5.Manuel Calvo 12 Junio Fundación GN

8/3/2019 5.Manuel Calvo 12 Junio Fundacin GN

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Las centrales de ciclo

combinado a gas natural, climay medio ambiente

12 de Junio de 2008

Manuel Calvo Daz


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ndice

1. Generacin Ciclos Combinados Grupo GasNatural

2. Principios de Funcionamiento3. Turbina de gas4. Emisiones5. Comparacin de tecnologas6. Sistemas de medicin7. Renovables8. Otros


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Generacin CiclosCombinados Grupo GasNatural


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1. Generacin Ciclos Combinados Grupo Gas Natural

PUERTO RICO

540 MW en operacin.MJICO:

2200 MW en operacin en cinco centrales.ESPAA

En operacin:San Adri de Bess: 400 MWSan Roque: 400 MWArrbal (La Rioja): 2 x 400 MWLa Plana del Vent (Tarragona): 2 x 400 MW

Cartagena (Murcia): 3 x 400 MW En construccinPort de Barcelona: 2 x 400 MWMlaga: 1 x 400 MW

En tramitacin:Lantarn (lava): 2 x 400 MWArrbal III: 1 x 400 MW


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1. Generacin Ciclos Combinados Grupo Gas Natural

Mlaga (400 MW)

Puerto de Barcelona (800 MW)

lava (800 MW)


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Principio defuncionamiento


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2. Principio de funcionamiento

Configuracin Monoeje de una CTCC


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Funcionamiento de una CTCC

Configuracin 2 X 1



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Central de Ciclo Combinado de Mlaga

Tecnologa de Ciclo Combinado

Una Central de Ciclo Combinado de gas natural es una planta de produccin deenerga elctrica que combina dos procesos o ciclos para obtener el mximo

rendimiento: el ciclo de Brayton, en el que los gases de combustin accionan

directamente una turbina de gas, y el ciclo Rankine, en el que se aprovecha la energa

residual de los gases de escape de la turbina de gas para generar vapor en una

caldera, que accionar a su vez una turbina de vapor. Ambas mquinas (turbina de

gas y de vapor) accionan un alternador donde se transforma la energa mecnica en

elctrica.

La combinacin de estos dos procesos permite que este tipo de Centrales tenga unaeficiencia energtica muy superior (del orden del 57%) a la de las Centrales Trmicas

Convencionales (en torno al 35%).


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Funcionamiento de una CTCCEsquema simplificado. Datos generales

hGUD

=268 + 130

685 100 = 58.1 % h

GT

=268

685 100 = 39.1 %

Stack gas57 MW 8.32 %

Condenser223 MW32.55 %

Auxiliariesand losses

5 MW 0.73 %

Steam turbine output130 MW 18.98 %

Gas turbine output268 MW 39.12 %

Auxiliariesand losses2 MW 0.30 %

Turbine540 MW

Compressor270 MW

Exhaust gas415 MW 60.58 %

Fuel 685 MW 100 %

3_3_0_0_4

KWU G11



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Funcionamiento de una CTCC

Tren de potencia



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Central de Ciclo Combinado de Mlaga. Vista 3D


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Turbina de gas


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3. Turbina de gas

Combustible: Gas Natural Gasleo (Dual fuel) Quemadores de bajo NOx (DLN) Inyeccin de agua en funcionamiento con gasleo Una o dos cmaras de combustin Compresor de aire: consume aproximadamente la mitad de la potencia

generada por la TG

Sistema de refrigeracin interno Desarrollo de materiales como clave de la evolucin (Altas temperaturas) Genera 2/3 del Ciclo Combinado Es la nica combustin del proceso de generacin


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3. Turbina de gas


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3. Turbina de gas

Cmara de

combustin

Compresor

de aire

Turbina

24 quemadores


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Funcionamiento de una CTCC. Tren de potencia

3. Turbina de gas


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3. Turbina de gas


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3. Turbina de gas


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3. Turbina de gas


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Emisiones


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EIA. Impacto por emisiones atmosfricas

ESTADO PREOPERACIONAL

CARACTERIZACIONDE EMISIONES

MODELO DE DISPERSION

ALTURA DE CHIMENEA

CONTRIBUCION A NIVELES DEINMISION

4. Emisiones


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Cabinas existentes

Se recogen los datos histricos No siempre son representativas del rea de estudio

Campaas especiales

Se realizan campaas especiales con equipos mviles para definir el estado en lazona de estudio.

Mediciones

NO2 SO2 PM10 Ozono

4. Emisiones


Estudio preoperacional


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Se derivan del proceso de combustin en la turbina de gas

NOx

La parte correspondiente a la oxidacin del nitrgeno del aire de combustindepende, entre otras cosas, de la configuracin de los quemadores.

SO2

Depende del contenido en azufre del combustiblePARTICULAS

Depende del contenido de cenizas o impurezas del combustibleCO

Depende de las caractersticas de los quemadoresCO2

Muy inferior a otras tecnologas, ya que los rendimientos son ms altos.

