ME5400 - Ingeniería en TermofluidosFACTIBILIDAD TÉRMICA DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR FUENTES GEOTÉRMICAS

Prof.: Ramón FriederickAlumnos: Diego Castro Víctor Santibáñez Alonso Duque

Descripción del Problema◦ Desarrollar ingeniería de perfil de una planta geotérmica en Chile para generación eléctrica de 20 [MW].

Selección del Yacimiento

Lugar Ciudad Minería Camino

Tolhuaca Temuco (110 km) NO NO

Puchuldiza Iquique (160 km) SI SI

Apacheta Calama (139 km) SI SI

El Tatio Calama (129 km) SI SI

Calabozos Santiago (240 km) NO SI

Nevados de Chillán Chillán (76 km) NO NO

Cordón Caulle Osorno (65 km) NO NO

Selección del Yacimiento

Lugar Tipo Temperatura ProfundidadTolhuaca Acuífero (2) 150 – 160 °C

150 – 160°C120 – 320 m1024 m

Puchuldiza Manantiales 180 – 210 °C 563 mApacheta Fumarolas >250 °C 600 mEl Tatio Pozos (13) >252 °C

>256 °C571 – 735 m875 – 1820 m

Calabozos Fumarolas 235 – 300 °C 274 mNevados de Chillán Fumarolas 125 – 200 °C 274 mCordón Caulle Fumarolas

Manantiales170 – 180 °C225 – 300 °C

1500 – 2000 m1500 – 2000 m

Selección del Yacimiento

Selección del Yacimiento

Características de los Distintos Yacimientos

Acceso

Selección Final del Yacimiento

Selección de Tecnología

Tecnología Intervalo de Potencia [MW]

Intervalo de Temperaturas [°C] Estado del Fluido Costo

RelativoPotencia

Instalada (%)Eficiencia Relativa

Flash 3 - 90 > 180 Líquido + Vapor Medio 42 Media

Vapor Seco ~ 40 > 180 Vapor seco Bajo 26 BajaCiclo Binario (incluye Kalina) 7 - 10 < 180 Líquido + Vapor Alto 4 Alta

Termodinámica de Ciclo Flash

Diagrama de Flujo Ciclo Flash

Cálculo de puntos termodinámicos

Punto 1 Fluido de entrada

Fluido de entrada

Temperatura 250 ºC

Presión 39,73 bar

Calidad Liquido saturado

Cálculo de puntos termodinámicos

Punto 2

Flujo másico 1000 ton/h

Densidad 11 kg/m3

Calidad 23% vapor

Temperatura 200 ºC

Presión 15,54 bar

Entalpía 1,48 E+10 kJ/h

Cálculo de puntos termodinámicos

Punto 3 Fase vapor

Flujo másico 230 ton/h

Densidad 2,63 kg/m3

Temperatura 200 ºC

Presión 15,54 bar

Entalpía 3,03 E+9 kJ/h

Cálculo de puntos termodinámicos

Punto 4 y 5 Turbina multietapa

Turbina alta presión

Turbina baja presión

Condensado Final

Flujo másico 230 85 315 ton/h

Densidad 2,63 0,5 0,4 kg/m3

Temperatura 200 131,12 98,95 ºC

Presión 15,54 0,8 0,6 Bar

Entalpía 3,03 E+09 1,13 E+09 4,22 E+09 kJ/h

Cálculo de puntos termodinámicos

Punto 7 Fase liquida

Flujo másico 770 ton/h

Densidad 902 kg/m3

Temperatura 200 ºC

Presión 15,54 bar

Entalpía 1,18 E+10 kJ/h

Cálculo de puntos termodinámicos

• Potencia final estimada: 20 [MW]

• Solo un ciclo flash

Plan de Trabajo

Semana 9 Semana 10 Semana 11 Semana 12 Semana 13 Semana 14 Semana 15

Análisis PreliminarBuscar Fuentes ViablesSeleccionar Alternativa

ProyectoDiagrama de flujo

Eleccion de fluídos

Calculo estados termodinámicos

Dimensionamiento de componentes

Dimensionamiento de planta

Análisis económico

Referencias◦ O.Lacourt M., “Análisis de diversas alternativas para generación de enegía eléctrica con fuentes

geotermales en Chile”, Universidad de Chile, Nov. 2010.◦ A. Lahsen, F. Sepúlveda, J. Rojas, C. Palacios, “Present Status of Geothermal Exploration in Chile,

Proceedings world geotermal congress 2005, Antalya, Turkey”, 24-29 Apr. 2005.◦ http://www.geothermal-energy.org/geothermal_energy/que_es_la_energia_geotermica.html◦ L. Urzúa, “Apacheta, a New Geothermal Prospect in Northern Chile”, ENAP, Santiago, Chile, 2002.

Muchas Gracias