BIOBOILER


La colaboración entre CENER y la UPNA en el presente proyecto tiene por objetivo general desarrollar herramientas de utilidad para el diseño y operación de calderas de combustión de biomasa industriales y validarlas mediante la realización de ensayos en plantas comerciales actualmente en operación. El proyecto plantea el uso de metodologías alternativas para desarrollar herramientas que permitan evaluar y monitorizar de manera más precisa e incluso de manera anticipada el comportamiento fundente de las cenizas en caldera. Los objetivos específicos del proyecto incluyen el desarrollo y validación de: • Herramienta predictiva: enfocada al diseño de calderas, permitiendo la evaluación del comportamiento fundente de las cenizas generadas en función del tipo de biomasa y de la variación de los parámetros de operación. ver más

• Herramienta de control: permitirá identificar las condiciones del lecho en planta para permitir la detección anticipada de problemas de sinterizado y evitar la parada de planta.

El desarrollo y validación de las herramientas desarrolladas se realizará mediante ensayos de operación real con diferentes empresas que actualmente operan con diferentes tecnologías de caldera de combustión y tipos de biomasa.

El proyecto tiene una duración de 36 meses, desarrollándose en 4 fases de trabajo que se ejecutan en paralelo:
• Las Fases 1 y 2 constituyen el desarrollo de la herramienta predictiva incluyendo un modelizado Termoquímico (M1-M35) elaborado por CENER y un modelizado Fluidodinámico (M3-M36) a cargo de la UPNA.
• La Fase 3, realizada íntegramente por CENER consiste en el desarrollo de una herramienta predictva para el Control de Sinterizado de Lecho (M5-M33).
• Durante la Fase 4 se realizará la integración de los modelos desarrollados en las Fases 1 y 2 (M11-M36).

En el marco del Proyecto MULTIBIOM (Convocatoria del Programa INPACTO del MINECO) CENER ya desarrolló una Herramienta de Simulación y Predicción del Comportamiento de las Cenizas y Elementos Inorgánicos. La herramienta fue probada con éxito en 2 ensayos de operación real en la planta de Briviesca (Acciona Energía). Dicha planta, de escala industrial (16 MWe), cuenta con una tecnología de parrilla vibrante y utiliza como biocombustible paja de cereal.

Sin embargo, de cara a poder ofrecerla como un producto validado, la herramienta necesita de un mayor desarrollo para implementar una serie de mejoras:
• Realización de ensayos de validación en otro tipo de tecnologías como lechos fluidos burbujeantes o circulantes.
• Validación frente a diferentes tipos de biocombustibles diferentes de la paja de cereal desde el punto de vista composicional.
• Necesidad de integrar una herramienta de modelizado por dinámica de fluidos computacional (CFD) que permitaobtener datos predictivos referentes a los parámetros de proceso, especialmente de perfiles de temperatura y composición de la atmósfera de reacción en las distintas zonas de la instalación, con especial énfasis en la zona del lecho de reacción. Estos datos son necesarios de cara a establecer las condiciones de cálculo del modelo TQ.

La segunda de las herramientas (control del lecho) supone una novedad respecto del proyecto MULTIBIOM, ya que es de aplicación exclusiva sobre tecnologías de combustión en lechos fluidos. Debido a la configuración de la caldera, en las tecnologías de parrilla el fenómeno de sinterizado no es tan crítico, aunque provoca una mala combustión no obliga a interrumpir la operación normal de la planta.
El proyecto lleva 5 meses en curso que han servido para sentar las bases de la sistemática de trabajo y de los principios de los modelos a aplicar, así como la información necesaria para su validación experimental.

Ya se ha acordado con operadores de caldera que faciliten la información necesaria y que autoricen acceso a sus instalaciones para llevar a cabo la campaña experimental de muestreo, dadas las necesidades de recopilación de información y de muestras para poder comenzar tanto la fase de desarrollo experimental como de las simulaciones del proceso mediante CFD. Se está todavía pendiente, por parte del operador, el establecimiento una fecha concreta para realizar la primera prueba de operación.

  • Año: 2018
  • Sector estratégico: #EnergíasRenovablesyRecursos
  • Líder del proyecto: CENER
  • Socios del proyecto: Universidad Pública de Navarra (UPNA)