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Valorización energética | Waste-to-energy Español | Inglés | Spanish | English

ENVIROFuturENVIROPROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD MEDIOAMBIENTALP RO J E C T S , TE C H N O L O G I E S A N D E N V I RO N M E N T A L N E W S

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Transformación de la planta de valorización energética de Sant Adrià de Besòs

Upgrading of the Sant Adrià de Besòs waste-to-energy plant

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La planta de valorización energética de Sant Adrià de Besòs fue cons-truida y puesta en funcionamiento en 1975, siendo la primera de estas características en España. Esta instalación ha estado operando con una buena disponibilidad durante 40 años, gracias a las diferentes actualizaciones que se han ido realizando. La última de ellas se inicia en 2008 con el objetivo de modernizar el sistema de combustión al estado actual de la técnica. Se trata del proyecto de adecuación de la planta de valorización energética al nuevo modelo de gestión de resi-duos municipales de Cataluña, que culminó a finales de 2014.

TERSA es una sociedad mercantil pública cuyos accionistas son el Ayuntamiento de Barcelona (58,64%) y el Área Metropolitana de Barcelona (41,36%). Presta servicio a los 36 municipios del AMB (incluida la ciudad de Barcelona), cuya población total se sitúa en torno a los 3,2 millones de habitantes.

Uno de sus principales objetos sociales es el tratamiento de los residuos municipales generados en este ámbito territorial me-diante el proceso de valorización energética. En la planta de Sant Adrià de Besòs se trata aproximadamente el 25% de los residuos generados en el AMB, concretamente el rechazo procedente de las plantas de tratamiento mecánico-biológico (ecoparques), can-tidad que equivale aproximadamente a los residuos generados anualmente por 800.000 habitantes. La valorización energética es un proceso de combustión controlada del que se obtiene ener-gía térmica y eléctrica, materiales valorizables (férricos, no férri-cos, y tierras) y cenizas (considerado un residuo especial) -, y que a su vez permite una reducción muy significativa tanto en peso como en volumen del residuo inicial-.

La energía generada está considerada de origen renovable; se inyecta a la red eléctrica y se comercializa en las condiciones del mercado libre de la electricidad. Adicionalmente, desde el año 2003 la PVE también suministra energía térmica, mediante el aporte de vapor de agua a la red de distribución de calor y frío de los barrios Fòrum y 22@ de Barcelona, para su uso en calefacción, climatización y agua caliente sanitaria.

Nuevo modelo de gestión de residuos municipales de Cataluña

La valorización energética representa la opción propuesta por la Unión Europea para aprovechar, de una manera eficiente y respe-tuosa con el medio ambiente, los rechazos que no pueden ser reci-clados ni reutilizados. La Directiva marco 2008/98/CE de residuos, traspuesta en España a la Ley 22/2011 de 28 de julio de residuos y suelos contaminados, establece la siguiente jerarquía de priorida-des en gestión de residuos: prevención, reparación para la reutili-zación, reciclado, valorización energética y por último eliminación.

El nuevo modelo de gestión de residuos municipales adoptado por la Agencia de Residuos de Cataluña, acorde con la nueva norma-tiva, contempla el proceso de valorización energética únicamente para aquel residuo que ya no pueda ser valorizado previamente, y cuya denominación es rechazo. Así, la fracción resto, que es la fracción de los residuos de origen doméstico que se obtiene de la recogida no selectiva, antes de poder ser valorizada se debe tratar en las plantas de tratamiento mecánico-biológico para recuperar todo el material que todavía puede ser seleccionado.

Este cambio ha supuesto un aumento significativo del poder calorí-fico inferior (PCI) del residuo que se trata en la planta. Se ha pasado de un rango de 1.700 –2.200 kcal/kg de la fracción resto inicial a un nuevo rango de 2.500 ± 600 kcal/kg para la fracción rechazo actual. Para tratar este nuevo residuo, la planta de valorización energética de Sant Adrià del Besòs ha requerido un plan estratégico de ajustes y modificaciones para poder seguir manteniendo la capacidad me-cánica de tratamiento, aumentando la eficiencia energética y mejo-rando las condiciones de operación y mantenimiento.

The Sant Adrià de Besòs waste-to-energy (WtE) plant was built and commissioned in 1975, when it was the first facility of its kind in Spain. The plant has been in operation with excellent uptime for 40 years, thanks to the different upgrading work carried out over that period. The latest renovation work started in 2008 with a view to creating a state-of-the-art combustion system. The project, which sought to adapt the waste-to-energy plant to the new Catalonian municipal waste management model, was completed in 2014.

TERSA is a publicly owned company whose shareholders are the Barcelona City Council (58.64%) and the Área Metropolitana de Barcelona (41.36%). It serves the 36 municipalities of the AMB (including the city of Barcelona), which have a total population of around 3.2 million. One of TERSA’s main social missions is the treatment of municipal waste generated in this area through energy recovery.

