El objetivo de este proyecto era reducir la pérdida de carga en los conductos de gases de una central térmica mediante el rediseño de las chapas deflectoras (baffles) existentes. El sistema de conductos, como es típico en estas instalaciones, es intrincado y consta de ventilador, deflectores y compuertas, atraviesa diversos equipos (limpieza de gases, intercambiadores de calor) y, además, puede operarse en diferentes modos de operación.

Geometría de contuctos simulados

Validación del modelo CFD

En la primera fase del proyecto se desarrolló un modelo CFD, con el mayor detalle geométrico posible de los conductos, e implementado ad-hoc los modelos adecuados para representar el efecto de ventiladores y otros equipos que atraviesa el sistema de conductos de gases. Los resultados del modelo se validaron satisfactoriamente con medidas experimentales para diferentes modos de operación.

Líneas de corriente en conductos

Optimización de la pérdida de carga

Una vez validado el modelo CFD, se evaluaron las pérdidas de carga en cada tramo de los conductos y se probaron modificaciones en las chapas deflectoras, entre otras añadir nuevas, cambiar su curvatura o eliminarlas. Entre todas las medidas testeadas (más de 50), se eligieron aquellas que proporcionaban una mayor reducción de la pérdida de carga con el menor coste económico. Implementando únicamente 3 medidas sencillas, el modelo CFD calculó una reducción de la pérdida de carga en torno al 25% en comparación con la configuración original.

Implementación

La central térmica decidió implementar las medidas recomendadas en el estudio CFD y comprobó que los resultados del modelo CFD se correspondía con los observados experimentalmente. La optimización de los deflectores ha supuesto un ahorro energético y económico considerable y, además, ofrece la posibilidad de instalar nuevos equipos en el sistema de conductos de gases (que introducen una pérdida de carga importante) sin necesidad de cambiar los ventiladores actuales.