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La reutilización en las centrales de ciclo combinado

David de la Fuente Garcia

14 de enero de 2015

La reutilización en las centrales de ciclo combinado

1. Ciclos Combinados. Principios básicos 2. Origen y tratamiento del agua de aporte 3.  Proyectos de reducción del consumo agua

Ciclos combinados. Principios básicos

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Ciclos combinados. Principios básicos ¿Qué es un Ciclo Combinado?

Es una instalación de producción de energía eléctrica en la que dos procesos relativamente poco eficientes se utilizan simultáneamente, combinándolos para conseguir una mayor eficiencia global.

Energía en el Combustible 100 %

Pérdidas por Radiación

0,5%

Pérdidas mecánicas y

eléctricas 1,0%

Energía Eléctrica

37 %

Energía en los gases de escape

61,5 %


Pérdidas por Radiación y por

la Chimenea 13 %


eléctricas 1,0%

Energía Eléctrica

37 %

Energía al Condensador

49 %

Ciclo de Bryton

Ciclo de Rankine

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Ciclos combinados. Principios básicos Rendimiento de los Ciclos Combinados

GT

Aire

Gases de Combustión

Calientes (1325 ºC)

Combustible

G ~

Gases de Combustión “Fríos“ (620 ºC)

Aire

Aire

Cámara de Combustión

Compresor Turbina

Turbina de gas

Gases de Combustión Fríos

Agua

Vapor

Aire

Combustible

Condensador Agua/Aire

Turbina

Ciclo Combinado

HP IP LP G ~ G ~


Pérdidas por Radiación

0,5%


eléctricas 1,0%

Energía Eléctrica

37 %

Energía en los gases de escape 61,5 %

Pérdidas por Radiación y por

la Chimenea 9 %


eléctricas 1 %

Energía Eléctrica

20%

Energía al Condensador

31 %

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Ciclos combinados. Principios básicos

Rendimiento: 57 %

Calor al medio: 9,5 % + 31%

Refrigeración: 31 % (54 %)

Rendimiento de los Ciclos Combinados

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CCC Puerto de Barcelona (865 MW) CCC Besós (400 MW)

CCC Sagunto (1.232 MW)

CCC Cartagena (1.249 MW)

CCC Málaga(416 MW)

CCC Campo de Gibraltar (781 MW)

CCC San Roque (390 MW)

CCC Palos (1.167 MW)

CCC Aceca (373 MW)

CCC Sabón (391 MW)

Ciclos combinados. Grupo GNF

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CCC Hermosillo (250 MW)

CCC Naco Nogales (258 MW)

CCC Tuxpan 3&4 (983 MW)

CCC Ecoeléctrica (238 MW)

CCC Norte Durango (450 MW)

Ciclos combinados. Grupo GNF

Origen y tratamiento del agua de aporte

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¿ Qué es un ciclo combinado ? Visión general

PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUA TORRE REFRIGERACIÓN

TREN DE POTENCIA: TURBINAS GAS Y VAPOR +

GENERADORES + CONDENSADOR CALDERA

Aporte de Agua

Vertidos

Purgas y drenajes caldera y TV

Drenajes PTA

Purga Torre Refrig.

Usos (m3/MWh)

Refrigeración (0,66-0,95)

Aporte a Caldera (0,003-0.012)

Reducción de NOx, servicios,

contraincendios, etc.

Emisiones

Evaporación Torre Refrig.

Ventéos Caldera

Origen y tratamiento del agua de aporte

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Según la procedencia del agua y los caudales y las calidades exigidas (según el uso) se aplicarán diferentes técnicas de tratamiento.

Aguas residuales urbanas

Desmineralización 1: Osmosis Inversa

Compresión Mecánica de Vapor

Desmineralización 2: Lechos mixtos

Electrodesionización

A caldera A inyección de NOx

Desengrasado / Desarenado

Tratamiento biológico: Lodos Activos/Clarificación sec.

SBR MBBR

Desinfección

Clarificación Descarbonatación

Flotación

Ajuste de pH

Filtración: Filtros de Arena

Filtros de Carbón Activo Microfiltración Ultrafiltración

Espesamiento de Lodos

Tanque mezcla de Lodos

Deshidratación de Lodos

A desecho

PTA: Tecnologías aplicables.

Planta de tratamiento de agua Origen y tratamiento del agua de aporte

Agua de rio

Agua dulce Agua de mar

Agua reciclada

A servicios/contraincendios (agua dulce)

A torre de refrigeración

A servicios/ contraincendios

(agua salada)

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Origen: Agua salada Origen y tratamiento del agua de aporte

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CICLO COMBINADO AGUA APORTE SISTEMAS DE LA PLANTA DE AGUA CAUDAL NOMINAL DE TRATAMIENTO (m3/h)

CAUDAL NOMINAL DE PRODUCCIÓN (m3/h)

SAGUNTO (VALENCIA) AGUA DE MAR

FILTRACIÓN MULTIMEDIA A PRESIÓN

3 X 74 3 x 18

FILTRACIÓN DE CARBÓN ACTIVO

OSMOSIS INVERSA PRIMER PASO

OSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO

ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)

