Resumen de Estudio de un sistema de generación industrial de potencia para cero emisiones de CO2
Esta tesis se centra en el análisis preliminar de ciclos combinados semicerrados con captura de CO2 mediante oxicombustión de gas natural y un gas rico en CO2 como fluido de trabajo. Se pone especial énfasis en la turbina de gas, con el objetivo de identificar las diferencias con las de ciclos combinados convencionales, y las barreras que puedan existir para el desarrollo o adaptación de componentes.
En primer lugar se estudia el ciclo en su punto de diseño, usando un modelo de simulación basado en componentes, cuyos parámetros se fijan a partir de los datos disponibles en la literatura científica. El análisis paramétrico del ciclo proporciona un posible punto de diseño con una relación de presiones de 30 y una temperatura máxima del ciclo de 1600 K, con valores de eficiencia y potencia específica comparables a los de ciclos convencionales para un amplio rango de relaciones de presiones, aunque los sistemas de generación de oxidante y de captura y almacenamiento de CO2 imponen considerables penalizaciones.
En segundo lugar se analiza el comportamiento del ciclo a carga parcial, adaptando mapas de turbomaquinaria funcionando con aire. Leyes de control usadas en ciclos convencionales llevan a resultados similares, sin grandes distinciones entre configuración monoeje o bieje. También se estudia una ley basada en el control del balance másico del ciclo semicerrado, que proporciona un muy elevado rendimiento a carga parcial.
En tercer lugar, y como caso particular de adaptación de componentes, se estudia el comportamiento de la cámara de combustión con gas recirculado, usando una red de reactores químicos sencilla. Los resultados sugieren el uso de temperaturas de equilibrio en la zona primaria moderadas, cerca de 1850 K, para obtener tamaños comparables a los de cámaras de combustión de turbinas de gas funcionando con aire.