The Sant Adrià de Besòs plant treats approximately 25% of the waste generated in the Área Metropolitana de Barcelona (AMB). The waste treated is the reject from the mechanical-biological treatment plants (ecoparques) and is the approximate equivalent of the waste generated by a population of 800,000 in one year. Waste-to-energy is a process of controlled combustion that gives rise to thermal and electrical energy, valorisable materials (ferrous and non-ferrous metals, and rare earth elements) and ash (considered a special waste). It is also a process that enables a very significant reduction in the initial weight and volume of the waste.

The energy generated is considered to come from a renewable source. It is exported to the electricity grid and sold under free electricity market conditions.

Moreover, since 2003, the WtE plant has also supplied thermal energy, in the form of water vapour, to the district heating and cooling distribution network that serves the districts of Fórum and 22@ in Barcelona, for heating, air conditioning and domestic hot water applications.

New catalan municipal waste management model

Energy recovery is an option proposed by the European Union to avail of reject that cannot be recycled or reused in an efficient, eco-friendly manner. The Waste Framework Directive 2008/98/EC, transposed into Spanish law by Act 22/2011 of July 28th on waste and contaminated land, sets out the following waste management hierarchy: Prevention, preparation for reuse, recycling, energy recovery and disposal.

In accordance with this legislation, the new municipal waste management model adopted by the Catalan Waste Agency proposes energy recovery only for waste known as reject, which cannot be reused or recycled. Therefore, the rest fraction, the fraction of household waste obtained from non-selective collection, must be treated in mechanical-biological treatment plants to recover all valuable materials prior to the implementation of energy recovery.

This change has resulted in a significant increase in the net calorific value (NCV) of the waste treated in the plant, which has risen from the previous range of 1,700 – 2,200 kcal/kg to a new range of range of 2,500 ± 600 kcal/kg for the current rest fraction.

As a result of these new waste characteristics, the Sant Adrià del Besòs WtE plant needed adjustment and modification for the purpose of maintaining mechanical treatment capacity, increasing energy efficiency and improving operation and maintenance.

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Objetivos

El proyecto del plan estratégico recibió el nombre de Plan de ade-cuación de la planta de valorización energética (PVE) al nuevo mo-delo de gestión de residuos municipales de Cataluña, y tenía los siguientes objetivos principales:

• Adecuación de la planta de valorización energética a las caracte-rísticas de este nuevo residuo proveniente de las plantas de tra-tamiento mecánico y biológico, con el objetivo de conservar la misma capacidad nominal de tratamiento.

• Optimización del rendimiento energético, adaptando el ciclo termodinámico para aprovechar al máximo el incremento de la energía calorífica de este nuevo residuo.

• Aumento del vapor disponible para poder suministrar energía a la red de distribución de frío y calor de la zona del Fòrum y 22@ de Barcelona.

• Aumento de la disponibilidad de la planta, disminuyendo la duración de las paradas de línea y planta para su mantenimiento o revisión.

Escenario inicial y valores objetivo

La planta de valorización energética de Sant Adrià del Besòs, fue diseñada sobre la base de tres líneas de proceso idénticas de 15 t/h de capacidad de carga mecánica con un PCI de 2000 kcal/kg. Dis-ponía de dos turbogrupos de generación eléctrica, uno de 18 MW y otro de 5,75 MW, con un coeficiente de generación energética del 470 kWh/t residuo.

Antes de la modificación las toneladas totales tratadas al año osci-laban entre 315.000 y 340.000 t/año, y la energía eléctrica produci-da era de unos 160.000 MWh/año.

Con la adecuación de la planta al nuevo residuo se pretendía tratar la misma cantidad de residuos, 15 t/h por línea, pero con un PCI de 2.500 kcal/kg, aumentando así la generación de energía eléctrica anual a 200.000MWh y el suministro de vapor a la red de frío y calor a 30 t/h de forma constante.

La versatilidad de los nuevos hornos permite tratar residuos con un margen de PCI de entre 1.900kcal/kg y 3.200kcal/kg, según el diagrama de combustión.

Actuaciones

Para cumplir con los objetivos propuestos se definen tres grandes líneas de actuación que agrupan mayoritariamente las modifica-ciones que se han implementado en cada una de ellas:

• Adecuación del sistema de combustión:a. Sistema de alimentación del residuo al horno: grúas, tolvas y

empujador.b. Sustitución de las parrillas y del sistema de extracción de escorias.

• Adaptación del ciclo agua-vapor para el incremento de la produc-ción de vapor.

• Actuaciones para aumentar la generación de energía eléctrica.

Objectives

The Plan for the adaptation of the Waste-to-Energy Plant to the new Catalan municipal waste management model was a strategic plan with the following objectives:

• Adaptation of the waste-to-energy plant to the characteristics of the new waste from the mechanical and biological treatment plants in order to maintain nominal treatment capacity.

• Optimisation of energy production, adapting the the thermodynamic cycle to fully of the calorific value of this new waste.

• Increase available steam to supply energy to the heating and cooling distribution network serving the districts of Fórum and 22@ of Barcelona.

• Increased plant uptime, with a reduction in the duration of line and plant downtime for maintenance and/or review operations.

