Post on 22-Jan-2016
description
UNIVERSIDAD DEL BIO BIO FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
CENTRALES DE VAPOR
HERNANDO CORNEJO F. 2010
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 2
1. CICLOS DE LAS PLANTAS DE VAPOR
1. 1. COMPONENTES DE UNA PLANTA DE VAPOR vapor 1 CALDERA TURBOGENERADOR 4 2 CONDENSADOR BOMBA Condensado 3
1.2. CICLO DE CARNOT DE UNA PLANTA DE VAPOR Es un ciclo teórico, ideal, que determina el mayor rendimiento que es posible alcanzar en una máquina térmica. Carnot demostró que este rendimiento máximo depende exclusivamente de los niveles de temperatura entre los cuales trabaja el vapor. Su estudio es importante porque orienta el desarrollo de las plantas térmicas, entregando los lineamientos fundamentales que permiten aumentar la eficiencia de estas máquinas.
Ciclo de Carnot en Diagramas h-s (Mollier) y t-s del vapor h t p. cald. 1 p. cald. p.cond. 4 1 p. cond. 2 4 3 2 3 s s
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 3
1.3. CICLO DE RANKINE
Rankine modificó el ciclo de Carnot permitiendo que en el proceso de condensación (2-3) el agua alcance el estado de líquido saturado. De este modo una bomba se encarga de elevar la presión del fluido hasta la presión de la caldera. Debido a que la temperatura de absorción de calor en la caldera es, en términos promedio, menor que en el ciclo de Carnot, el ciclo de Rankine tiene un rendimiento mas bajo.
Ciclo de Rankine en Diagramas h-s (Mollier) y t-s del vapor h t p. cald. 1 p. cald. p.cond. 4 1 p. cond. 2 4 3 2 3 s s
1.4. CICLO CON SOBRECALENTAMIENTO Consiste en sobrecalentar el vapor a la salida de la caldera. Con esto se logra incrementar el rendimiento del ciclo debido al aumento de la temperatura media de absorción de calor.
Ciclo en Diagramas h-s (Mollier) y t-s del vapor h t 1 1 4 p. cond. 2 4 3 2 3 s s
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 4
1.5. CICLO CON RECALENTAMIENTO INTERMEDIO
El propósito del recalentamiento a una presión intermedia (p.int.) es evitar la presencia de vapor húmedo en la turbina. No necesariamente incrementa el rendimiento de la planta.
Ciclo en Diagramas h-s (Mollier) y t-s del vapor
p.cald. h p.cald. p. int. T p.int. 1 3 p.cond p.cond. 2 1 3 4 2 4 6 6 5 5 s s vapor 1 CALDERA 2 3 6 recalentador intermedio 4 BOMBA Condensado 5
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 5
1.6. CICLO CON EXTRACCIONES
En estos ciclos se extrae pequeñas cantidades de vapor de la turbina con el propósito de precalentar el agua de alimentación a la caldera. Este precalentamiento aumenta la temperatura del proceso de absorción de calor con lo que se incrementa el rendimiento de la planta. Las extracciones se realizan a presiones intermedias calculadas para lograr el máximo impacto en el rendimiento. En las plantas modernas se contemplan hasta 11 extracciones. vapor 1 CALDERA TURBOGENERADOR precalentador Extracción de vapor (p. ext.) 2 CONDENSADOR BOMBA Condensado 3
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 6
2 . CENTRAL TÉRMICA BOCAMINA
2.1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
UBICACIÓN : Schwager, Coronel, Chile TIPO DE PLANTA : Convencional de vapor con extracciones. POTENCIA : 125 MW COMBUSTIBLE : Carbón Pulverizado.
