másico de agua. Esto repercute directamente en la pérdida de carga de la torre de refrigeración, generando un menor consumo eléctrico, una menor potencia instalada, un menor coste de instalación y de operación y un menor impacto medioambiental. Este enfoque integral asegura que la refinería de Kangan no solo cumpla con sus objetivos operativos, sino que también lo haga de manera económicamente sostenible.
DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE UNA CENTRAL GEOTÉRMICA DE EXPANSIÓN FLASH
(Universidad Rey Juan Carlos, 2023-07-20) Valverde Gomez, Maria
Actualmente existe un alto incremento de la demanda energética, con una escasez de los recursos convencionales para suplir esas necesidades. Por ello, el estudio y aprovechamiento de las energías que nos da la Tierra es tan interesante. Entre ellos, se encuentra la energía geotérmica, un recurso con una amplia variedad de aplicaciones y de opciones debido a los diferentes estados y condiciones en los que se puede aprovechar. Se estudiarán distintos escenarios posibles en la configuración de una planta geotérmica para la obtención de energía en El Salvador para un recurso de media entalpía. En primer lugar, se estudiará el rendimiento de la configuración de una planta flash simple, con una única expansión, y doble, aprovechando la energía del líquido saturado que se obtiene de la primera expansión. Se optimizarán las presiones a las que se realiza cada una de las expansiones para maximizar el trabajo producido. Para la configuración flash simple se obtiene el valor óptimo con una presión de expansión de 3 bar, consiguiendo así un trabajo neto de 14.158,45 kW y un rendimiento de 14,05 %. La optimización del ciclo flash doble presenta una mayor complejidad al tener que valorar la presión de ambas expansiones para obtener aquella combinación que genera el mayor trabajo en la central. Se obtiene con una presión de 7,01 bar en la primera expansión y de 1,21 bar en la segunda expansión. El trabajo neto generado en las condiciones óptimas conseguidas es de 18.425,06 kW y el rendimiento obtenido es de 15,05 %. El aumento del rendimiento sería superior, al obtener mayor generación de trabajo, pero al realizar dos expansiones el fluido geotérmico en forma de líquido saturado que se reinyecta al terreno, mezclado previamente con el condensado, estará a menor temperatura, lo que supone un mayor consumo del calor cedido por el recurso. A continuación, se estudiará la configuración del ciclo binario. El fluido geotérmico se expandirá y el líquido saturado cederá calor a un ciclo orgánico de Rankine (ORC). Para llevar a cabo la configuración del ciclo binario se partirá de la configuración flash doble optimizada realizando algunas modificaciones. El fluido orgánico se seleccionará en función de la temperatura de la corriente del líquido saturado y sus propiedades termodinámicas. Se obtiene un rendimiento de 16,64 % para el ciclo binario simple. Para aumentar el aprovechamiento energético y, con ello, el rendimiento, se añade un regenerador al ciclo para que la corriente de salida de la turbina del ciclo ORC precaliente la entrada del fluido orgánico antes de la caldera de recuperación de calor. El resultado será la posibilidad de incrementar el caudal de fluido orgánico, con un incremento el rendimiento un 0,24% y un incremento de la potencia generada del 1,4%, ambos respecto al ciclo binario simple. El rendimiento obtenido con el ciclo binario regenerativo será el mayor de todo el estudio, con un valor de 16,88%.