Initial scenario and target values

The Sant Adrià del Besòs waste-to-energy plant has a design based on 3 identical process lines with a mechanical loading capacity of 15 t/h and a NCV of 2000 kcal/kg. It was equipped with two turbine generator sets, one with a capacity of 18 MW and the other with a power output of 5.75 MW. The energy generation ratio was 470 kWh/t of waste.

Prior to the modification of the facility, the plant treated 315,000 – 340,000 t/annum, producing around 160,000 MWh/annum of electricity.

Subsequent to the adaptation of the plant to the new waste type, the aim was to continue treating the same quantity of waste, 15 t/h per line, but with an NCV of 2,500 kcal/kg, thereby increasing annual electricity generation to 200,000 MWh and the supply of steam to the district heating and cooling distribution network to a constant rate of 30 t/h.

The versatility of the new furnaces enables the treatment of waste with an NCV ranging from 1,900 kcal/kg to 3,200 kcal/kg, as can be seen from the combustion diagram.

Initiatives undertaken

Three main lines of action were defined for the purpose of meeting the proposed targets:

• Adaptation of the combustion system:a. System for feeding waste to the furnace: cranes, hoppers and

pusher.b. Replacement of grates and slag extraction

system.• Adaptation of the water-steam cycle to increase steam

output.• Actions to increase electricity generation.

ValoresIniciales| Initial Values Valoresobjetivo| Target values

Residuo tratado | Waste treated 336.000 t/año | 336,000 t/year 360.000 t/año | 360,000 t/year 315.000 t/año | 315,000 t/yearPCI del residuo | NCV Of Waste 2.000 kcal/kg | 2,000 kcal/kg 2.500 kcal/kg | 2,500 kcal/kg 2.800 kcal/kg | 2,800 kcal/kgHoras de funcionamiento (Total hornos) Total Operating Hours (Furnace B) 22.878 h/año | 22,878 h/year 24.00 h/año | 24,000 h/year

Energía generada | Power Generated (Turbine B) 158.460 MWh/año | 158,460 MWh/year 200.000 MWh/año (*) | 200,000 MWh/year (*)kWh generados por tonelada | kWh Generated Per Tonne 470 kWh/t | 478 kWh/t 555 kWh/t | 555 kWh/t 635 kWh/t | 635 kWh/tDisponibilidad hornos | Furnace B Uptime 87 % > 92% > 92%Residuo tratado por horno (Valor medio) Waste Treated Per Furnace (Average Value) 14,71 t/h | 14.71 t/h 15 t/h | 15 t/h 13,7 t/h | 13.7 t/h

(*) Considerando un aporte de vapor a la red de frío y calor constante de 30t/h. | (*) with a constant steam supply to the district heating and cooling network of 30t/h.

Adecuación del sistema de alimentación de residuo al horno

Nuevas grúas de alimentación

Las grúas de alimentación de residuo a los hornos, eran las existen-tes desde el inicio de la actividad de la planta y habían superado su periodo de vida útil.

Adicionalmente, en el año 2006, el inicio de funcionamiento de la planta de tratamiento mecánico-biológico anexa a la PVE, con co-nexión directa de la cinta de rechazo al foso de almacenaje, añadió más complejidad a la gestión del foso.

Con el suministro de las nuevas grúas se incluyeron: los dos puen-tes grúas, el carro móvil, tres cucharas (una para cada grúa y una de reserva), los puestos de operación del gruista, los cuadros eléctricos y el sistema de control: automático, semiautomático y manual para cada una de ellas.

Los nuevos puentes grúa se dimensionaron para una carga útil de 6 toneladas, son de tipo carro abierto, preparados para funcionar 365 días/año, 24 horas/día. En una hora de funcionamiento el puente grúa está capacitado para descargar 50 t de residuos municipa-les (RM) durante 45 minutos efectivos de descarga, quedando un tiempo libre de como mínimo 15 minutos por hora para dedicarlo a labores de mezcla y homogeneización del residuo del foso. Incluyen un sistema de pesaje por células de carga con un error máximo del ±2%, además de los siguientes sistemas de protección: protección contra sobrecargas de peso, destensado del cable, sistema anticoli-siones y sistema antibalanceo. El consumo eléctrico se ha reducido mediante la incorporación de un sistema de recuperación de ener-gía en frenadas patentado por Konecranes.

Las cucharas son electrohidráulica de 5 m3 de capacidad, fácilmente intercambiables entre sí, de forma que si una se estropea, pueda cam-biarse por la de reserva mientras se repara la otra. Están fabricadas para una densidad máxima del residuo de 0,9 t/m3, con los dientes de penetración protegidos contra el desgate y la abrasión mediante Hardox 500. Cada cuchara incorpora un inclinómetro para evitar los vuelcos con desviaciones verticales superiores a 45º.

La incorporación del sistema de funcionamiento en automático de las grúas es muy importante para la optimización de la gestión del rechazo de la planta de tratamiento mecánico-biológico y del

Adaptation of system to feed waste to the furnace

New feeder cranes

The cranes for feeding waste to the furnaces had been in operation since the opening of the plant and had exceeded their service life.