PCI= 4000-6000 Kcal/kg RENDIMIENTO PLANTA : 34% PRODUCCIÓN DE VAPOR : 400 Ton/h PRESIÓN DEL VAPOR : 162 bar T° VAPOR SOBRECALENTADO : 540 °C T° VAPOR RECALENTADO : 540 °C T° CONDENSADOR : 45 °C COSTO KWH : 2,2 (US c$/kwh) (considera precio carbón 50 US$/ton)
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 7
2.2. CICLO DE VAPOR DE LA CENTRAL TÉRMICA BOCAMINA
1. CALDERA 2. SOBRECALENTADOR 3. RECALENTADOR 4. ECONOMIZADOR 5. TURBINA. CUERPO DE ALTA PRESIÓN 6. TURBINA. CUERPO DE MEDIA PRESIÓN 7. TURBINA. CUERPO DE BAJA PRESION 8. CONDENSADOR 9. GENERADOR 10. BOMBAS DE CONDENSADO 11. PRECALENTADOR B.P. N° 1 12. PRECALENTADOR B.P. N° 2 13. PRECALENTADOR B.P. N° 3 14. DESGASIFICADOR 15. PRECALENTADOR A.P. N° 5 16. PRECALENTADOR A.P. N° 6 17. BOMBAS DE ALIMENTACIÓN 18. ESTANQUE DE CONDENSADO DE RESERVA 19. ESTANQUE DE AGUA DESMINERALIZADA
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 8
3. CALDERAS Y GENERADORES DE VAPOR
3.1. OBJETIVOS DE LAS CALDERAS
GENERAR PARA
• CALEFACCIÓN AGUA CALIENTE
• USO GENERAL
• CALEFACCIÓN
• PROCESOS INDUSTRIALES VAPOR
• ELECTRICIDAD
3.2. FUNCIONAMIENTO DE LAS CALDERAS
HOGAR
SALIDA DE VAPOR
NIVEL DE AGUA
ENTRADA DE AGUA
RECIPIENTE METÁLICO Y ZONA DE TUBOS
CAMÁRA DE COMBUSTIÓN
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 9
3.3. CLASIFICACIÓN DE CALDERAS
SEGÚN LA PRESIÓN DE TRABAJO
MUY BAJA PRESIÓN 0 – 0,5 bar
BAJA PRESIÓN 0,5 – 2,5 bar
MEDIANA PRESIÓN 2,5 – 10 bar
ALTA PRESIÓN 10 – 225 bar
SUPERCRÍTICAS sobre 225 bar
SEGÚN LA CIRCULACIÓN INTERNA DEL AGUA
CIRCULACIÓN NATURAL Por efecto térmico
CIRCULACIÓN FORZADA Mediante bomba
SEGÚN EL FLUIDO QUE PRODUCEN
AGUA CALIENTE
VAPOR SATURADO
VAPOR SOBRECALENTADO
ACEITE TÉRMICO
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 10
SEGÚN LA ZONA DE TUBOS
CALDERAS
PIROTUBULARES
Los gases pasan por dentro de los tubos
transfiriendo su calor al agua que los rodea
CALDERAS ACUOTUBULARES
El agua pasa por dentro de los tubos recibiendo calor de los gases que
pasan por fuera
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 11
3.4. CALDERAS PIROTUBULARES
CARACTERÍSTICAS
• Sencillez de construcción • Facilidad de inspección, reparación y limpieza • Presiones máximas hasta 15 bar • Capacidades máximas hasta 25 ton/h • Dimensiones máximas: 5 m de diámetro, 12 m de largo
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 12
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 13
3.5. CALDERAS ACUOTUBULARES
CARACTERÍSTICAS
• Bajo riesgo de explosión • Bajo peso por ton/h de vapor • Puede producir vapor saturado y sobrecalentado • Presiones máximas hasta 230 bar • Capacidades máximas hasta 2000 ton/h de vapor • Dimensiones máximas: hasta 100 m de altura
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 14
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 15
CALDERA ACUOTUBULAR DE UNA CENTRAL
TERMOELÉCTRICA
1 Ventilador de tiro forzado 6 Sobrecalentador
2 Precalentador de aire 7 Domo
3 Ingreso de combustible 8 Economizador
4 Zona de combustión (Hogar) 9 Precipitador de cenizas
5 Tubos del hogar 10 Ventilador de tiro inducido
1 10
9
2
8
7 6
5
4
3
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 16
CALDERA DE LA CENTRAL TÉRMICA BOCAMINA
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 17
3.6. CAPACIDAD DE CALDERAS
Es una medida del calor que absorbe el agua en la caldera
FORMAS DE EXPRESAR LA CAPACIDAD
SIMB. DENOMINACIÓN DEFINICIÓN RELACION UNIDAD
QA CALOR ABSORBIDO
POR EL AGUA
Es el calor que absorbe el agua en la caldera
Q
KW
Mv MASA NOMINAL DE
VAPOR
Es la cantidad de vapor saturado que produce la caldera operando a 1 bar y temperatura de agua a la entrada de 100ºC.
