La última vez planteábamos uno de los problemas ocultos de la generación eléctrica con vapor geotérmico.

Veíamos cuánto mejoraba el aprovechamiento energético cuando teníamos un proceso a condensación, y por qué lo GNC se convertían en un inconveniente si no se eliminaban. Puedes echarle un vistazo aquí

La Solución

Como dije en un inicio, para solventar se usan eyectores y bombas de vacío.

La experiencia indica que si el porcentaje peso de los GNC es menor al 1% se usan eyectores, entre el 1% y 4% se usan sistemas híbridos, eyectores y bombas de vacío, y superior al 4% se usen solamente bombas de vacío.

Cuando el porcentaje de GNC supera el 50%, el consumo energético requerido para extraerlos no suele compensar economicamente la generación eléctrica, y en estos casos es más recomendable un ciclo de potencia sin condensador.

Extracción con sistemas de eyectores

Como recordarás, los eyectores funcionan con el principio de Bernoulli.

Para el caso tiene:

Una entrada de vapor motriz. Este vapor normalmente se toma de la tubería principal de vapor que va hacia la turbina.

Una entrada de Gases No condensables, estos son tomados del condensador, en una zona que está diseñada para acumularlos.

Cuando el vapor para por la boquilla se acelera incrementando su velocidad y reduciendo la presión a un punto que es menor que la del condensador, entonces puede succionar los GNC, después hay una zona de mezcla y un difusor que permite recuperar la presión, pero aún así, esta presión sigue siendo menor que la atmosférica. Aún no es posible descargarlos, la solución: poner otra etapa.

Como viste en el diagrama, a la salida tenemos una mecla de vapor y GNC. Meter esa mezcla al segundo eyector sería una carga innecesaria, solo se deberían succionar los GNC, por esto hay que separarlos.

Para separarlos hay un equipo intermedio: un condensador…

Normalmente este es un condensador “pequeño” de contacto directo de forma cilíndrica. Tiene una entrada de mezcla, una entrada de agua de enfriamiento que baña a la mezcla, una salida de agua y una salida de GNC…

Ahora, los GNC están separados del vapor y pueden ingresar a la siguiente etapa de eyectores.

A la salida de la segunda etapa los GNC ya tienen una presión mayor a la atmosférica, pero como imaginarás salen mezclados con el vapor motriz y es necesario otro condensador para repetir el proceso.

A la salida ya es posible descargarlos a la atmósfera sin mayor inconveniente.

Como ves, para esta solución solo se requiere vapor motriz, pero recuerda que es vapor que no va a ser turbinado…

Extracción con sistemas híbridos

Con los sistemas híbridos normalmente se tiene una primera etapa de eyectores, los GNC son succionados por el eyector y tiene un condensador a la salida para separar los GNC del vapor motriz. Pero en lugar en entrar a otra etapa de eyectores, los GNC entran a una bomba de vacío de anillo líquido.

Es una bomba de desplazamiento que normalmente gira a bajas revoluciones. los GNC se introducen en el rodete y se reduce el volumen incrementando la presión. Para evitar pérdidas volumétricas se hace un sello de agua.

Pero mejor que te lo explique el fabricante en este video 😁:

Esta bomba requiere un pequeño tanque de agua para mantener el nivel adecuado dentro de la bomba y pueda operar correctamente. A la salida de la bomba solo se tienen GNC a una presión adecuada para hacer la descarga. Ya no necesita de un condensador para separar.

Esta solución requiere de vapor motriz, y electricidad para el motor de la bomba, que dependiendo de la carga de GNC pueden llegar a ser de un consumo considerable (mayor a 400kW)

Extracción con sistemas de bombas de vacío

Estos sistemas suelen ser de menos componentes y solo requerir electricidad para las bombas de vacío.

En estos casos, si se intentara usar un sistema de eyectores el consumo de vapor no compensa el consumo de electricidad que requerirían bombas de vacío.

Adicionalmente se requieren otros componentes como tanques para mantener los niveles en los condensadores, bombas para mover el agua de enfriamiento, válvulas e instrumentación.

Generalmente la descarga de los GNC se hace en la parte superior de la torre de enfriamiento.

Estos sistemas no son exclusivos de la geotermia, si no que suelen requirirse en otras industrias con sus particularidades.

Y así es como se solventa el “problema con los gases no condensables“ en la geotermia.

Espero te haya sido de ayuda o parecido de utilidad.

Si tienes alguna consulta puedes hacerla respondiendo a este correo.

Por cierto, las disculpas por la demora, ayer me fue imposible enviarlo.

Que tengas una excelente semana.

Ricardo,