Moreover, in 2006, the commissioning of a mechanical-biological treatment plant adjacent to the waste-to-

energy plant, with a direct conveyer connection to send reject to the storage pit, had made

management of the pit more complex.

The supply of the new cranes included: two bridge cranes, the moving winch, three

orange peel grabs (one per crane and one standby), crane operating positions, electrical panels and control system (automatic, semi-automatic and manual for each crane).

The new open-winch type bridge cranes have a lifting capacity of 6 tonnes and are designed to operate 24 hours/day, 365 days/annum. In a period of one hour, the bridge crane can unload 50 t of MSW in an effective unloading period of 45 minutes, with a minimum time of 15 minutes per hour left free for the mixing and homogenising of waste in the pit. The crane features a load cell weighing system with a maximum error of ±2%, in addition to the following protection systems: protection against overloading, loosening of cables, anti-collision system, and anti-sway system. Electricity consumption has been reduced through the incorporation of a patented system developed by Konecranes for energy recovery in braking and load lowering.

The electro-hydraulic grab has a capacity of 5 m3 and grabs are easily interchangeable so that if one becomes damaged, it can easily be replaced by the standby unit and sent for repair. The grab is designed to handle a maximum waste density of 0.9 t/m3 and is fitted with teeth protected against wear and abrasion by means of Hardox 500. It features an inclinometer to prevent overturning with vertical deviations of over 45º.

The incorporation of the automatic crane operating mode is very important for optimising management of the reject from the mechanical-biological treatment plant and optimising the management of the pit itself. In automatic mixing mode, one of the orange peel grabs takes the waste from the conveyer unloading area and automatically transfers it to a previously defined zone, while the crane operator can continue to feed the furnaces with the other crane.

Working conditions for crane operators have been improved through the installation of two ergonomic, redundant operating positions, in such a way that both cranes can be operated from either of the two positions. Each operating point includes the console, with joysticks and pads required for crane handling, a screen and a SCADA application for configuration, operation and supervision of automatic and semi-automatic operation.

These new cranes enable a maintenance position to be arranged at each end of the pit, in such a way that when one crane is out of service for maintenance, the other can manage the entire pit, including the end where the conveyer from the mechanical treatment plant unloads. This has solved one of the greatest uptime issues at the plant and the two overhead cranes are now

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Ingeniería y Asistencia Técnica de Tersa para la transformación de la Planta

La ingeniería del proyecto de Transformación de la Planta de Va-lorización Energética de Sant Adrià de Besós fue realizada para TERSA por la empresa RESA Fichtner Group y comprendió el aná-lisis de los distintos sistemas de la planta, el estudio y selección de las mejoras tecnológicas y funcionales a aplicar, que se con-cretaron en el Proyecto Básico de adecuación de la Planta, y la planificación de las actuaciones, recogida en el correspondiente Plan Director al objeto de:

• Adecuar la planta al nuevo modelo de gestión de residuos.• Optimizar el rendimiento energético y la exportación de vapor

para la red de distribución de frío y calor existente.

RESA Fichtner Group también preparó la documentación para obtención de licencias y acompañó a TERSA en la gestión de las compras hasta el cierre de los contratos.

Durante la fase de implementación de las mejoras, RESA Fichtner Group se encargó de asegurar el cumplimiento de los objetivos establecidos para las distintas actuaciones realizadas, la eje-cución de las mismas conforme a los plazos y costes previstos y gestionó la correcta ejecución de las mismas, manteniendo informada a TERSA en todo mo-mento.

La asistencia técnica de RESA Fi-chtner Group continuó durante la puesta en marcha, hasta el final del periodo de garantía.

Owner’s Engineer of Tersa for the Refurbishment of the WtE Facility

The engineering of the project to upgrade the Sant Adrià de Besós Waste-to-Energy Plant was carried out by RESA Fichtner Group for TERSA. The work consisted of the analysis of the different plant systems, the study and selection of the best and most functional technologies to be implemented, as specified in the Basic Design for the adaptation of the Facility, and the planning of the initiatives defined in the corresponding Master Plan, for the purpose of:

• Adapting the plant to the new waste management model.• Optimising energy yield and the export of steam for the

existing district heating and cooling network.

RESA Fichtner Group also prepared the documents necessary to obtain the relevant permits and assisted TERSA in the area of procurement management until the contracts were signed.

During the implementation of the improvements, RESA Fichtner Group was responsible for ensuring that the objectives set

for the different initiatives were met and that the initiatives were undertaken in accordance with the scheduled deadlines and costs. The company also managed the correct execution of the work, keeping TERSA informed of these matters at all times.

RESA Fichtner Group continued to provide technical assistance during the commissioning stage, until the expiry of the guarantee period.

foso. En el modo de mezclado automático, uno de los pul-pos coge la basura de la zona de descarga de la cinta de la planta de tratamiento me-cánico-biológico y automá-ticamente la traslada a una zona definida previamente, y mientras tanto el gruista puede seguir alimentado los hornos con la otra grúa.

