Con sus modelados y simulaciones fluido-dinámicas CIRCE resuelve problemas de todo tipo en equipos de combustión, gracias a su larga experiencia en combustión y a la aplicación de software matemáticos y numéricos punteros (MatLab, EES, ANSYS Fluent, etc.). Durante el 11CIB expondrá sus servicios en este ámbito.

Los modelos y/o simulaciones se aplican a calderas de parrilla fija o móvil, de pulverizado o de lecho fluidizado, y se suelen enfocar a:

  • Mejorar el diseño y las prestaciones de nuevos equipos: aumento de la eficiencia, modificación de geometrías y materiales, etc.
  • Optimizar la operación en plantas industriales existentes: control de emisiones, minimización del ensuciamiento, retrofitting, etc.
  • Desarrollar estrategias de control dinámico: control de la planta en función de variaciones del combustible, etc.
  • Reducir costes de nuevos desarrollos

En primer lugar, estas herramientas matemáticas y numéricas permiten reducir sustancialmente los costes de desarrollo de sistemas de combustión, al evaluar de modo sencillo, fiable y preciso múltiples opciones de diseño y operación.

No solo se optimiza el número de prototipos necesarios, sino que además la empresa incrementa la calidad del servicio y la satisfacción de sus clientes, al conocer y comprender con mayor grado de detalle los fenómenos que tienen lugar en sus equipos (turbulencia, transferencia de calor, etc.). Por todo ello se aceleran las mejoras de diseño, se optimiza la posición y cantidad de sensores y se incrementa la fiabilidad de los productos.

fcirce 11CIB 1 caldera inteligente p_miniOptimizar operaciones en plantas existentes

En segundo lugar, las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) pueden ser muy interesantes en plantas industriales existentes que deseen optimizar la operación de sus equipos de combustión y/o minimizar los problemas de emisiones o de ensuciamiento.

Con este tipo de herramienta se reduce el número de pruebas experimentales y se obtienen datos del proceso muy difíciles o casi imposible de obtener experimentalmente, como por ejemplo la localización de zonas de recirculación o la composición del gas en zonas de elevada temperatura y de erosión por partículas.

Además, se pueden realizar estudios predictivos del efecto de substitución de combustible, analizando el impacto en el rendimiento, las emisiones y evaluando el modo óptimo de inyección (en calderas de potencia de combustible pulverizado).

Control dinámico de plantas ingeligentes

Finalmente, existe un interés creciente en la aplicación de estas simulaciones o modelos para el desarrollo de estrategias de control dinámico de plantas de combustión llamadas “inteligentes”.
Como es bien sabido, mantener las condiciones de operación de una planta de combustión de biomasa en un punto óptimo, desde el punto de vista económico y medioambiental, es una tarea muy compleja.

No sólo intervienen las heterogeneidades del combustible, sino también el carácter no lineal del proceso de combustión y la variabilidad en la demanda de calor y/o de electricidad. Así, optimizar el control del proceso de combustión con modelos matemáticos robustos que describen ese proceso y tienen en cuenta los múltiples, y a veces contradictorios, objetivos y requisitos de la planta es cada vez más indispensable.

Por lo tanto, el uso de simulaciones CFD es de gran utilidad para complementar los datos de planta necesarios para el desarrollo de modelos robustos de control.

Adeline Rezeau y Carlos Herce/Fundación CIRCE
www.fcirce.es

Publicado en BIE 37 – Otoño 2017

bioenergia 40El 11º Congreso Internacional de Bioenergía presta atención este año a la transformación digital que trae consigo la 4ª revolución industrial y que, por supuesto, concierne al sector de la bioenergía. Algunas organizaciones que han comenzado ya el camino mostrarán sus experiencias y soluciones tecnológicas en el evento “Bioenergía 4.0”. Los asistentes conoceran sistemas de gestión integral de proyectos; soluciones para mejorar el comportamiento de las calderas; tecnologías para la operación inteligente de centrales de biomasa y de redes térmicas; o sistemas de mantenimiento predictivo y control online en tiempo real de procesos.

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