Q=Mv·2256
Kg/h
SC SUPERFICIE DE CALEFACCIÓN
Es la superficie de transferencia de calor entre los gases de combustión y el agua o vapor
Mv=SC·Ce
Ce=Coeficiente de evaporación
m2
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 18
VALORES DE COEFICIENTES DE EVAPORACIÓN Ce
TIPO DE CALDERA Ce (Kg/h·m2)
Pirotubular de hogar exterior 12-15
Pirotubular hogar interior, carbón
20-25
Pirotubular hogar interior, petróleo o gas
25-30
Acuotubulares 40-100 (y más)
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 19
3.7. ASPECTOS REGLAMENTARIOS
(Basado en el Reglamento de Calderas y Generadores de vapor, Decreto nº 48 del 24 de febrero de 1984)
A. CONDICIONES GENERALES DE LA INSTALACIÓN
CONDICIÓN EXIGENCIA
SC igual o mayor a 5 m2
p igual o mayor a 2,5 bar SALA DE CALDERAS
B. REGISTRO DE CALDERAS
EXIGENCIA
Inscripción en Servicio de Salud Nº DE REGISTRO SS
Registro de datos y observaciones LIBRO DE VIDA
C. INDIVIDUALIZACIÓN
PLACA DE CALDERAS
• Nombre del Fabricante
• Número de Fábrica
• Año de Fabricación
• Superficie de Calefacción
• Presión Máxima de Trabajo
• Número de Registro del Servicio de Salud
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 20
3.8. CIRCUITO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN
3.8.1. AGUA DE ALIMENTACIÓN
IMPUREZAS QUE PRESENTA EL AGUA
SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN
Lodos, Oxidos, Residuos
SALES DISUELTAS
Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Cloruros
GASES DISUELTOS
Oxígeno, Dióxido de Carbono
PROBLEMAS QUE CAUSAN LAS IMPUREZAS
INCRUSTACIONES
Depósito de sales de Ca y Mg.
Se reduce el rendimiento. Sobrecalentamiento de los tubos.
ARRASTRE Arrastre de humedad y sólidos por parte del vapor. Se debe a la presencia excesiva de sólidos disueltos y en suspensión.
CORROSIÓN Ataque químico a paredes y tubos debido a la acción del O2 y CO2.
FRAGILIDAD CÁUSTICA
Agrietamiento de los tubos por exceso de Hidróxido de Sodio (NaOH,Soda Cáustica).
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 21
3.8.2. ANÁLISIS DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN
VALORES RECOMENDADOS (%) ANÁLISIS UNID DESCRIPCIÓN
ALIM. CALDERA REG.
DUREZA
ppm
CaCO3
Cantidad de sales de
Ca y Mg
0-6 0-20 0-35
PH Acidez o alcalinidad 7-9,5 10,5-12,0 7-14
ALCALINIDAD ppm
CaCO3
Capacidad para neutralizar la acidez
50-150 < 800
CLORUROS ppm Concentración de minerales disueltos
15-10 < 300
SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN
ppm Concentración de sólidos en suspensión
< 350
TDS ppm Total de sólidos disueltos y en suspensión
< 3500
CONDUCTIVIDAD
µmho/cm Mide los TDS < 5000
SILICE < 55 < 250
FIERRO < 10
OXÍGENO 0-0,1
SULFITO RESIDUAL
ppm
SO3
15-40
FOSFATO RESIDUAL
ppm
PO4
20-60
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 22
3.8.3. TRATAMIENTOS
IMPUREZAS ANÁLISIS PROBLEMAS TRATAMIENTOS
SALES DISUELTAS
DUREZA INCRUSTACIONES
Ablandamiento
• Soda
• Fosfato
• Resinas
ARRASTRE
SÓLIDOS DISUELTOS
Y EN SUSPENSIÓN
TDS
CONDUCTIVIDAD
ALCALINIDAD FRAGILIDAD CÁUSTICA
• Filtración
• Extracciones
GASES DISUELTOS
PH
OXIGENO
CORROSIÓN
• Desaireación
• Sulfito
• Hidracina
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 23
ABLANDADORES DE AGUA (RESINAS)
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 24
INSTALACIÓN DEL ABLANDADOR
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 25
EXTRACCIONES
BALANCE DE MASAS
Vapor V; Cv=0
Alim A
Ca
Extracción E; Ce
A: Flujo de Agua de Alimentación (m3/h) V: Flujo de Vapor E: Extracciones (m3/h) o (ton/h) Ci: Concentración de impurezas en (gramos/m3) o (ppm) Cv= 0 Ce > Ca 1m3 agua = 1 ton agua
BALANCE DE AGUA A = V + E (ton/h)
BALANCE DE IMPUREZAS A·Ca = V·Cv + E·Ce (gr/h)
A·Ca = E·Ce (gr/h) CICLOS DE CONCENTRACIÓN
Nc = Ce/Ca = A/E conviene que sea alto PORCENTAJE DE EXTRACCIÓN
E = A x (Ca/Ce)x 100
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 26
DESAIREADORES
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 27
.