Se han mejorado las condicio-nes para el operador de grúa, al instalar dos puestos de trabajo ergonómicos y redun-dantes, de forma que con cual-quiera de las dos posiciones se puedan controlar ambas grúas. Cada puesto de trabajo incluye la consola con los joys-ticks y pulsadores necesarios para el manejo de las grúas, una pantalla y una aplicación SCADA para la configuración, operación y supervisión del funcionamiento en automáti-co y semiautomático.

Estas grúas permiten tener una posición de manteni-miento, arrimada a cada uno de los extremos del foso, de tal forma que cuando una está parada por manteni-miento, la otra puede ges-tionar todo el foso incluido el extremo donde descarga la cinta de la planta de trata-miento mecánico. Este hecho ha solucionado uno de los grandes problemas de disponibilidad que tenía la planta, siendo en la ac-tualidad los dos puentes grúa totalmente redundantes. Para con-seguirlo, el tecnólogo ha diseñado unos puentes especiales que se encajan entre sí disminuyendo el espacio necesario entre ellos.

Tolva, conducto y alimentador de RSU

La modificación del sistema de alimentación era necesaria para conseguir una distribución uniforme del residuo sobre la parrilla. La tecnología de los nuevos equipos es de Hitachi Zosen Inova (HZI).

La grúa descarga los residuos sobre la tolva de alimentación de sec-ción superior 4.5x3.9 m. La tolva está construida en acero y protegi-da con placas antidesgate realizadas en Hardox de 10mm de espe-sor en la pared frontal. Las paredes de la tolva y la disposición de la compuerta se diseñaron para evitar obstrucciones, con un ángulo de inclinación superior a 40º, asegurando el suministro constante de residuos al alimentador. La compuerta de la tolva tiene una op-ción de funcionamiento rompe bóvedas.

El conducto de alimentación, también de acero y con placas an-tidesgate, se construyó con una altura de 4 m para garantizar el sello de la cámara de combustión desde el foso. Tiene una sección inferior de 1.51x3.8m igual al ancho del empujador para un mayor aprovechamiento de la parrilla. El conducto de alimentación se diseñó con un sistema de refrigeración de agua de doble pared para resistir el estrés térmico que se produce cuando está en fun-cionamiento.

completely redundant. In order to achieve this, special bridges that fit together were designed, thereby reducing the space needed between them.

MSW Hopper, channel and feeder

The modification of the feeding system made it necessary to achieve uniform distribution of the waste on the grate. The new equipment features Hitachi Zosen Inova (HZI) technology.

The crane unloads the waste into the steel feed hopper. The hopper walls and the arrangement of the gate are designed to prevent obstruction. Together with an angle of inclination of over 40º, this ensures continuous supply of waste to the feeder. The hopper gate has an arch breaker operating option.

The feed channel is also made of steel and has anti-wear plates. It was built with a height of 4 m to ensure the sealing of the combustion chamber from the pit. The lower cross

section has the same width as the pusher to enable the grate to be fully availed of. The feed channel is designed with a double-walled water cooling system to resist the heat stress produced when it is in operation.

The waste falls from the feed channel onto the horizontal tray of the feed unit and is sent to the first zone of the grate by means of two hydraulically driven cylinders, one for each line.

The forward speed of the pusher is adjusted to the combustion control system by means of a controller. Continuous regulation of the forward movement enables uniform measurement and immediate adjustment in accordance with the volume of waste required. Each forward thrust is designed to carry the same volumetric quantity of waste to the grate.

Monitoring of the waste level is carried out from two points, a lower point located in the feed channel to indicate very low levels and the other in the upper part of the hopper to indicate high levels. The latter sensor is used for the automatic operation of the cranes.

Modification of combustion systems and equipment

Combustion grates

The grate system implemented is designed to be able to treat waste with a calorific value ranging from 1800 kcal/kg (7,530 kJ/kg) to 3,200 Kcal/kg (13,400 kJ/kg) and a moisture content

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Pulpos de Stemm para procesos automáticos con seguridad y sistemas de ahorro de energía

Los pulpos suministrados por Stemm son del tipo PH6-5000-0,9 de 5 m3 de capacidad, preparados expresamente para tra-bajar en procesos automáticos con todo tipo de seguridades y sistemas de ahorro de energía incluido. Estos pulpos están diseñados para la manipulación de RSU, biomasa y residuos industriales de todo tipo hasta una densidad de 0.9 Tm/m3. Son pulpos que han resultado extraordinariamente rentables, dada la excelente carga de toma en todas y cada una de las pulpadas, dado que las semiconchas son de perfil progresivo que permite un perfecto y óptimo llenado en cada toma.

La estructura de estos pulpos está concebida y calculada por medio de elementos finitos para realizar 6 millones de ciclos. Además poseen un bloque compacto desmontable lo cual facilita enormemente todas las opera-ciones de mantenimiento.

