Modelación numérica del ingreso de flotantes superficiales en la toma de centrales hidroeléctricas

Abstract

El salto energético disponible por las turbinas en las centrales hidroeléctricas es afectado por obstrucciones que pueden darse en las rejas de toma debido a la presencia de basura o elementos flotantes en el embalse que fueron conducidos hasta allí. En la etapa de diseño de la central, conocer anticipadamente cómo será el desplazamiento de los flotantes, ayudará a elegir un método y sistema de limpieza de rejas adecuado para que esta pérdida de energía se mínima, ya que ello se traduce en una disminución de los ingresos por generación. En el presente trabajo se evalúa mediante modelación numérica el ingreso de flotantes en superficie a la toma de las turbinas de la ampliación de una central hidroeléctrica. En la primera fase se valida la modelación numérica del funcionamiento de la central actual y luego se evalúa el funcionamiento de dos alternativas de diseño de obra de toma. Los resultados obtenidos indican cual es la zona preferencial de acumulación de flotantes y predicen que el cambio del patrón de escurrimiento actual resultará en una reducción de flotantes en la central existente.

The head available by hydraulic turbines at hydroelectric power stations is affected by blockage at the trash racks due to the presence of debris floating on the reservoir that has been drift there. At the power station design stage, to know in advance how the floating elements are going to move will contribute to select the most adequate method and system of trash racks cleaning in order to minimize the energy loss, taking into account that this fact means a decrease of generation incomes. In the present work is evaluated the entrance to the turbine intake of floating debris near the free surface by means of numerical model simulations. The intake belongs to an expansion project of a power station. As a first step, it was modeled the current state of the power station in order to validate the numerical simulations, next it has been modeled two design alternatives of the power intake. The obtained results indicated the preferential deposition zones of floating debris and also indicated that the current flow pattern will reduce debris presence at the existing power station.