Estudio de calderas de recuperación de calor de ciclos combinados de turbinas de gas y de vapor empleando la técnica de optimización de algoritmos genéticos

Zusammenfassung

La presente investigación se centra en el estudio de la optimización termoeconómica de centrales de ciclo combinado de turbinas de gas y de vapor. La metodología propuesta está centrada en el diseño de la caldera de recuperación de calor que es uno de los elementos más importantes y que además es de diseño muy flexible en sus diferentes configuraciones. Se ha desarrollado una herramienta de optimización dividida en dos módulos: el primero realiza la optimización termoeconómica del ciclo combinado, utilizando como variables independientes a los parámetros termodinámicos de diseño de la CRC; el segundo módulo parte de los parámetros termodinámicos de la caldera para hallar la geometría de la misma, con la mínima superficie de intercambio. Debido a la naturaleza no lineal de la función objetivo, en ambos módulos se aplicó la metodología de algoritmos genéticos para resolver el problema de optimización. Para llevar a cabo la optimización termoeconómica se proponen dos criterios de optimización: maximizar el flujo de caja y minimizar el coste de generación. Se comprobó la fiabilidad de la herramienta de optimización termoeconómica aplicándola a la optimización de algunas de centrales de ciclo combinado ya instaladas. Asimismo también el programa de cálculo de la geometría de la caldera se aplicó para obtener el diseño de algunas calderas de recuperación ya instaladas. Una vez que se hubo comprobado la herramienta, se aplicó a diferentes configuraciones de ciclo combinado con diferentes turbinas de gas y se obtuvieron algunas tendencias en el diseño de este tipo de sistemas.