Recuperación energía mediante turbinado de …...< > 53 m PLANTA DESALADORA EN COPIAPÓ Tipo...

Recuperación energía mediante turbinado de salmuera en plantas desaladoras

Presentador: Elena Crespo Olazabal, ACCIONA AGUA

INDICE

• PRESENTACIÓN DE ACCIONA AGUA

• EJEMPLO DE IMPLANTACIÓN: PLANTA DESALADORA DEADELAIDA

• CASOS DE ESTUDIO:

• PLANTAS DESALADORAS EN CANARIAS• PLANTAS DESALADORAS EN CHILE

• DIFICULTADES EN EL DISEÑO

• CONCLUSIONES

ACCIONA es una compañía lider, a la vanguardia en energía, construcción, agua,

industrial y servicios, orientada al desarrollo sostenible y el bienestar social.

ACCIONA forma parte de:

• Indice IBEX 35

de la Bolsa de Madrid.

• Dow Jones Sustainability

World Index (DSJI World)

• Dow Jones Stoxx Sustainability

Index (DJSSI)

• Global Compact Lead

• Consejo Empresarial Mundial

para el Desarrollo Sostenible

(WBCSD)

Agua

Energía

Construcción

SostenibilidadCrecimiento económico Equilibrio medioambientalProgreso Social

ACCIONA COMPROMISO CON LA SOSTENIBILIDAD

Industrial

Servicios

En más de 30 países, 5 continentes

+75 añosde historia

50% control familiar

En I+D+i

Datos 31.12.2016

+30.000empleados

€193,9 m

€5.977mVENTAS

2016

€1.192mEBITDA2016

ACCIONA en Cifras

Ventas

708M €

EBITDA

119M €

Población beneficiada

+ 90 M

Plantas gestionadas

+ de 400

Presencia internacional

+ de 20 países

Experiencia

+ de 40 años

ACCIONA Agua, Cifras Clave 2016

ACCIONA Agua, líder en desalación y tratamiento de agua

Más de 75 plantas desaladoras

4 entre las más grandes del mundo

Enfoque dirigido a I+DCompromiso con la protección del medio ambiente, I+D, innovación y tecnología

400 plantas de tratamiento de agua100 plantas potabilizadoras300 plantas depuradoras

Completa oferta de serviciosIngeniería y diseño, financiación, compras, construcción y O&M

Premios Global Water IntelligenceMejor Empresa Mundial de Agua (2010 y 2013), Mejor Compañía Desalinizadora (2007 y 2016)

IDAM Beckton. Reino Unido

APROVECHAMIENTO ENERGÍA POTENCIAL DE SALMUERA

APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE LA SALMUERA

• Objetivo: reducción del consumo energético de la planta.• Aprovechamiento de la energía potencial de la salmuera disponible en

algunas plantas, debido a la diferencia de cota entre la planta y la descargade salmuera.

• Posibilidad de instalación en plantas de nueva construcción.• “Retrofits” en plantas existentes : combinar turbinas con recuperadores

isobáricos.

EJEMPLO DE IMPLANTACIÓN

PLANTA DESALADORA DE ADELAIDA

Adelaida, Australia

Capacidad: 300.000 m3/d

Planta diseñada para alimentarse a partir de energías renovables

PLANTA DESALADORA DE ADELAIDA, AUSTRALIA

TURBINA RECUPERACION DE ENERGÍA

< > 40 m

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE DESCARGA DE SALMUERA

• Saline concentrate Buffering Tank: situadoen la planta de osmosis en la cota + 52,00.Los niveles de operación del tanque varíanentre 57,50 y 58,50 metros.

• Sistema de recuperación de energía.• Todos los materiales en contacto con el

agua son Super Duplex o equivalentes conPREN > 40

ENERGÍA RECUPERADA PARA LOS DIFERENTES CAUDALES DE PRODUCCIÓN

Flow to Outfallm3/s

Plant duty %

Efficiency % OPERATION Mech. KW

<0,95 <50% - Stop -

0,95 50% 72.7 Start 278

1,14 60% 80.5 Continue 370

1,33 70% 85.9 Continue 460

1,52 80% 89.2 Continue 546

1,71 90% 90.3 Continue 622

1,896 100% 89.4 Continue 685

2.09 110% 86.4 Continue 728

Generator Efficiency

Load (%) Input kW Generator efficiency (%)

Electrical kW

50 278 93.00 258

75 508 94.00 477

100 685 94.20 645

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE DESCARGA DE SALMUERA

Tipo Turbina Francis de configuración horizontal

Numero de unidades 1 unidad para la planta de 150 MLD2 unidades en total para 300 MLD