Estos equipos suministrados por Stemm, en el caso de un corte de energía no se abren e impiden la caida de la carga, lo cual es un plus de seguridad. Los cilindros hidráulicos especialmente reforzados, con amorti-guación y cámara de seguridad, se suministran probados a una presión de 400 bars.

Cuentan con un sistema de autofiltraje constante a 3 micras, por medio de un riñón que filtra constantemente el aceite. Están equipados con un sistema antibalanceo, que los hace multiesta-ble y permite trabajar hasta una posición inclinada casi hasta la horizontal. El ritmo de trabajo que pueden someterse nuestros pulpos, es de 130 ciclos/hora.

Stemm orange peel grabs with safety features and energy saving systems for automatic processes

The PH6-5000-0,9 orange peel grabs, supplied by Stemm, have a capacity of 5 m3 and are specifically designed for operation in automatic processes. They incorporate all the necessary safety features and energy-saving systems and are designed to handle MSW, biomass and industrial waste of all types with densities of up to 0.9 T/m3. These units are extremely cost-effective as a result of the excellent grab volumes afforded by the progressive profile of the half-shells, which enables optimal filling in each pick-up

manoeuvre.

The structure of these grabs is designed and calculated, by means of finite elements analysis, to carry out a total of 6 million cycles and they have compact dismountable blocks that greatly facilitate all maintenance operations.

An added safety feature of Stemm orange peel grabs is that they do not fall or release loads in the event of a power outage. The specially reinforced hydraulic cylinders, with shock absorption systems and safety chambers, are supplied at a pressure of 400 bar.

The grabs have a 3-micron self-filtering system that continuously filters oil and they also feature an anti-sway system that makes them extremely stable, enabling operation on planes that are practically horizontal. Stemm orange peel grabs are designed to operate at rates of up to 130 cycles/hour.

Desde el conducto de alimentación los residuos caen sobre la ban-deja horizontal del alimentador. Mediante dos cilindros con accio-namiento hidráulico, uno por vía, se introduce el residuo a la prime-ra zona de la parrilla.

La velocidad de avance del empujador se ajusta con el sistema de control de la combustión mediante un controlador. La regulación continua de los movimientos de avance permite una medición uni-forme y el ajuste inmediato según el volumen de residuos reque-rido. Cada empuje debe llevar la misma cantidad volumétrica de residuos a la parrilla.

La monitorización del nivel de residuos se hace desde dos puntos: uno inferior ubicado en el conducto de alimentación que indica ni-vel muy bajo y otro en la parte superior de la tolva, que señaliza nivel bajo. Este último se utiliza para el automatismo de las grúas.

Modificación de los sistemas y equipos que intervienen en la combustión

Parrillas de combustión

El sistema de parrillas implantado está diseñado para poder tratar residuo con un poder calorífico comprendido entre las 1800 kcal/kg (7.530 kJ/kg) y las 3200 Kcal/kg (13.400 kJ/kg) con una humedad comprendida entre el 30% y el 50%. La primera problemática en el diseño fue el poco espacio disponible; debido a la colisión con la estructura de caldera no era posible poner una parrilla más ancha como requeriría el proceso de combustión. La solución adoptada modificando las paredes del horno por paredes de tubos de mem-brana, ampliando la caldera, permitió poder ganar 0,6 metros de anchura frente a las parrillas antiguas, pasando de 3 a 3,6 m.

La tecnología es Hitachi Zosen Inova: una única parrilla horizontal de 14,5 m de longitud y con 18º de inclinación, compuesta por ba-rrotes fijos alternados con otros móviles. Se divide en dos vías de siete zonas o elementos de parrilla. Tres zonas de cada vía están re-frigeradas por agua, concretamente la zona 2, 3 y 4 donde se produce básicamente la combustión del residuo. La zona 1, donde se reduce la humedad, sigue refrigerada por aire primario, al igual que las zo-nas 5, 6 y 7 donde se produce el final de la combustión y apagado de las escorias. La carga mecánica admisible por superficie es de 287,36 kg/h/m2 y el caudal de residuos de PCI 2.500 kcal/kg es de 15 t/h.

El diseño de la parrilla tiene un movimiento de atizamiento y volteo de los residuos que asegura un buen secado y volatilización de la escoria y la ceniza. Cada elemento de parrillas está controlado por dos cilin-dros hidráulicos conectados en serie. El pistón ac-túa sobre los barrotes móviles de cada elemento, generando un movimiento hacia adelante o hacia atrás. El número o la frecuencia de movimientos realizados por los bloques móviles de la parrilla esta continuamente regulado por el controlador (CCS, del inglés combustion control system), mien-tras que la velocidad de avance y la longitud del movimiento no pueden ser regulados. Esto se rea-liza mediante un control electrónico de pulsos.

El aire primario entra en el horno de residuos a través de unos orificios practicados en el extre-mo del bloque de la parrilla.

