SISTEMAS DE GENERACIÓN
DE ELECTRICIDAD A
PARTIR DE CASCARILLA DE
ARROZ.
1.-
Justificación:
Las
empresas industriales que necesitan simultáneamente vapor
de proceso y energía eléctrica, pueden mejorar
decisivamente su rentabilidad mediante una producción combinada de
calor y energía. Este es el caso de los beneficios de arroz.
La cogeneración es la
forma más económica de producir energía eléctrica a partir de
combustibles biomasa que se genera en el proceso normal de una planta
de arroz. Recordemos que en el proceso de producción de arroz
blanco, se genera aproximadamente el 20 % en peso de cascarilla .
Los costos de energía
eléctrica tomada de la fuente externa ( Facturación por compra ) y
la dependencia externa de esta fuente de energía, serán los
parámetros que justificarán un proyecto de este tipo.
En caso de que la empresa
no requiera una cantidad importante de vapor para otros procesos,
puede ser establecido un sistema de generación dirigido únicamente
a la generación de electricidad.
En este caso, se
instalarán turbinas de contrapresión. Al mismo tiempo, se reduce el
impacto ambiental.
A partir de la definición
de la cantidad de combustible cascarilla de arroz disponible, se
puede realizar una evaluación técnica y económica que permita
definir la cantidad de energía aprovechable y laas diferentes
configuraciones de equipos que permitan logar el objetivo último de
autosuficiencia energética.
Debo decirles que si en
su país es posible vender energía al proveedor nacional, esto puede
ser incluido en el análisis del proyecto. El excedente de energía
eléctrica generada , si existiera, se puede alimentarse a la red
pública a cambio de un ingreso en efectivo o cualquier alternativa a
analizar.
2.- Alternativas
disponibles:
Existen en el mundo
muchos fabricantes de calderas de todos tamaños que pueden ser
utilizadas en este tipo de proyectos. Sin embargo, cuando estamos
hablando de calderas de capacidad menores a 25.000 kgs vapor / hora y
sobre todo, con hogares para la combustión de biomasa como leña y
cascarilla de arroz, este número de proveedores se reduce bastante y
es necesario buscar buenas referencias.
La experiencia y
conocimiento de nuestros funcionarios en SEINVSA es basta en este
campo y, además contamos con la colaboración de los departamentos
de ingeniería de las empresas proveedoras nuestras para analizar
este tipo de proyectos.
El conjunto estaría
formado por:
a.- Una caldera para
generación de vapor con combustible cascarilla de arroz.
La presión de trabajo y
temperatura del vapor será definido de acuerdo a las necesidades
finales de electricidad. A mayor presión y temperatura mayor será
la inversión. Esta relación del costo de inversión no es
proporcional siempre.
b.- Sistemas
complementarios de la caldera.
- Corresponde a sistema de almacenamiento, tratamiento y alimentación de agua a la caldera. Calentador de aire, ventiladores, sobre calentador de vapor, economizador de agua, ductos, chimenea con sistema de limpieza de gases de combustión para control de polución.
- Sistemas de almacenamiento y manejo del combustible para automatización del proceso .
- Sistema de valvulería, alimentadores de combustibles, control de nivel de agua en el domo, sistemas de seguridad, etc
c.- Un conjunto de
turbina y generador de electricidad.
d.- Panel de control para
tensión de operación y sistemas de sincronización a la línea
externa ( energía eléctrica) en caso de ser requerido.
3.- Información
disponible:
Lo siguiente es parte de
la información que la compañía que te menciono ofrece en el
mercado.
CALDERA
A VAPOR
Fabricada
con alta tecnología que utiliza como combustibles: Gas natural, GLP,
Óleo, Biomasa (leña, polvo de sierra, picado de madera, cáscaras
de arroz y cáscaras de castañas).
Disponemos para el mercado, calderas a vapor con baja y alta presión, en diversos modelos adecuándolas a la necesidad del cliente y con capacidades de producción de vapor de 100 a 25.000 Kg/h.
El
sistema de rejilla es construído conforme el combustible a ser
utilizado, pudiendo ser fija o móvil, de hierro fundido o
acuotubular.
Ofrecemos sistema de control totalmente automático,
a través de PLC, inversores de frecuencia y válvulas proporcionales, como también el sistema de FILTRO es adecuado para atender las normas del medio ambiente.
4.-
Otras observaciones:
Cuando
hablamos de este tipo de proyecto es necesario considerar las
opciones disponibles en el futuro y que corresponden a la parte de
generación eléctrica.
La
capacidad de generar electricidad está asociado entre otras
variables como la presíón a que se genere el vapor.
Como
ejemplo puedo decirte que tenemos en Costa Rica proyectos trabajando
con 650 libras / pulgada cuadrada y son exitosos.
El
proceso que estaremos analizando está en el siguiente esquema. Es
el siguiente:
|
 |
Componentes básicos de una central termoeléctrica |
La
caldera genera vapor a la presión que se escoja y entrega ese vapor
a la turbina. ( Se dispone de construcción para calderas de 450
psig. 650 psig, 850 psig - psig ( pounds per square inch gage
)*** Esta turbina aprovecha las condiciones termodinámicas de la
del vapor y produce trabajo que se transforma en energía eléctrica.
La
turbina entrega vapor en condiciones de 26 inches de vacío y en un
intercambiador de tubos se condensa para retornar como líquido puro
nuevamente a la caldera.
Estamos
por tanto refiriendo a un proceso de recirculación completa o
circuito cerrado.
***
1 atmósfera equivale a 14.7 psig. ( 1.033 kg/cm2)
5.-
Comentarios:
La
capacidad que un sistema tiene para generar electricidad a partir de
la biomasa (cascarilla de arroz ), depende principalmente de la
presión de trabajo que sea seleccionada para este fin.
Por
tanto es necesario recalcar que, la definición de esta presión de
trabajo tiene impacto en los resultados que pueden programarse.
a.-
La inversión inicial.
- Así por ejemplo, a mayor presión de trabajo corresponde un mayor costo de inversión ( La relación no es lineal)
- A mayor requerimiento de generación de electricidad por medio de turbinas múltiple etapa, mayor costo de inversión.
b.-
Capacidad de generación de electricidad.
- Por tanto, esta presión de trabajo del sistema debe ser seleccionado de acuerdo a lo requerido por el cliente dentro de unos estándares de presión disponible en los fabricantes de calderas y turbo generadores.
- Puede definirse el nivel de energía requerido en la planta para operación actual. Proyectar también consumo de energía en la finca para manejo de aguas y otros. Adicionar procesos que no estén considerados en este momento.
- Revisar la posibilidad real y/o legal existente en colocar alguna parte de energía en el sistema interconectado de electricidad en su país.
6.-
Recomendaciones.
a.-
Hacer un cálculo de la cantidad de cascarilla propia ( o disponible)
con que se puede contar.
b.-
Realizar una primera estimación de las necesidades de energía para
autosuficiencia del total requerido por las plantas
c.-
Enviarnos la información para proceder con una evaluación de las
diferentes opciones viables.
Aprovecho para
manifestar nuestra posibilidad de trabajar junto a ustedes,
estimados lectores, generando la viabilidad técnica y económica de
proyectos de este tipo.
Las referencias de
proyectos en operación existe y son confiables.
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