4
7
6
2
1
3
5 8
10
9
3.8.4. CIRCUITO DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN
ASPECTOS REGLAMENTARIOS
Nº DESCRIPCIÓN
1 Estanque del agua de alimentación. Desgasificador
2 Bomba. Se debe disponer de dos o más medios de alimentación. En calderas de combustible sólidos uno de los medios debe ser independiente de la energía eléctrica.
3 Cañería de alimentación de diámetro mínimo 13 mm. Capacidad de 1,25 veces la capacidad de vaporización de la caldera. Presión 1,25 veces la presión máxima de trabajo
4 Válvula de retención
5 Válvula de paso de cierre manual
6 Extremo de descarga sobre el nivel mínimo de agua de la caldera
7 Tubo de desagüe (al menos uno).
8 Estanque de retención de purgas
9 Caldera
10 Salida de vapor
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 28
3.8.5. SISTEMAS DE CONTROL Y SEGURIDAD
3.8.5.1. DISPOSITIVOS REGLAMENTARIOS
TIPO IDENTIFICACIÓN
TUBO DE VIDRIO INDICADORES DE NIVEL LLAVES DE PRUEBA OBSERVACIÓN
MANÓMETRO
VÁLVULAS DE SEGURIDAD
TAPÓN FUSIBLE
SÓLO CALDERAS DE GRAN VOLUMEN DE AGUA
Y DE HOGAR INTERNO
ALARMAS DE NIVEL DE AGUA SEGURIDAD
COMPUERTAS DE EXPLOSIÓN
SÓLO CALDERAS DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Y GASEOSOS
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 29
INDICADORES DE NIVEL
TUBO DE NIVEL LLAVES DE PRUEBA
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 30
MANÓMETRO
TAPÓN FUSIBLE
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 31
VÁLVULA DE SEGURIDAD
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 32
INDICADORES DE NIVEL
MANÓMETRO VÁLVULA DE SEGURIDAD
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 33
3.8.5.2. DISPOSITIVOS DE CONTROL
DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN (NIVEL)
OBJETIVO
Mantener el nivel de agua constante bajo todas las condiciones de consumo de vapor
TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL DE NIVEL
INTERMITENTE Detecta el nivel y actúa sobre la bomba
1 ELEMENTO
CONTÍNUO Detecta el nivel y actúa sobre la válvula del agua alimentación
2 ELEMENTOS CONTÍNUO
Detecta el nivel y el flujo de vapor y actúa sobre la válvula del agua de alimentación
3 ELEMENTOS CONTÍNUO
Detecta el nivel, el flujo de vapor y el flujo de agua de alimentación y actúa sobre la válvula del agua de alimentación
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 34
CONTROL DE NIVEL DE UN ELEMENTO INTERMITENTE
Para capacidades menores a 20 ton/h
Actúa sobre la bomba.
DETECTOR DE NIVEL DE FLOTADOR
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 35
CONTROL DE NIVEL DE FLOTADOR
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 36
CONTROL DE NIVEL DE UN ELEMENTO CONTÍNUO
Para capacidades menores a 40 ton/h.
Actúa sobre la válvula del agua de alimentación.