La parrilla se apoya en la estructura de soporte que le permite moverse en respuesta a la expan-sión térmica. Los cilindros de la parrilla y las tol-vas de recogida de caída de finos se expanden y contraen con la parrilla.

of between 30% and 50%. The first design problem was the lack of available space. Due to the position of the boiler structure, it was not possible to fit a wider grate as required by the combustion process. The solution adopted consisted of replacing the furnace walls with membrane tube walls and extending the boiler, thereby enabling a space gain of 0.6 metres with respect to the previous grates, with the width increasing from 3 to 3.6 metres.

Technology is Hitachi Zosen Inova: a single horizontal grate of 14.5 m in length and an inclination of 18º, comprising alternating fixed and moving grate block rows. Three zones of each line are water cooled, corresponding to zones 2,3 and 4, which are basically the zones in which combustion takes place. Zone 1, where moisture content is reduced, continues to be cooled by means of primary air, as are zones 5, 6 and 7, where the final stages of combustion and slag quenching take place. The maximum mechanical load is 287.36 kg/h/m2 and the flow rate of waste with an NCV of 2,500 kcal/kg is 15 t/h.

The grate is designed to stoke and turn the waste to ensure good drying and volatilisation of the slag and ash. Each grate unit is controlled by two hydraulic cylinders connected in series. The piston acts on the moving grate blocks of each unit to create a forward or backward movement. The number or frequency of each movement of the moving grate blocks is regulated continuously by the controller (Combustion Control System - CCS), while the forward speed and length of motion cannot be regulated by the CCS and are instead regulated by means of an electronic pulse motor controller.

The primary air enters the furnace through orifices at the end of the grate blocks.

The grate is mounted on the support structure to enable it to move in response to heat expansion. The grate cylinders and the fine materials collection hoppers expand and contract with the grate.

Return condensate to the water feed tank is used to cool zones 2, 3 and 4, due to its lower conductivity and salt concentration. The cooling circuit is a closed circuit and the water from the three cooled zones of the grate is chilled once again by means of a heat exchanger with sea water. In this way, only the water that evaporates from the system is replaced. In the event of an emergency, cooling is carried out by injecting a large quantity of cold water from the network into the cooling circuit.

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Vista parrilla acabada | View of completed grate

Pictor Valves suministra válvulas Pressure Seal de última generación a Tersa

En primer lugar todo el equi-po humano que forma Pictor Valves S.L., nos expresa su de-seo de manifestar su agrade-cimiento a Tersa, no sólo por la confianza que han deposi-tado en ellos, también por la aportación de ideas que les ha trasladado su equipo de ingeniería, operación y mante-nimiento.

En relación al amplio suminis-tro realizado a Tersa por Pictor Valves, cabe destacar las series 2122L, 2128L, 2425L, válvulas Pressure Seal (compuertas y retenciones) de última gene-ración, con detec-

tores de fugas, sistemas de seguridad pasiva, orien-tables y nivel de estanqueidad TASA A. (DN 50 hasta DN 300) forjadas. Cabe destacar como Tersa por sus exigencias de seguridad, las instaló a partir de PN100.

Además ha suministrado las válvulas para servicios de purgas, drenajes y venteos, en concreto las series (forjado) 5218, 5219 ,5449. TASA A. Orientables. (DN 15 a DN 50) (PN 63 y superiores).

Pictor Valves también ha suministrado las válvulas fundidas, PN16/PN63 en acero carbono y aceros alea-dos, DN 50 hasta DN 350.

Pictor Valves supply leading-edge Pressure Seal valves to Tersa

First of all, the entire staff of Pictor Valves S.L. would like to convey our gratitude to Tersa, not only for the confidence placed in us but also for the ideas provided to our engineering, operation and maintenance team.

The wide scope of the Pictor Valves supply to Tersa included 2122L, 2128L, and 2425L series, leading-edge Pressure Seal valves (gate and check valves). These adjustable forged steel valves feature leak detectors, passive safety systems and TASA A leakage classification (DN 50 to DN 300). Tersa’s stringent safety standards required the installation of valves from PN100.

Valves were also supplied for drain and vent services, specifically (forged steel) 5218, 5219 and 5449 series adjustable valves with TASA A leakage classification (DN 15 to DN 50) (PN63 and above).

Pictor Valves also supplied PN16/PN63 cast carbon steel and alloy steel valves (DN 50 to DN 350).

Renovación de las tres líneas de combustión

SARTECH Engineering es una empresa de Ingeniería Aplicada líder, perteneciente al GRUPO SARRALLE, con vocación de ser referente en el sector de la Ingeniería y Proyectos llave en mano. Cuenta con un numeroso equipo técnico altamente cualificado, dinámico y multi-cultural, integrado por ingenieros de todas las disciplinas, que per-mite abordar Proyectos Globales en cualquier país apoyándose en los centros de trabajo del Grupo a nivel mundial. Actualmente, se encuentra en pleno proceso de consolidación de las posiciones al-canzadas por el grupo durante más de 50 años y ampliando su presencia en los sectores de Ener-gía, Oil and Gas y Tratamiento de Residuos y Re-ciclaje, con referencias como la que se describe a continuación.SARTECH Engineering, junto con la empresa de fabricación EQUISIDER pertene-ciente al Grupo, ha realizado la Renovación de las Tres Líneas de Combustión de la Planta de Valori-zación Energética en Sant Adrià de Besòs.

