Gestión de la Energía
Programa
El curso se orienta al diseño y operación de sistemas energéticos de Plantas Petroquímicas acorde a los paradigmas actuales de sustentabilidad energética y ambiental, los que difieren diametralmente de los tradicionales que rigieron en el pasado, en el que se consideraba que los recursos energéticos son abundantes, baratos, y que su utilización era ambientalmente inocuo. Dado que las formas de la energía que utilizan normalmente las Plantas Petroquímicas son el trabajo mecánico (o electricidad) y el calor, se hará especial hincapié en los procesos de conversión integrados, que son los más eficientes cuando el recurso a utilizar es un combustible.
Unidad Nº 1: Conceptos básicos.
Energía. Formas de la energía. Recursos primarios, vectores energéticos, y efectos derivados del uso de la energía. Eficiencia de la conversión. Eficiencias típicas de unidades térmicas. Sistemas monopropósito, causas de la ineficiencia de estos sistemas.
Unidad Nº 2: Conversión de recursos combustibles a vectores energéticos.
Primer y Segundo Principio de la Termodinámica. Aspectos cuantitativos y cualitativos. Entalpía y exergía. Irreversibilidades, destrucción de exergía o degradación de la energía. Indicadores cualitativos de los sistemas térmicos. Principios de optimización.
Unidad Nº 3: Sistemas eléctricos.
Recepción de electricidad de la red pública. Subestación de recepción, transformación y medición de la electricidad en BT y MT. Generación in situ de electricidad: autogeneración y cogeneración. Plantas motrices posibles. Diagramas unifilares. Sistemas de simple y doble juego de barras, criterios de selección. Sincronización y paralelo de barras. Enclavamientos y protecciones. Esquemas funcionales.
Unidad Nº 4: Sistemas eléctricos.
Distribución radial y en anillo. Características, ventajas e inconvenientes. Subestaciones de distribución. Transformadores. Elementos de maniobra y medición. Centro de control de motores. Diagramas funcionales. Cableados de potencia y mando.
Unidad Nº 5: Sistemas térmicos en plantas petroquímicas.
Fluidos diatérmicos: agua, vapor de agua, fluidos orgánicos en fase líquida y de vapor saturado. Propiedades de interés de estos fluidos. Rangos de los parámetros de utilización. Combustibles a utilizar. Combustión. Aspectos ambientales de la combustión.
Unidad Nº 6: Agua y vapor de agua.
Propiedades físicas y termodinámicas. Rangos de utilización. Vapor saturado y sobrecalentado. Módulo de predicción de las propiedades termodinámicas usuales para el análisis de estos sistemas, en función de su presión y temperatura. Determinación cuando el estado del vapor se define por otros parámetros, por el método de relajación. Calderas convencionales, y generadores de vapor. Sobrecalentador, economizador, y precalentador de aire de combustión.
Unidad Nº 7: Sistemas complejos de vapor.
Una y más presiones, fundamento de los sistemas de presiones múltiples. Recuperación de vapor flash. Let down stations. Turbinas de contrapresión, de condensación, y condensación con extracciones controladas y no controladas. Sistemas de energía total (Total Energy Systems). Costos marginales del calor y la electricidad generada en estos sistemas. Tratamiento de agua de caldera.
Unidad Nº 8: Modelización de un sistema complejo de vapor, de tres presiones.
Módulos para su aplicación en la modelización: Módulo composición de las cargas de vapor utilizadas en la Planta, retorno de condensado y make up necesario, de las unidades genera-doras de vapor por recuperación del calor de procesos, del desobrecalentador, de expansión del vapor en una turbina, de la laminación en la válvula reductora de presión, de la recuperación de vapor flash, del desaireador térmico.
Unidad Nº 9: Utilización del modelo del sistema de vapor para auditorias energéticas.
Búsqueda de ineficiencias a corregir. Evaluación de la conveniencia de las turbinas de contrapresión en estos sistemas. Comparación de TVs de contrapresión y de condensación. Evaluación de la conveniencia del precalentamiento regenerativo en la eficiencia del sistema.
Unidad Nº 10: Utilización de la turbina de gas
En la reducción de la masiva degradación de la energía producida por la caldera convencional. Modelización de estos sistemas. Comparación de 3 sistemas: convencional, cogeneración con turbinas de vapor, y sistemas con turbinas de gas. Conclusiones.
Unidad Nº 11: Sistemas de cogeneración con turbina de gas y calderas de recuperación.
Incidencia de los parámetros del ciclo en la eficiencia energética del sistema. Indicadores cualitativos de evaluación. Asignación de los costos a la electricidad y calor útiles entregados a los demandantes. Repotenciación por topping de sistemas de energía total.
Unidad Nº 12: Sistemas de cogeneración con turbina de gas y caldera de recuperación.
Sistemas de una y dos presiones. Modelo del sistemas de dos presiones. Casos en que este esquema es aplicable.
Unidad Nº 13: Sistemas de refrigeración.
Agua de enfriamiento. Aeroenfriadores. Chillers. Unidades de compresión mecánica, y de absorción de una y dos etapas. Par [agua – bromuro de litio]. Eficiencia energética de diferentes tipos de chillers en términos de coeficiente de performance (COP). Comparación del comportamiento de estas máquinas en función del esquema energético de la planta.
Unidad Nº 14: Análisis de la posibilidad de compra de vapor de una central termoeléctrica a vapor o de ciclo combinado, con contrato de suministro a largo plazo. Ventajas para ambas partes, y para la sociedad.
Unidad Nº 15: Impacto ambiental del sistema energético de la Planta. Esquemas típicos. Factores que pueden reducir la emisión de gases de efecto invernadero (GEIs o GHGs).
Profesor: Ing. Alberto Fushimi
Ing. Mecánico Electricista U.N.de Córdoba, 1960 con medalla de oro y Diploma de
Honor. Magister en Ingeniería, UNLP. 1999. Tesis "Cogeneración con turbina de gas," Profesor Titular Ordinario UNLP por concurso en 1983 y 2000. Materias: Máquinas Térmicas 1 y Termodinámica 1. Coordinador Unidad de Investigación y Desarrollo "Generación de Energía, Cogeneración, Ciclos Combinados, Uso Racional de la Energía", Dep. Mecánica, UNLP. 1992 a 2003. Autor de más de 100 trabajos científicos y tecnológicos sobre Uso Racional de la Energía, Cogeneración y Ciclos combinados. Consultor Industrial en los mismos temas. Proyecto y dirección de la construcción de plantas industriales. (Plantas nuevas, o modificaciones o ampliaciones de plantas existentes). Cálculos de intercambiadores y recipientes a presión. Diseño y especificaciones de sistemas eléctricos de potencia, y de mando y automatización con dispositivos electromecánicos. Instalaciones termomecánicas. Asesor de Empresas de Ingeniería.
