Planta de cogeneración en una fábrica integral de papel

Abstract

En este Proyecto Fin de Master se realiza el análisis preliminar y dimensionamiento de una planta de cogeneración en una fábrica integral de papel para mejorar su consumo energético, sus resultados de explotación y reducir su impacto medioambiental. Se estudia la opción de utilizar como combustible la biomasa residual de poda y descortezado junto con el licor negro resultante del proceso de fabricación, y el tipo de caldera a utilizar. Alternativamente se estudia la opción de gas natural como combustible, bien mediante motor alternativo de combustión interna o bien mediante turbina de gas. En ambos casos, se analizan las características de los combustibles, los ciclos térmicos, los equipos a implantar y las emisiones de humos generados. Así mismo, se examinan las distintas normativas que afectan a la cogeneración y al tipo de instalación a implantar, así como las posibles alternativas de energías renovables que podrían ser utilizables en su caso. Por último, se proponen mejoras aplicables a este tipo de instalaciones.

Master amaierako lan honetan paper-kogenerazio lantegi integrala aurrez analizatu eta dimentsionatuko dut, hiru ataletan hobetzeko asmoz: energia kontsumoa, ustiapen emaitzak eta ingurumen inpaktua. Bertan ere aztertuko dut erregai bezala hondar-biomasa erabiltzea (bai kimaketatik bai zuriketatik baita fabrikazio-prozesutik darion lixiba beltzetik datorrena) zein horretarako erabiliko dugun galdara. Aldi berean aztertzen dut gas naturala ordezko erregai bezala erabiltzea, barne-errekuntzako motorraren bidez edo gas-turbinaren bidez. Kasu bietan aztertuko ditut erregaien ezaugarriak, bero-zikloak, beharrezko ekipamendua eta ke-emisioak. Aldi berean, kogenerazioari eta dagokion instalazioari nola eragiten dioten araudiak aztertuko ditut, eta balizko ordezko energia berriztagarriak. Azkenik, instalazio horiek hobetzeko proposamenak egingo ditut.

This End of Master Project carries out the preliminary analysis and dimensioning of a cogeneration system in an integral paper factory to improve the energy consumption, the exploitation results and to reduce the environmental impact. The option of using as energy source the residual pruning and deriding biomass together with the black liquor resulting from the manufacturing process and the type of boiler to be used is being explored. Alternatively, it is considered the option of natural gas as fuel, either by internal combustion engine or by gas turbine. In both cases, the characteristics of the energy sources, the thermal cycles, the equipment to be implanted and the emissions of smoke generated are analysed. Likewise, it examines the different regulations affecting cogeneration and the type of installation to be implemented, as well as the possible renewable energy alternatives that could be usable in case. Finally, improvements are proposed for this type of facilities.

Ce Projet de Fin de Master a pour objectif de réaliser l’analyse et le dimensionnement préliminaires d’une centrale de cogénération dans une usine intégrale de papier, afin d’améliorer sa consommation d’énergie, ses résultats d’exploitation et de réduire son impact environnemental. Le principe est d’étudier la possibilité d’utiliser comme combustible la biomasse résiduelle d’élagage et d’écorce, ainsi que la liqueur noire résultant du processus de fabrication et de définir le type de chaudière à utiliser. L’option du gaz naturel comme carburant est également étudiée, soit par un moteur alternatif à combustion interne, soit par une turbine à gaz. Dans les deux cas, les caractéristiques des combustibles, les cycles thermiques, les équipements à installer et les émissions de fumées générées sont analysés. Egalement sont examinées les différentes réglementations qui affectent la cogénération et le type d’installation à mettre en place, ainsi que les alternatives d’énergies renouvelables qui pourraient être éventuellement utilisées. Enfin, des améliorations pour ce type d’installations sont proposées.