Alternativas para la definición del rendimiento exegético de un intercambiador de calor

Abstract

En el ámbito de la termodinámica, aún no existe unanimidad en la definición del rendimiento exergético de un proceso, asistiendo al menos dos alternativas: el cociente entre las energías finales y las energías iniciales o el cociente entre las exergías producidas y las exergías consumidas interpretadas como las que se desean obtener sobre las que se intervienen para lograrlo. Se presenta la caracterización del comportamiento de un intercambiador de calor mediante las dos posibles definiciones de rendimiento exergético de un proceso. se comparan ambas posibilidades con la eficiencia del intercambiador y con el rendimiento térmico. Se aplica el método al intercambiador de baja presión de una central térmica de 10 MW de potencia que opera según un ciclo con 3 extracciones. Para operación a plena carga, en base a datos reales de operación de la central, se obtienen rendimientos exergéticos en el intercambiador de baja presión del 67% y 72 % según las respectivas definiciones, mientras el rendimiento térmico asciende al 99% y la eficiencia del intercambiador a 82,5% con un número de unidades de transferencia NTU de 1, 72.

In the field of thermodynamics, there is still no unanimity in the definition of the exergy efficiencies of a process, with at least two alternatives: the ratio between the final exergies and the initial exergies or the ratio between the exergies produced and the exergies consumed interpreted as those that are desired to obtain over those that are invested to achieve it. The characterization of the behavior of a heat exchanger is presented through the two possible definitions of the exergy efficiency of a process. Both possibilities are compared with the efficiency of the exchanger and with the thermal performance. The method is applied to the low pressure exchanger of a 10 MW thermal power plant that operates according to a cycle with 3 extractions. For full-load operation, based on actual plant operation data, exergetic yields are obtained in the low-pressure exchanger of 67% and 72%, according to the respective definitions, while the thermal yield amounts to 99% and the efficiency of the exchanger at 82.5% with a number of transfer units NTU of 1.72.