Los ciclos Rankine, o procesos termodinámicos de las centrales térmicas de vapor, son grandes consumidores de agua, que utilizan como reposición del propio ciclo, para limpiezas y para el sistema de refrigeración, siendo este último consumo el mayor de los tres. IMASA, INGENIERÍA y PROYECTOS, S.A, ha desarrollado una solución denominada Ciclo Higroscópico, que da respuesta a esta problemática.
Actualmente se utilizan tres sistemas de refrigeración, por captación directa (o circuito abierto), por circuito semiabierto (torres de refrigeración) y por aerocondensadores. La refrigeración por circuito abierto es la más barata, aunque dadas sus grandes necesidades de agua e impacto medioambiental es la menos utilizada.
La refrigeración por circuito semiabierto mediante torres de refrigeración es la más común. Necesita poco espacio por kilovatio disipado y logra bajas temperaturas. Sin embargo, requiere un gran consumo de agua y es necesario controlar sus vertidos. Por último, la refrigeración con aerocondensadores disminuye el rendimiento eléctrico y aumenta el precio de inversión de la planta.
Agua y compuestos higroscópicos
Con el afán de dar respuesta a estas desventajas, un grupo de ingenieros liderados por Francisco Javier Rubio Serrano, director de ingeniería de la división de energía de IMASA, INGENIERÍA y PROYECTOS, S.A, ha desarrollado una solución denominada Ciclo Higroscópico.
Los equipos son exactamente los mismos que en ciclo Rankine. Trabaja con agua y con compuestos higroscópicos, que, además de tratar el agua de alimentación del ciclo, permiten condensar el vapor de salida de turbina de una manera eficiente y económica.
En base a la concentración de compuestos higroscópicos elegida, la temperatura de condensación del vapor de salida de la turbina será superior a los actuales ciclos Rankine para la misma presión de condensación, pudiendo trabajar con tecnologías de refrigeración secas en vez de húmedas sin necesidad de disminuir el rendimiento eléctrico ni aumentar los costes de inversión.
El Ciclo Higroscópico sustituye el condensador de superficie o aeroncondensador por un absorbedor de vapor, en el que se ponen en contacto el vapor de salida de turbina con la corriente de compuestos higroscópicos. El calor de condensación puede ser liberado en una torre de refrigeración, en un intercambiador en circuito abierto o en un aerorefrigerante, siendo este último equipo una de las principales innovaciones de la tecnología.
Ventajas del Ciclo Higroscópico
La primera ventaja es un aumento de la potencia eléctrica en torno a un 1% (incrementos del rendimiento eléctrico neto del 0,25 al 1%), debido a la optimización de la temperatura de condensación y a una recuperación térmica y química en la purga de caldera. Es importante resaltar que los autoconsumos del Ciclo Higroscópico son similares a los de un ciclo Rankine, o incluso menores.
La segunda ventaja, y más importante, es que permite trabajar con aerorefrigerantes, que garantizan un ahorro en el consumo de agua de refrigeración del 100% al año, y que consigue reducir en torno al 50% del agua demi de aporte al ciclo, así como los aditivos químicos.
La tercera ventaja de dicha tecnología es la disminución estimada del 25% en los costes de operación y mantenimiento, ya que los absorbedores de vapor y los aerorefrigerantes necesitan cuidados mínimos. Por último, la cuarta ventaja, es la reducción en torno a un 5% de los costes de inversión.
Planta de demostración en Gijón
IMASA, INGENIERÍA y PROYECTOS, S.A, inauguró hace unos meses en Gijón (Asturias) la primera planta demostración que utiliza esta tecnología. Los resultados, hasta el momento mejores que los esperados, confirman los principios físicos y químicos del Ciclo Higroscópico así como todas las ventajas señaladas, permitiendo garantizar la implantación de dicha tecnología en cualquier planta nueva o existente que utilice un ciclo Rankine o de vapor para cualquier potencia eléctrica.
Carlos Sánchez Criado
Publicista por la Universidad Complutense. Director comercial de publicaciones técnicas del sector de la energía durante doce años. Director de Energy News Events, S.L. desde 2012 difundiendo información en Energynews.es, movilidadelectrica.com e hidrogeno-verde.es. Y por supuesto, organizando eventos como VEM, la Feria del Vehículo Eléctrico de Madrid.
