Caracterización y control de un sistema de aerocondensación en una planta de ciclo combinado por medio del control basado en datos para la mejora de su desempeño

Abstract

Los sistemas de aerocondensamiento (ACC por sus siglas en inglés) son ampliamente utilizados en aplicaciones de refrigeración industrial, tales como generación energética y climatización de edificios. Un arreglo de una o más unidades se emplean dependiendo de la cantidad de calor a ser removido, sin embargo, su rendimiento depende directamente de la velocidad del viento a la entrada del dispositivo y de las propiedades termodinámicas del aire, tales como densidad y temperatura. Los ACC juegan un papel muy importante en el proceso de generación, ya que este dispositivo se encarga de mantener la presión de vacío de la turbina de vapor. La presión de vacío es una variable crítica para el rendimiento de una planta de generación ya que marca la pauta en cuanto la cantidad de energía que puede ser extraída por la turbina de vapor. La presión de vacío puede ser controlada regulando la cantidad de calor que extrae el ACC mediante el control de la velocidad de sus ventiladores. Esta tesis realiza un análisis termodinámico de los sistemas de aerocondensación, posteriormente se genera una base de datos a partir de las mediciones de una planta de ciclo combinado, la cual se utiliza para obtener las variables termodinámicas de interés en estado estable durante un periodo de observación de 20 meses. Después con la ayuda de la ciencia de datos se procesa la base de datos obtenida previamente y aplicando el control basado en datos se obtiene un modelo dinámico del sistema de aerocondensación y un sistema de control para el ACC, el cual se utiliza para mejorar el desempeño del equipo y poder controlar de manera más efectiva el vacío en la turbina. Finalmente se llevó a cabo un análisis financiero con el objetivo de evaluar la factibilidad de la instalación de variadores de frecuencia en el ACC con el objetivo de aumentar la eficiencia general del proceso y obtener un ahorro económico.