Contenido en solidos suspendidos < 5 ppm

Cota de descarga 14.00 m

Cota media de agua en planta 58.00 m

Salto neto 40 m

Perdidas de carga en tuberías Aprox 4m

Caudal de diseño 1,896 m3/s

Eficiencia a caudal máximo > 89%

Potencia recuperada a caudal de diseño 645 kW

Potencia turbina 645 kW

Coste anual energía 512.869,02 € EUR/año

Coste equipo 744.000,00 € EUR

Coste energia considerado 0,09 €/kw

Dias operación anuales 359 dias/año Amortizadas en el segundo año de operación

Se recupera el 3% de la energía consumida por la planta desaladora

CASOS DE ESTUDIO

PLANTAS DESALADORAS EN LA COSTA CHILENA

Copiapó, Chile

Capacidad: 54.400 m3/d

Construcción de la primera planta desalinizadora para una minería

PLANTA DESALADORA DE COPIAPÓ, CHILE

< > 53 m

PLANTA DESALADORA EN COPIAPÓTipo Turbina Francis de

configuración horizontal

Numero de unidades 1 unidad

Contenido en solidos suspendidos

< 5 ppm

Cota de descarga 6 m

Cota máxima de agua en planta

59 m

Perdidas de carga en tubería

Aprox 3 m

Salto neto disponible 53 m


Eficiencia a caudal máximo

> 86%

Potencia recuperada a caudal de diseño

325 kW





Dias operación anuales 359 dias/añoAmortización en el segundo año de operación

Se recuperaría aproximadamente el 3% de la energía de la planta.

Captación

Planta Desaladora

< > 75 m

CASO DE ESTUDIO EN ANTOFAGASTA

Tipo Turbina Francis deconfiguración horizontal


Contenido en solidos suspendidos < 5 ppm

Cota de descarga 5,292 m

Cota máxima de agua en planta 83,5 m

Perdidas de carga en tubería Aprox 3 m





822 kW


Coste anual energía 653.609,82 € USD/año

Coste equipo 960.000,00 € USD


Dias operación anuales 359 dias/año

Amortización en el segundo año de operación

Se recuperaría aproximadamente el 6% de la energía de la planta.

< > 35 m

Tipo Turbina Francis deconfiguración horizontal



< 5 ppm


39 m




Eficiencia a caudal máximo > 87,5%


162 kW

CASO DE ESTUDIO EN COPIAPÓ II






Dias operación anuales 359 dias/año Se recuperaría aproximadamente el 3% de la energía de la planta.

PLANTAS DESALADORAS EN CANARIAS

Arucas , Gran CanariaCaudal de producción: 15.000 m3/día (dos líneas de 7.500 m3/d)

INSTALACIÓN DESALADORA DE AGUA DE MAR POR ÓSMOSIS INVERSA DE ARUCAS Y MOYAPLANTA DESALADORA DE ARUCAS MOYA

< > 20 m

Tipo Microturbinas



< 5 ppm



23 m






25 kW

PLANTA DESALADORA DE ARUCAS MOYA

Se recuperaría aproximadamente el 1,5% de la energía de la planta.


Roque Prieto , Gran CanariaRoque Prieto I: 5.000 m3/díaRoque Prieto II: 5.000 m3/día

INSTALACIÓN DESALADORA DE AGUA DE MAR POR ÓSMOSIS INVERSA DE ARUCAS Y MOYA

PLANTA DESALADORA DE ROQUE PRIETO

< > 23 m

Tipo Microturbinas



< 5 ppm



27 m

Perdidas de carga en tubería

Aprox 4 m





30 kW

PLANTA DESALADORA DE ROQUE PRIETO

Se recuperaría aproximadamente el 2 % de la energía de la planta.


DIFICULTADES EN EL DISEÑO

DIFICULTADES EN EL DISEÑO

• Formación de espumas en la descarga

Espumas = tensión superficial + oxigenación + energía potencialas


• Evitar la formación de espumas en la descarga: subir el nivel delagua en la descarga, antiespumantes…

• Pérdida de eficiencia a caudales mínimos, cuando varía la producción de la planta.

• Si es habitual variar la producción estudiar modularidad de equipos o amortización.

91%

80%


CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

• Sistemas eficientes de recuperación que permiten el aprovechamientoenergético de la salmuera cuando hay desniveles significativos.

• Recuperación de aproximadamente la mitad de la energía necesaria para elbombeo de agua de mar.

• Equipos caros debido a los materiales de construcción, pero que seamortizan en los primeros años de operación ( en función del precio de laenergía).

• Nuevas tecnologías de micro turbinas para pequeños tamaños, sencillez ensu instalación.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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