4. Emisiones


Caracterizacin de las emisiones


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Para determinar las distribucin de los contaminantes, se utilizan modelos de dispersin,

que integran:

Datos metereolgicos Datos de la fuente de emisin:

Geogrficos: Altura chimenea Localizacin Edificios que puedan influir en la dispersin

Operativos Temperatura y caudal de gases Emisin y decaimiento de cada contaminante

Receptores

4. Emisiones


Modelos de dispersin


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El control de la potencia generada se realiza bsicamente sobre la turbina de gas,regulando la entrada de combustible y la de aire.

Se pretende mantener, en cualquier caso, constante la temperatura de salida de losgases de la turbina de gas, lo que se consigue hasta el 40% de carga de la GT

Se debe evitar el enfriamiento del rotor, por lo que se limita el descenso detemperatura.

Con todos estos valores, se define un mnimo tcnico

4. Emisiones

Turbina de gas. Control de carga


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Las mquinas estn diseadas para tener su punto ptimo desde todos los puntosde vista a cargas altas. Las operaciones a bajas cargas son, en principio,

transitorias, y no el modo de operacin de diseo.

A bajas cargas, aumenta la concentracin de COA bajas cargas, disminuye el caudal de salida de gases, as como su velocidad.A bajas cargas, disminuye la T de salida de humos (a 95C)

4. Emisiones

Turbina de gas. Emisiones


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4. Emisiones

Turbina de gas. Emisiones. Valores Tpicos

CARGA > 70%

Caudal 600 Nm3/s

Temperatura 110C

NOx 50-75

SO2 11,6

Partculas Despreciable


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4. Emisiones



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4. Emisiones



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Comparacin deTecnologas


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Emisiones de CO2

kg/MWh

Fuente:Estudio de Impacto Ambiental de la central de ciclo combinado de gas natural en Arrbal (La Rioja) - 2002

Centrales de Generacin Elctrica

5. Comparacin de Tecnologas


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Emisiones de SO2

g/MWh





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Emisiones de NOx

g/MWh





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655550454035

60

30400 600 800 1000 1200 14001300700

Net station efficiency (%) based on ISO ambient conditions and 0.04 bar steam-condensing pressure

Turbine inlet temperature (C)(ISO definition for gas turbines)

Prognosis

Conventional Coal-Fired

Steam Power Plants PFBC **

Natural-Gas-Fired

CC Power Plants

Gas Turbine

Power Plants

Prognosis

IGCC *

* Integrated-Gasification CC Power Plants** Pressurized-Fluidized-Bed-Combustion Power Plants

Rendimientos de diferentes tipos de centrales de 400 MW




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Emisiones anuales generadas empleando distintas tecnologas (emisionesexpresadas en t/ao (para NOx y SO2) y kt/ao (para CO2)).


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Carbn (400 MW)Contaminante h/ao EMI (t/ao)NOx

8000

5.642

SO2 12.766

CO2 (en unidad 1000 veces en masa) 2.900

Fuel-oil (400 MW)Contaminante h/ao EMI (t/ao)

NOx

8000

3.278

SO2 13.985


CC GN (400 MW)Contaminante h/ao EMI (t/ao)

NOx

8000

878

SO2 54


Emisiones anuales generadas empleando distintas tecnologas (emisionesexpresadas en t/ao (para NOx y SO2) y kt/ao (para CO2)).


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Sistemas de medicin


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CEMS

Sistema de monitorizacin de emisiones en continuoToma muestras de los gases de escape, que seca y enfra para enviar a los distintos

analizadores

La seales sern enviadas al sistema de control y almacenadas.Se miden los parmetros indicados en la correspondiente DIA y/o AAI.

6. Sistemas de medicin


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CEMS



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INMISIONES

Se disea la red para conocer la contaminacin existente en el rea de influencia y laincidencia real de la Central.

Se eligen los emplazamientos en funcin de las caractersticas y ubicacin de lacentral.

Conectadas con la Red de Vigilancia del rea => necesario sistema de adquisicin ytransmisin de datos

Parmetros a medir:SO2NOxCOO3PM10PM2,5



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INMISIONES



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INMISIONES6. Sistemas de medicin.


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Renovables


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7. Renovables

Necesitan ser gestionables Debe existir generacin de respaldo mediante otras tecnologas La generacin por gas natural siempre ser la ms limpia, y el ciclo combinado la

ms eficiente.

Por tanto, los CC son la mejor manera de desarrollar las renovables


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Otros


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8. Otros

GENERACION DISTRIBUIDA GAS NATURAL VEHICULAR COGENERACION


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Muchas gracias


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Esta presentacin es propiedad del Grupo Gas Natural.Tanto su contenido temtico como diseo grfico es para

uso exclusivo de su personal.

Copyright Gas Natural SDG, S.A.

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