FORO “LA SEGURIDAD ENERGÉTICA DE MÉXICO”FORO  LA SEGURIDAD ENERGÉTICA DE MÉXICO

"Confiabilidad en la Generación de Energía",

Modernización de Centrales HidroelécricasModernización de Centrales Hidroelécricas(Enfoque de Andritz Hydro Morelia / Mexico)

Ó ÓMUSEO TECNOLÓGICO DE COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD4 y 5 de mayo de 2011

Modernización de Centrales Hidroelécricas(Enfoque de Andritz Hydro Morelia / Mexico)

ANDRITZ HYDRO

ANDRITZ HYDRO es un suministrador a nivelANDRITZ HYDRO es un suministrador a nivelANDRITZ HYDRO es un suministrador a nivel mundial de equipos electromecánicos y servicios

llave en mano ("Water to Wire") para centrales

ANDRITZ HYDRO es un suministrador a nivel mundial de equipos electromecánicos y servicios

llave en mano ("Water to Wire") para centrales ( ) phidroeléctricas con una muy destacada posición en el creciente mercado de generación eléctrica.

( ) phidroeléctricas con una muy destacada posición en el creciente mercado de generación eléctrica.

2 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

Modernización de Centrales Hidroelécricas(Enfoque de Andritz Hydro Morelia / Mexico)

ModernizaciónService & Rehab

Soluciones , productos y servicios para el ciclo de vida completo de una Central Hidroeléctrica.

Alcance: Evaluación de la Central Rehabilitación general g Repotenciación / modernización Estudios de factibilidad Análisis de vida residual Evaluación de riesgos Contrato de mantenimiento Suministro de piezas de recambio Análisis de fallas y soluciones Monitoreo Online & sistemas de diagnóstico

DIA TECHServicios de entrenamiento

3 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

Servicios de entrenamiento Servicio técnico

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Para garantizar la confiabilidad energética además de construir nuevas centrales e

i t l i lé t i iinstalaciones eléctricas, es necesario mantener en buen estado y modernizar las instalaciones ya existentes incorporando ainstalaciones ya existentes, incorporando a

las mismas los posibles avances tecnológicos generados desde la fecha g g

original de su manufactura al día de hoy.

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Conceptos a considerar durante envejecimientoRe - desarrollo:Modernización oRehabilitación o

Reconstrucción o - turbina nueva- casa de maquinasnueva

- represa nueva.

Repotenciamiento: mayor valor agregado(e.g.. GWh )

Reconstrucción oMantenimiento :de los componentesa las condicionesoriginales

Rendimiento Hidráulico

g

Confiabilidad y seguridad

Costos de O & M

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Tiempo de operación

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Tendencias de la eficiencia al través del tiempo

La eficiencia puede ser impactada por varios factores como:Cambios en el régimen operativo

(por ej. Frecuencia 50 Hz => 60 Hz)Desgaste (abrasión, erosión, corrosión)g ( )

Partes más afectadatas: Laberintos y álabesEfectos de cavitación (empeorando los perfiles)

Partes más afectadatas: Alabes y banday

La tendencia de la eficiencia es a reducirse al correr de los años !

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Pérdidas en la turbina Francis

– Carcasa espiral– Ante-distribuidor– Distribuidor– Rodete

C ji t– Cojinetes– Laberintos (Fugas)– Tubo de aspiraciónTubo de aspiración

• Las pérdidas ocurren en todos los componentes

7 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Simulación Numérica del Flujo Simulación Numérica del Flujo (SNF)(SNF)

====Computational Fluid DynamicComputational Fluid Dynamic

(CFD)(CFD)

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Aplicaciones típicas del CFD relacionadas con la modernización y el mejoramiento de turbinas hidráulicas

1. Análisis del comportamiento hidráulico de t bi i t tturbinas existentes

2. Solución de problemas operativos

3 Definición del potencial de mejora3. Definición del potencial de mejora

4. Nuevo diseño de componentes hidráulicos

5 Modificación del diseño de componentes5. Modificación del diseño de componentes ya existentes

6. Comportamiento “prueba de modelo é i ”

9 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

numérica”

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Expandible a todo tipo de componentes

• carcasas espirales

• rodetes• Distribuidores

carcasas espirales• tubos de succión

10 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Ejemplo de Simulación por CFD de la entrada a una turbina Kaplan

11 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Diseño de modificaciones a componentes existentes:

Ejemplo de Simulación por CFD en álabes fijos de turbina Francis

• reducción de perdidas debidas al perfil hidráulico• minimización del flujo secundario

álabes fijosálabes fijosexistentesexistentes

álabes fijos álabes fijos modificadosmodificados

12 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Nuevo diseño de componentes a reemplazar:mejora de la eficiencia

Ejemplo de Simulación por CFD en rodetes de turbina Francis

• mejora de la eficiencia• incremento de la potencia

Rodete Rodete viejoviejo

Rodete Rodete nuevonuevo

13 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

viejoviejo

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• Pruebas de comportamiento hidráulico de componentes modificados o nuevos:

Es posible evaluar:

• capacidad de descarga • localización del punto de máxima eficiencia• límites de operación (cavitación, ...)