VARIACIONES EN EL CONSUMO DE VAPOR
EFECTO SWELLING
EFECTO SHRINKING
Mv
p EXPANSIÓN BURBUJAS
nivel
Mv
p CONTRACCIÓN BURBUJAS
nivel
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 37
CONTROL DE NIVEL DE DOS ELEMENTOS
VARIACIONES EN EL FLUJO DE AGUA DE ALIMENTACIÓN
EFECTO SHRINKING (SWELLING)
CONTROL DE NIVEL DE TRES ELEMENTOS
Ma CONTRACCIÓN DE BURBUJAS
nivel
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 38
4. TURBINAS DE VAPOR
4.1. TURBINA DE VAPOR DE UNA ETAPA
ÁLABES
TOBERA DE INGRESO DE VAPOR
ROTOR
EJE
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 39
4.2. TURBINA DE VAPOR DE VARIAS ETAPAS
INGRESO DE VAPOR
ETAPAS (ROTORES)
SALIDA DEL VAPOR
EJE
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 40
4.3. TIPOS DE TURBINAS
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 41
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 42
5. EMISIONES EN PLANTAS TÉRMICAS
La combustión de los combustibles utilizados en las plantas térmicas genera necesariamente productos gaseosos que impactan el medioambiente. A algunos de estos productos no se les reconoce impactos negativos directos, como por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) o el vapor de agua (H2O). Otros, sin embargo, han sido identificados como responsables de provocar daños en la salud humana y en los organismos vivientes con los cuales entran en contacto. Dentro de este último grupo, denominados contaminantes, se encuentran los óxidos de azufre, los óxidos de nitrógeno, el material particulado y los hidocarburos no quemados. Se incluye también la emisión de metales pesados como el mercurio, níquel y vanadio, asociado a la combustión de carbón y pet coke. Muchos países, entre ellos Chile, han hecho esfuerzos para reducir la producción de elementos de contaminantes, estableciendo reglamentaciones que restrigen la emisiones nocivas y estimulando, mediante franquicias económicas, el uso de combustibles y tecnologías más limpias.
5.1. PROCESO DE COMBUSTIÓN
+ =
+ =
COMBUSTIBLE
AIRE PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN
C
H
S
N2
O2
H2O
CENIZAS
O2
N2
CO2 CO (contaminante) H2O N2, O2 SOX (contaminante, lluvia ácida) NOX (contaminante, lluvia ácida) Hn Cm (contaminante) Partículas (contaminante)
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 43
5.2. NORMA DE EMISIÓN PARA TERMOELÉCTRICAS
Hasta el 11 de marzo de 2010 se encontraba en proceso de consulta pública el Anteproyecto NORMA DE EMISIÓN PARA TERMOELÉCTRICAS, Resolución Exenta Nº 7550 del 7 de diciembre de 2009. Se espera que esta norma entre en vigencia en los próximos meses. La norma propuesta contempla límites máximos de emisión de Material Particulado (MP), Oxidos de Azufre, Oxidos de Nitrógeno y Metales Pesados. Para la fijación de estos límites se consideró, entre otras fuentes, valores de referencia internacionales y valores presupuestados en proyectos nacionales en ejecución (Bocamina 2).
VALORES DE REFERENCIA (mg/m3)
EMISIÓN Estados Unidos
Unión Europea
Japón Banco Mundial (1988)
Bocamina 2
(2010) MP 20 30 50 50 50 SO2 192 200 327 2000 275 NOX 139 200 411 750 780
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 44
LÍMITES DE EMISIONES SEGÚN
NORMA DE EMISIÓN PARA TERMOELÉCTRICAS Resolución Exenta Nº 7550 del 7 de diciembre de 2009
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 45
5.3. AVANCES EN EL CONTROL DE EMISIONES
EMISIÓN
MECANISMOS DE CONTROL
CO, Hn Cm
Ajuste de las condiciones de la combustión Filtros de Manga
MATERIAL PARTICULADO
Precipitadores electrostáticos
Seca (DFGD): • Mezcla de carbón y
caliza en lecho fluidizado
• Absorbedor Seco con caliza o cal
ÓXIDOS DE AZUFRE SOX
Procesos de Desulfurización DESOX
(FGD)
Húmeda (WFGD): • Lavador de gases con
mezcla de agua y caliza Reducción a Baja Temperatura: • Lecho Fluidizado (850-870 °C)
ÓXIDOS DE NITRÓGENO
NOX
Procesos de Desnitrificación
DENOX Reducción a Alta Temperatura: • Reducción Catalítica
Selectiva (SCR) • Quemadores de bajo
NOX
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 46
CONTROL DE MATERIAL PARTICULADO
FILTROS DE MANGAS
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 47
PRECIPITADORES ELECTROSTÁTICOS
Los precipitadores electrostáticos (PES) capturan las partículas sólidas en un flujo de gas por medio de la electricidad. El PES carga de electricidad a las partículas atrayéndolas a placas metálicas con cargas opuestas ubicadas en el precipitador. Las partículas se retiran de las placas mediante "golpes secos" y se recolectan en una tolva ubicada en la parte inferior de la unidad.