TUXPAN (MEXICO) AGUA DE MAR

FILTRACIÓN MULTIMEDIA

2 X 24 2 X 6



LECHOS MIXTOS

SAN ROQUE (CADIZ) AGUA DE MAR / AGUA DE RED

FILTRACIÓN DE ARENA

4 x 40 2 x 121

FILTRACIÓN CARTUCHOS

COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)

LECHOS MIXTOS

CARTAGENA AGUA DE MAR

FILTRACIÓN CARTUCHOS

2 X 50 2 X 124

COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)

FILTRACIÓN DE ARENA

LECHOS MIXTOS

PUERTO DE BARCELONA AGUA DE MAR


3 X 23 2 X 15 COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)

LECHOS MIXTOS

Aporte a torre de

refrigeración procedente de

planta regasificadora


Origen: Agua dulce Origen y tratamiento del agua de aporte

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PALOS DE LA FRONTERA (HUELVA) AGUA INDUSTRIAL (DULCE)

DECANTACIÓN

1 X 60 3 x 16,2

MICROFILTRACIÓN

ÓSMOSIS INVERSA PRIMER PASO

DESGASIFICACIÓN

ÓSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO


CAMPO DE GIBRALTAR (CADIZ) AGUA INDUSTRIAL (DULCE)

MICROFILTRACIÓN

3 X 122 3 X 100


DESGASIFICACIÓN

TRATAMIENTO UV


SABON (A CORUÑA) AGUA DE EMBALSE

MICROFILTRACIÓN

3 x 35 3 x 25


DESGASIFICACIÓN


ACECA (TOLEDO) AGUA RIO

CLARIFICACIÓN-DESCARBONATACIÓN

1 x 650 2 x 27

MICROFILTRACIÓN


ÓSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO



Origen: Agua residual urbana Origen y tratamiento del agua de aporte

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HERMOSILLO (MEXICO) AGUAS NEGRAS

TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LODOS DE ACTIVADOS

2 X 200 2 x 30

CLARIFICACIÓN - DESCARBONATACIÓN

FILTRACIÓN ARENA

OSMOSIS INVERSA

LECHOS MIXTOS

NACO-NOGALES (MEXICO)

AGUAS NEGRAS (Previo tratamiento con lagunaje)

TRATAMIENTO BIOLÓGICO SBR

2 X 225 1 X 7,7

CLARIFICACIÓN - DESCARBONATACIÓN


OSMOSIS INVERSA

LECHOS MIXTOS

NORTE-DURANGO (MEXICO)

AGUAS NEGRAS (Previo tratamiento con lagunaje)

TRATAMIENTO BIOLÓGICO MBBR

60 17

FLOTACIÓN (DAF)

ULTRAFILTRACION




MÁLAGA

AGUA AFINO EDAR (450 m3/h uso directo en la torre de

refrigeración)

DECANTACIÓN

1 X 48 2 X 28


ULTRAFILTRACIÓN

FILTROS DE CARBÓN ACTIVO

ÓSMOSIS INVERSA

TRATAMIENTO UV

LECHOS MIXTOS

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Gas Natural Fenosa recicla, para la utilización en sus centrales de ciclo combinado, el equivalente a la producción de aguas residuales urbanas de una

población de 141.000 habitantes (Ej: Lérida)

Origen: Agua residual urbana Origen y tratamiento del agua de aporte

Proyectos de reducción del consumo de agua

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•  Proyecto cofinanciado por la UE y coordinado por Kema.

•  El objetivo era obtener agua de los gases de escape antes de su salida a la atmósfera por la chimenea, reduciendo de esta forma el consumo de agua para la generación de vapor.

•  La condensación directa de los gases de escape requiere su enfriamiento y un tratamiento para evitar su acidez y corrosividad.

•  Se han realizado pruebas en CCC Aceca con una panta piloto diseñada para recibir 1.000 m3/h de gas con el objetivo de capturar 1 m3/h de agua.

•  A pesar de haber obtenido un buen rendimiento en una central térmica de carbón y en una planta papelera, en el caso del ciclo combinado, por las diferentes condiciones (mayor Tª y menor contenido en agua) no se han obtenido los resultados esperados.

Proyecto CapWa Reducción consumo de agua

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Proyecto CapWa Reducción consumo de agua

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Proyecto (- H2O) Reducción consumo de agua

•  Mejora rendimiento/conversión en la PTA.

•  Optimización de la química del ciclo agua-vapor para reducir las purgas de caldera.

•  Monitorización y mant. preventivo para evitar fugas en válvulas de caldera.

•  Aumento ciclos de concentración en las torres de refrig. •  Purgas y drenajes de caldera y de TV como aporte a la

torre y en la producción de agua desmineralizada.

•  Drenajes de la PTA como aporte a la torre.

•  Esfuerzos centrados en el tratamiento de la purga de la torre de refrigeración.

•  Reducción del consumo de agua por dos vías:

•  Utilización de la purga tratada como agua de aporte.

•  Aumento de los ciclos de concentración (concentración de sales resultante menor que el agua de aporte).

•  Estudio de viabilidad técnico-económica para tres plantas de ciclo combinado (En proceso).

•  Resultados preliminares: la mejor opción debido a la alta conversión hidráulica y a razonables costes de explotación es la Filtración + EDR en sólo una de las plantas.

Muchas gracias

Esta presentación es propiedad de Gas Natural Fenosa. Tanto su contenido temático como diseño gráfico es para uso exclusivo de su personal.

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