Parámetros de diseño óptimos para plantas de energía de vapor supercrítico
Autores: Cenu, Victor-Eduard; Opri, Ioana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Parámetros de diseño óptimos para plantas de energía de vapor supercrítico
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Centrales térmicas
Eficiencia energética
Soluciones de diseño
Optimización
Frontera de Pareto
Precalentadores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las centrales térmicas de vapor representan sistemas importantes de producción de energía. Dentro de la mezcla energética, estas podrían permitir una generación flexible y el uso de sistemas híbridos mediante la integración de energías renovables. La solución de diseño óptima y los parámetros permiten una mayor eficiencia energética y un menor impacto ambiental. Este documento analiza soluciones de diseño de plantas de energía de vapor supercríticas de recalentamiento único utilizando un algoritmo heurístico genético. Se realizó una optimización multiobjetivo para encontrar la frontera de Pareto que permite la maximización de la eficiencia neta del ciclo térmico y la minimización de la inversión específica en el equipo de la planta de energía. La población de Pareto se dividió y analizó dependiendo del número total de precalentadores. Se encontraron los valores medios y las desviaciones estándar para las funciones objetivo y los principales parámetros. Para los esquemas del ciclo térmico con ocho precalentadores, la eficiencia promedio óptima del ciclo térmico es (48.09 +/- 0.16)%. Agregar un precalentador aumenta la eficiencia promedio óptima del ciclo térmico en un 0.64%, pero también incrementa las inversiones específicas óptimas promedio en un 7%. Se enfatizó la importancia de elegir una relación adecuada entre la presión de recalentamiento y la presión del vapor principal. Los esquemas con ocho y nueve precalentadores tienen un valor óptimo promedio de 0.178 +/- 0.021 y 0.220 +/- 0.011, respectivamente. Los resultados cumplen con los datos de la literatura.
Descripción
Las centrales térmicas de vapor representan sistemas importantes de producción de energía. Dentro de la mezcla energética, estas podrían permitir una generación flexible y el uso de sistemas híbridos mediante la integración de energías renovables. La solución de diseño óptima y los parámetros permiten una mayor eficiencia energética y un menor impacto ambiental. Este documento analiza soluciones de diseño de plantas de energía de vapor supercríticas de recalentamiento único utilizando un algoritmo heurístico genético. Se realizó una optimización multiobjetivo para encontrar la frontera de Pareto que permite la maximización de la eficiencia neta del ciclo térmico y la minimización de la inversión específica en el equipo de la planta de energía. La población de Pareto se dividió y analizó dependiendo del número total de precalentadores. Se encontraron los valores medios y las desviaciones estándar para las funciones objetivo y los principales parámetros. Para los esquemas del ciclo térmico con ocho precalentadores, la eficiencia promedio óptima del ciclo térmico es (48.09 +/- 0.16)%. Agregar un precalentador aumenta la eficiencia promedio óptima del ciclo térmico en un 0.64%, pero también incrementa las inversiones específicas óptimas promedio en un 7%. Se enfatizó la importancia de elegir una relación adecuada entre la presión de recalentamiento y la presión del vapor principal. Los esquemas con ocho y nueve precalentadores tienen un valor óptimo promedio de 0.178 +/- 0.021 y 0.220 +/- 0.011, respectivamente. Los resultados cumplen con los datos de la literatura.