Hay informes que indican que el mercado mundial de fluidos de transferencia de calor, conocidos como fluido térmicos, aumentará su valor desde los 1.684 M$ en 2011 hasta 2.557 M$ en 2017. Esta demanda depende de Europa, que supone un tercio de la demanda global de fluidos térmicos, y será impulsada por el crecimiento en la región Asia-Pacífico. Existe una gran variedad de fluidos térmicos, con una amplia variedad de usos, incluyendo la producción de energía, por ejemplo en plantas termosolares. El fluido solar más usado es una mezcla eutéctica de bifenilo y óxido de difenilo (p.e. Therminol VP-1, Globaltherm Omnitech y Dowtherm A). Los dos modos más comunes de degradación térmica son el craqueo térmico y el estrés oxidativo. El craqueo térmico consiste en la ruptura de las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, la oxidación es la ganancia de oxígeno. A alta temperatura, un fluido térmico se degrada, ya sea a través de craqueo térmico, de oxidación o de ambos. Durante el craqueo térmico se acumula carbono y comienza a disminuir la temperatura del punto de inflamación. Durante la oxidación se acumula carbono y el índice de acidez total, un indicador del estado oxidativo, comenzará a aumentar. El estado de un fluido térmico solar se monitoriza mediante la toma rutinaria de muestras y su análisis químico en un laboratorio. Esto se emplea para determinar la presencia de: • Hidrocarburos de cadena larga, indicado por el porcentaje de carbono en la muestra de fluido. • Hidrocarburos de cadena corta, indicado por la temperatura del punto de inflamación. El riesgo potencial de inflamabilidad de un fluido térmico solar en una planta termosolar puede deducirse de la temperatura del punto de inflamación, específicamente el punto de inflamación en copa cerrada, que se debe mantener por encima de los 100 ºC. • El estado oxidativo de un fluido térmico solar está indicado por el índice de acidez total del fluido y aumenta cuando éste se oxida. La toma de muestras rutinaria y el análisis químico son, por tanto, importantes para determinar la condición de un fluido térmico solar y para seguir su tendencia a lo largo del tiempo. Esto se puede utilizar para asegurar que se siguen de cerca los cambios en la condición del fluido y que las acciones se definen en base a la condición actual y proyectada en un punto de tiempo futuro. Modelización del estado de craqueo térmico y del estado oxidativo de un fluido térmico solar Monitorizar los hidrocarburos de cadena pesada, los de cadeReports indicate that the global heat transfer fluid (HTF) market will increase in value from $1,684 million in 2011 to $2,557 million in 2017. This demand is dependent on Europe which was reported to account for one-third of the global HTF demand and be driven by growth in the Asia-Pacific region. There are a wide variety of HTFs with a wide range of uses including the production of energy, for example, in concentrated solar power (CSP) plants. The most commonly used solar HTF is the eutectic mixture of biphenyl and diphenyl oxide (e.g., Therminol VP-1, Globatherm Omnitech and Dowtherm A). The two most common types of thermal degradation are thermal cracking and oxidative stress. Thermal cracking comprises the breaking-up of larger hydrocarbon molecules into smaller molecules; oxidation is the gaining of oxygen. At high temperature, a HTF will degrade through thermal cracking or oxidation or both. During thermal cracking, carbon will accumulate and the flash point temperature will start to decline. During oxidation, carbon accumulates and the total acid number (TAN), an indicator of oxidative state, will start to increase. The condition of a solar HTF is monitored by taking routine samples and sent to the laboratory for chemical analysis. This is used to define the presence of: • Heavy-chain hydrocarbons, indicated by the percentage of carbon in a HTF sample. • Light-chain hydrocarbons, indicated by the flash point temperature. The potential flammability hazard of a solar HTF in a CSP plant can be inferred from the flash point temperature, specifically the closed flash point temperature, which needs to be maintained above 100ºC. • The oxidative state of the HTF is indicated by the TAN of the fluid and increases as it oxidises. Routine sampling and chemical analysis is therefore important in assessing the current condition of a solar HTF and following this trend over time. This can then be used to ensure that changes in fluid condition are closely monitored and actions are defined based on both the current condition and the projected condition at a future point in time. Modelling the state of thermal cracking and oxidative state of a solar HTF Monitoring heavy-chain hydrocarbons, light-chain hydrocarbons and the TAN MONITORIZAR LA DEGRADACIÓN DE FLUIDOS TÉRMICOS SOLARES Las plantas termosolares funcionan a altas temperaturas durante largos periodos y los fluidos de transferencia de calor se degradan con el tiempo por craqueo térmico, por oxidacióno por ambos. Es importante que estos procesos se monitoricen de forma rutinaria para asegurar que la planta continúa operando de forma segura y eficiente. Para evaluar el estado de craqueo térmico y el de oxidación se pueden utilizar análisis de laboratorio, y en este artículo se discute unmodelo para establecerlos. MONITORING THE DEGRADATION OF HEAT TRANSFER FLUIDS Solar thermal plants run at high temperatures for extended periods and over time heat transfer fluids will degrade through thermal cracking or oxidation or both. It is important that these processes are routinely monitored to ensure a plant continues to operate safely and efficiently. Laboratory analysis can be used to assess both the state of thermal cracking and oxidation. A model for assessing these is discussed in this article. FuturEnergy | Marzo March 2016 www.futurenergyweb.es 23 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP
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