Optimización de un sistema ORC para recuperación de calor residual de motor de propulsión marino

Abstract

Castellano: El objetivo del siguiente trabajo, consiste en realizar un estudio que permita optimizar la instalación de un ciclo ORC para diferentes potencias caloríficas disponibles. Para ello será necesario diseñar el ciclo ORC, mediante el cual se va obtener energía eléctrica en un buque aprovechando el calor residual del agua de refrigeración a alta temperatura del motor (camisas, culatas y enfriador de aire). El fluido de trabajo en el ciclo es el R1233zd(E). Se diseñarán los intercambiadores de calor necesarios en el ciclo para configuraciones de 300, 600, 900 y 1.200 kW de potencia calorífica, empleando el método de la temperatura media logarítmica LMTD. Para los cálculos, se empleará el programa informático EES. Por último, se analizarán los datos de operación durante 6 meses de un motor Wärtsilä 9L32 instalado en un buque, con los que se calculará la energía eléctrica que se produce con cada configuración de ORC y el combustible que permitiría ahorrar al buque.

Ingles: The aim of this project is based on realizing a study of the behavior of the ORC for different calorific power. It will be necessary to design the ORC, by means of which electrical energy is obtained in a ship taking advance of the waste heat recovery of the high temperature cooling water (for cylinder block, cylinder head and air cooler). The work fluid of the cycle is R1233zd(E). The heat exchangers needed in the cycle for 300, 600, 900 and 1.200 kW calorific power configurations will be designed with the logarithmic mean temperature difference LMTD method. For the calculations, EES program will be used. Finally, the operation data for 6 months of a motor Wärtsilä 9L32 installed on a ship will be analyzed, with which will calculate the electric power produced in each configuration of ORC and the fuel that would save the ship.

Euskera: Lan honen helburua bero-potentzia erabilgarri desberdinentzako ORC ziklo baten portaera aztertzea da. Horretarako ORC zikloa diseinatzea beharrezkoa da. Honen bidez itsasontzi baten motorraren bloketik (zilindro-atorra, zilindro burua eta airearen bero-trukagailua) goi-tenperaturan datorren hozte-uraren hondar-beroa aprobetxatuz energia elektrikoa sortuko da. Zikloaren lan fluidoa R123zd(E) da. Zikloan 300, 600, 900 eta 1.200 kW-ko bero-potentzia duten konfigurazioentzako beharrezkoak diren bero-trukagailuak diseinatzeko, LMTD batezbesteko tenperatura logaritmikoaren metodoa erabiliko da. Honako kalkuluak egiteko EES programa informatikoa erabiliko da. Azkenik, itsasontzi baten instalatuta dagoen Wärtsilä 9L32 motore batek 6 hilabetetan zehar izan dituen operazio datuak aztertuko dira. Datu hauekin ORC konfigurazio bakoitzeko sortzen den energia elektrikoa eta horri esker itsasontziak aurreztuko duen erregaia kalkulatuko da.