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 48
PROCESOS DE DESULFURIZACIÓN (DESOX)
COMBUSTIÓN DE CARBÓN EN LECHO FLUDIZADO CON CALIZA
SO2 + CaCO3 (caliza) ���� CaSO3(s) + CO2(g) SO2 + Ca(OH)2 (cal) ���� CaSO3(s) + H2O(l) CaSO3(s) + H2O(l) + ½O2(g) ���� CaSO4(s) (yeso) + H2O
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 49
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 50
DESULFURIZADOR DE GASES DE ESCAPE TIPO SECO
(DRY FGD)
• Para calderas de hasta 900 MW
• Eficiencia : Hasta 97%.
• Reactivo: Caliza (CaCO3)
• Combustibles: Carbones hasta 1% de Azufre
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 51
DESULFURIZADOR DE GASES DE ESCAPE TIPO HÚMEDO
(WET FGD)
• Para calderas de hasta1300 MW
• Eficiencia : Hasta 99%.
• Reactivos: Caliza (CaCO3) o Cal (Ca(OH)2)
• Combustibles: Hasta 4% de Azufre
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 52
REDUCCIÓN CATALÍTICA SELECTIVA DE NOX
(SCR)
NOX + AMONÍACO + OXIGENO ���� NITRÓGENO + AGUA
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 53
QUEMADORES DE BAJO NOX
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 54
6. CENTRAL TÉRMICA MERI PORI UBICACIÓN : Pori, Finlandia TIPO DE PLANTA : De vapor con extracciones y sistemas de
control de emisiones (DESOX, DENOX, precipitador electrostático).
POTENCIA : 560 MW COMBUSTIBLE : Carbón Pulverizado.
PCI= 6000- 7600 Kcal/kg RENDIMIENTO PLANTA : 43% PRODUCCIÓN DE VAPOR : 1584 Ton/h PRESIÓN DEL VAPOR : 240 bar T° VAPOR SOBRECALENTADO : 540 °C T° VAPOR RECALENTADO : 560 °C T° CONDENSADOR : 18 °C COSTO KWH : 1,7 (US c$/kwh) estimado (considera precio carbón 50 US$/ton)
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 55
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 56
7. PLANTAS DE COGENERACIÓN La cogeneración es la producción conjunta de Potencia Eléctrica o Mecánica (W) y Potencia Térmica o Calor (Q). POTENCIA ELÉCTRICA (W) ENERGÍA PRIMARIA CALOR (Q) El Calor Q se obtiene de la Central en forma de vapor o gases a alta temperatura.
SISTEMAS DE COGENERACIÓN
A. CICLOS SUPERIORES
B. CICLOS INFERIORES
CENTRAL TÉRMICA
• PLANTA DE VAPOR • TURBINA A GAS • PLANTA DIESEL
PLANTA TÉRMICA
PLANTA TÉRMICA
PROCESO TÉRMICO
PROCESO TÉRMICO
ENERGIA PRIMARIA
CALOR RESIDUAL
VAPOR O GASES
W Q
ENERGIA PRIMARIA
CALOR RESIDUAL
CALOR RESIDUAL
Q W
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 57
8. PLANTA DE COGENERACIÓN DE ENERGÍA VERDE
UBICACIÓN : Laja, Chile TIPO DE PLANTA : Cogeneración de electricidad y vapor
para proceso (secado de madera) POTENCIA : 9 MW (máxima) VAPOR A PROCESO : 13,5 ton/h (máxima) COMBUSTIBLE : Desechos de madera (cortezas)
PCI= 2000 Kcal/kg PRODUCCIÓN DE VAPOR : 42 Ton/h PRESIÓN DEL VAPOR : 44 bar T° VAPOR SOBRECALENTADO : 450 °C T° CONDENSADOR : 37 °C
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 58
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 59
GENERADOR DE VAPOR DE ENERGIA VERDE
TIPO : CALDERA ACUOTUBULAR DE DOS DOMOS
PRODUCCIÓN NOMINAL DE VAPOR : 42.000 kg/h PRODUCCIÓN MÁXIMA DE VAPOR : 47.000 kg/h PRESIÓN MÁXIMA DE TRABAJO : 44 bar TEMPERATURA DEL VAPOR : 450 °C TEMPERATURA AGUA ALIMENTACIÓN: 110 °C COMBUSTIBLE PRINCIPAL : Cortezas PCI COMBUSTIBLE : 1976 kcal/kg TIRAJE : Balanceado CIRCULACIÓN DEL AGUA : Natural SUPERFICIE DE CALEFACCIÓN : 1136 m2 ALTURA : 21 m RENDIMIENTO TÉRMICO : 82 %
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 60
CENTRALES DE ENERGÍA. Hernando Cornejo Félix 61
TURBINA DE VAPOR DE ENERGIA VERDE