Este proyecto tenía como objetivo la reducción, mediante medidas primarias (cambios en la operación) o modificaciones menores, de las emisiones de NOx de una caldera de carbón de fuegos frontales de una central térmica. Además, la reducción de las emisiones no debía afectar a su rendimiento (transferencia de calor, inquemados).
Para ello, apoyamos al personal técnico responsable de dicha central térmica en la toma de decisiones mediante modelos fluidodinámicos, evaluando las diferentes opciones que se plantearon. Se desarrolló un modelo que integraba simulaciones CFD de: caja de vientos, combustión en el hogar y transferencia de calor en la zona de recuperación de calor.
Caja de vientos
Modelo CFD de combustión y transferencia de calor de la caldera
Este modelo CFD integral constituyó un simulador de la caldera que permitía evaluar cualquier cambio en la operación o modificaciones geométricas de esta, tales el reparto de aire o carbón entre los quemadores, el grado de rotación en estos o el uso de otros carbones, y estudiar así cómo afectaban a las emisiones de NOx y a la transferencia de calor.
De esta forma, previamente a la implementación de medidas en la planta, se testeaba su funcionamiento en el modelo virtual. Ello permitió elegir las medidas óptimas y reducir tiempos de ejecución, además de dotar de confianza al personal técnico responsable de la toma de decisiones.
Resultados del proyecto de simulación
Este proyecto, ejecutado en un periodo de tiempo relativamente corto, consiguió reducir las emisiones de NOx de la caldera en más de un 50% respecto a la operación original, manteniendo las prestaciones térmicas y siendo mínimas las inversiones requeridas. Además, después de este proyecto, el personal técnico de la central térmica dispone de un simulador que le permite analizar modificaciones futuras en la operación o geometría de la caldera.
Publicación
La complejidad (y exactitud) del modelo desarrollado nos animó a presentarlo en 10th European Conference on Industrial Furnaces and Boilers, donde fue aceptado para una de las sesiones orales.
