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Efecto del nivel de condensado en feedwater heaters

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2015-10
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2015-10-08
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Los feedwater heaters son un tipo especial de intercambiadores de calor empleados en centrales térmicas de generación eléctrica para implementar el ciclo Rankine con regeneración. Ésta aumenta el rendimiento de la planta, disminuyendo así sus costes. Por ello, el adecuado funcionamiento de los feedwater heaters tiene un notable impacto en la rentabilidad económica de la central. En este trabajo se han descrito las variedades existentes de estos equipos, su funcionamiento y los principales elementos que componen el tipo más frecuente: el feedwater heater cerrado. Asímismo se han tratado las principales variables indicadoras de las condiciones de operación, abordando una con mayor profundidad: el nivel del condensado acumulado en la carcasa. Se han detallado las consecuencias de un nivel inadecuado de líquido, tanto en situaciones en que sea excesivo como en las que sea insuficiente. Se han descrito los principales sistemas de control de nivel y sus fallos más frecuentes. Todo esto dando cuenta de las recomendaciones de los estándares publicados por la industria. Igualmente se tratan en detalle dos métodos para el cálculo de los feedwater heaters, uno convencional y otro creado por Jian-qun Xu junto a otros investigadores. Este último método cuenta con dos modalidades, una para predecir el comportamiento feedwater heater con nivel normal y otra en caso de ser insuficiente. Ambas son implementadas en Matlab y se presentan sus resultados.
Feedwater heaters are a special type of heat exchangers. They are used in thermal power plants for implementing the regenerative Rankine cycle, in order to increase thermal efficiency and reduce costs. Therefore, the appropriate operation of feedwater heaters has a considerable impact on the plant profitability. In this thesis, the different existing classes of these devices, their operation and the main components are described. Additionally, the main operation variables and indicators have been addressed, emphasizing the water level. The consequences of an inadequate level have been explained in detail, from excessive levels to an insufficient ones. The most extended level control systems and their usual errors have been described as well. Published industry standards have been taken into account in each of the issues. Two calculation methods for closed feedwater heaters have been explained, one of them is conventional and the other one has been created by Jian-qun Xu and his team. Xu's method has two sorts: the first one is suitable for normal level operation and the other one for low level operation. Both have been implemented in Matlab® code and the results have been discussed.
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Keywords
Condensadores, Intercambio de calor, Centrales térmicas, Feedwater heaters
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