Rodete existente

Rodete nuevo

14 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Es posible estudiar el campo de presiones :

Predicción delcomportamiento de la cavitación

15 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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La Villita, México

Modernización y repotenciación de y plas unidades 2 y 3 tipo Francis en la desembocadura del Balsas en Puerto Lázaro cardenas México

Datos Técnicos : 4 unidades Francis verticales Pmax (inicial) = 76 MW H = 41 8 m Pmax (inicial) = 76 MW, H = 41.8 m, Pmax (final) = 80 MW, H = 41.8 m, N = 120 rpm Puesta en servicio original : 1970 Diámetro: 4,850 mm, Peso del rodete : 53,000 kg

Fecha de entrega:

16 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

Fecha de entrega:U3: Noviembre 2005U4: Diciembre 2005

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Supervisión del montaje del rodete y de las modificaciones en las partes fijas

17 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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I fi ill M i Modernización y Repotenciamiento de

4 turbinas de Salto medio de la C. H.

Infiernillo, Mexico

Infiernillo, localizada en el Río Balsas en el estado de Michoacán, México

Datos técnicos principales Datos técnicos principales 4 turbinas Francis verticales Pmax (original) = 160 MW, Pmax (nueva) = 200 MW, ( ) , En operación desde: 1964 Diámetro del rodete = 4,550 mm, Peso del Rodete = 56 tons

Entregas: U1 2008U2 2009U3 2009

18 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

U3 2009U4 2010

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I fi ill M iInfiernillo, Mexico

Rodete terminado en nuestras instalaciones de Morelia

19 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Desensamble de la

20 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

ese sa b e de aunidad No. 1

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Ensamble de turbina y los

21 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

ycojinetes, Unidad No. 1

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Infiernillo, Mexico

22 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

Pruebas de desempeño Unidad No. 1

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Ingeniería Eléctrica y de Control

Ingeniería, Fabricación, Instalación y Puesta en Servicio de G b d d T bi hid á li d d 1998Gobernadores de Turbinas hidráulicas desde 1998

Desde 2000 ANDRITZ HYDRO es integrador de todo el rango de Sistemas, así como integrador de plataformas tecnológicas de diferentes fabricantes tales como Allen Bradley, Siemens, G.E., etc, esto se ha redondeado en la integración de los siguientes sistemas:Sistemas de ExcitaciónSistemas de ProtecciónSistemas de Control distribuidoSistemas de Control distribuidoSistemas SCADASistemas de Sincronización de unidades generadoras

23 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

Sistemas integrados de control, protección y medición para Generación, Subestaciones de Distribución y Transmisión

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Productos Eléctricos disponibles en Andritz Hydro Morelia

S ó éS ó éSistemas de excitación en México:

• 112 sistemas fabricados desde 2001 a la fecha

Sistemas de excitación en México:

• 112 sistemas fabricados desde 2001 a la fecha

• Aplicación en centrales Hidroeléctricas y Termoeléctricas

• Referencia de Andritz Hydro más grande (en ejecución) (C H G i II V l 800 MW 10 X THYNE 6 4 500 ACD)

• Aplicación en centrales Hidroeléctricas y Termoeléctricas

• Referencia de Andritz Hydro más grande (en ejecución) (C H G i II V l 800 MW 10 X THYNE 6 4 500 ACD)(C. H. Guri II, Venezuela, 800 MW = 10 X THYNE 6, 4,500 ACD)

• Referencias en México, USA, Costa Rica, Colombia

(C. H. Guri II, Venezuela, 800 MW = 10 X THYNE 6, 4,500 ACD)

• Referencias en México, USA, Costa Rica, Colombia

• Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo

• Localización estratégica para Norte America, Centro America y Sudamérica

• Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo

• Localización estratégica para Norte America, Centro America y Sudamérica

24 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

SudaméricaSudamérica

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Productos Eléctricos disponibles en Andritz Hydro Morelia

Reguladores de velocidad para turbinas hidráulicas:

• 115 sistemas fabricados en México desde 1998 a la fecha

Reguladores de velocidad para turbinas hidráulicas:

• 115 sistemas fabricados en México desde 1998 a la fecha

• Diseño HPU y fabricación de válvulas distribuidoras

• Referencia más grande de HMX(Chicoasen HPP 300 MW Francis Vertical)

• Diseño HPU y fabricación de válvulas distribuidoras

• Referencia más grande de HMX(Chicoasen HPP 300 MW Francis Vertical)(Chicoasen HPP, 300 MW, Francis Vertical)

• Referencia mas grande (en ejecución) de HMX(La Yesca HPP, 375 MW, Francis Vertical, compuerta cilíndrica)

(Chicoasen HPP, 300 MW, Francis Vertical)

• Referencia mas grande (en ejecución) de HMX(La Yesca HPP, 375 MW, Francis Vertical, compuerta cilíndrica)

• Referencias en México, Guatemala, República Dominicana, Costa Rica, Honduras

• Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo

• Referencias en México, Guatemala, República Dominicana, Costa Rica, Honduras

• Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo

25 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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Ingeniería y Fabricación Automatización, Control y Protección

10 Sistemas de excitación estáticaPara Unidades de 800 MVA, 4,400 AC H GURI II (Venezuela)

5 Reguladores de VelocidadPara Unidad de 300 MWC H CHICOASEN México

26 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

C. H. GURI II, (Venezuela) C. H. CHICOASEN, México

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Muchas graciasMas cerca de ustedes

Muchas gracias

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