¿Cómo funciona la recuperación del calor residual?

La reutilización de la energía térmica que de otro modo se eliminaría o simplemente se liberaría a la atmósfera es lo que hace el sistema de recuperación de calor residual. Las plantas pueden reducir su consumo de energía y sus emisiones de CO2 y al mismo tiempo mejorar su eficiencia energética al recolectar el calor residual.

¿Cuál es el valor del sistema de recuperación de calor residual?

El mercado de sistemas de recuperación de calor residual tendrá un valor de 65,87 mil millones de dólares para 2021: conozca los factores que impulsan el mercado.

El segmento de aplicaciones de generación de vapor y electricidad está dominado por el mercado de sistemas de recuperación de calor residual. También se espera que el mercado de aplicaciones experimente un crecimiento entre 2016 y 2021 debido a la creciente demanda de energía en América del Norte, Europa y Asia-Pacífico. La creciente industria de la construcción en Medio Oriente y países de Asia-Pacífico como China, Japón e India también impulsa el mercado en este segmento.

El mercado de WHRS se clasifica según la industria de uso final en refinación de petróleo, producción de metales, cemento, productos químicos, papel y pulpa, y otros. El mercado está dominado por la industria de uso final de refinación de petróleo. En esta industria, WHRS se utiliza para diversos procesos como destilación, craqueo térmico, catalítico y tratamiento. El cemento es la industria de uso final de más rápido crecimiento de WHRS. El proceso que consume más energía en la industria del cemento es la producción de clínker en hornos. Las aplicaciones del calor residual recuperado de los gases de escape de las chimeneas, los gases de escape de la combustión y otras fuentes incluyen el precalentamiento y la generación de energía.

Actualmente, Europa es el mayor mercado de sistemas WHR, en términos de valor, seguida de cerca por América del Norte. Se espera que América del Norte sea testigo de una tasa de crecimiento moderada. Algunos de los factores que impulsan el mercado norteamericano son la estricta regulación gubernamental en materia de ahorro y eficiencia energética, y los incentivos proporcionados por los gobiernos, incluidas devoluciones de impuestos. La región se caracteriza por continuas innovaciones tecnológicas en la industria WHR y la presencia de algunos de los principales actores de la región.

¿Cómo se diseña el generador de vapor con recuperación de calor?

Los generadores de vapor con recuperación de calor (HRSG) se utilizan en la generación de energía para recuperar el calor de los gases de combustión calientes (500-600 °C), que generalmente provienen de una turbina de gas o un motor diésel. La HRSG consta de las mismas superficies de transferencia de calor que otras calderas, excepto el horno. Dado que en un HRSG no se quema combustible, los HRSG tienen superficies de evaporador basadas en convenciones, donde el agua se evapora y se convierte en vapor. Un HRSG puede tener una disposición horizontal o vertical, dependiendo del espacio disponible. Al diseñar un HRSG, se deben considerar las siguientes cuestiones:

El punto de pellizco del evaporador y la temperatura de aproximación del economizador.

La caída de presión del lado de gases de combustión de la caldera.

Optimización de las superficies calefactoras.

El punto de pellizco (la diferencia de temperatura más pequeña entre las dos corrientes en un sistema de intercambiadores de calor) se encuentra en el evaporador y suele ser de 6 a 10 °C, como se puede ver en la Figura 2. Para maximizar la potencia de vapor del caldera, el punto de pellizco debe elegirse lo más pequeño posible. La temperatura de aproximación es la diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada en el evaporador y la temperatura de salida del economizador. Suele ser entre 0 y 5 °C. La presión

La caída (normalmente de 25 a 40 mbar) del lado de los gases de combustión también influye en la eficiencia de la central eléctrica. La transferencia de calor del HRSG es principalmente convectiva. La velocidad del flujo de los gases de combustión influye en el coeficiente de transferencia de calor. El evaporador de la caldera de recuperación de calor puede ser de tipo circulación natural o forzada. El tipo de intercambiador de calor del evaporador puede ser de flujo paralelo, contraflujo o flujo cruzado. En una disposición de flujo paralelo, los fluidos fríos y calientes se mueven en la misma dirección y en una disposición de contraflujo, los fluidos del intercambiador de calor se mueven en dirección opuesta.