Los trabajos han consistido en realizar la Inge-niería de Detalle, Fabricación, Suministro, Mon-taje y Puesta en marcha, del nuevo sistema de alimentación del horno-feed Hopper, nuevo sistema de parrilla, re-fuerzo y modificación estructura horno, nuevos sistemas de aporte aire de combustión primario y secundario incluyendo inyectores, nuevo sistema de recogida de escorias y cenizas, así como las co-rrespondientes estructuras primarias y secundarias necesarias. Tras esta oportunidad, SARTECH Engineering ha desarrollado también para HITACHI ZOSEN INNOVA, con el mismo alcance, el sistema de aporte de aire primario y secundario de la nueva incineradora en Vantaa (Finlandia). De esta forma, SARTECH Engineering sigue de-sarrollando su visión y estrategia en busca de la innovación, calidad de servicio y atención al cliente, para cumplir su objetivo de erigirse en un socio de máxima confianza.

Renovation of the three combustion lines

SARTECH Engineering is a leading Applied Engineering company belonging to GRUPO SARRALLE. The aim of the company is to become a leader in the sector of engineering and turnkey projects. It boasts a large, dynamic, highly qualified, multi-cultural technical team composed of engineers from all disciplines. This enables Sartech to undertake Global Projects with the support of the group’s Worldwide network of work centres. The company is currently immersed in a process of consolidation of the positions achieved by the group over

more than 50 years and it is also expanding its presence in the energy, Oil & Gas, Waste Treatment and Recycling Sectors. In this respect, it boasts the following references. SARTECH Engineering, in cooperation with the group’s manufacturing company EQUISIDER, carried out the Renovation of the Three Combustion Lines at the Sant Adrià de Besòs Waste-to-Energy Plant.

The work undertaken comprised the detailed Engineering, Manufacture, Supply, Installation and Commissioning of the new furnace feed hopper system, the new grate system,

reinforcement and modification of furnace structures, the new air supply systems for primary and secondary combustion (including injection systems), the new slag and ash collection system, and the corresponding primary and secondary structures required. Subsequent to this project, SARTECH Engineering carried out the supply for Hitachi Zosen Innova of the primary and secondary air supply system for the new incinerator in Vantaa (Finland). The scope of this supply was the same as that for the Sant Adrià de Besòs plant.In this way, SARTECH Engineering continues to develop its vision and strategy in a quest for the innovation, quality of service and customer service excellence required to achieve the company goal of becoming a partner with a reputation for the utmost reliability.

Para la refrigeración de las zonas 2, 3 y 4 se utiliza condensado de re-torno al tanque de alimentación de agua, por su menor concentración en sales y conductividad. El circuito de refrigeración es un circuito ce-rrado.El agua procedente de las tres zonas de la parrilla refrigeradas se vuelve a enfriar mediante un intercambiador con agua de mar, de esta forma solamente se repone el agua que se evapora en el sistema. En caso de emergencia, la refrigeración se realiza mediante la inyección de una gran cantidad de agua fría en el circuito proveniente de la red.

Aire primario y secundario

Los ventiladores de aire de combustión deben ser capaces de pro-porcionar amplios márgenes de regulación para cada uno de los dos flujos de aire, de acuerdo con la flexibilidad de funcionamien-to y calidad de la combustión exigida al horno. Para ello se insta-la un nuevo ventilador de aire primario de 55.000 m3/h de caudal nominal y uno de aire secundario de 40.000 m3/h, en la misma ubicación, pero accionados mediante variador de frecuencia. El aire terciario, conocido como aire de refrigeración de paredes del horno es eliminado, la refrigeración de las paredes del horno se realiza con las nuevas paredes de membrana de la caldera.

La consigna del caudal de aire primario necesario para la combus-tión viene dada por el controlador y se regula en el ventilador me-diante el convertidor de frecuencia. Una vez precalentado, el aire se distribuye en siete conductos, uno por cada zona de parrillas, y se inyecta al horno a través de los agujeros de las parrillas. En cada conducto se dispone de una válvula de regulación y un medidor de presión diferencial para que el sistema pueda ajustar el caudal de entrada necesario definido por el sistema de control de com-bustión. Con registros de control ajustables se logra disponer del caudal de aire óptimo para cada elemento de la parrilla.

El aire secundario forma parte del caudal total de aire requerido para la combustión completa. El aire se inyecta en las paredes la-terales del horno a la atura del estrechamiento del primer paso de caldera. La inyección de aire secundario provoca un flujo turbulen-to en la cámara de combustión. Esta inyección se realiza mediante unas boquillas especialmente diseñadas, cuyo ángulo de inclina-ción fue estudiado con un programa especial de simulación por el tecnólogo en la fase previa del proyecto.

La distribución del aire secundario se realiza mediante cuatro co-lectores, dos por lado del horno, de cinco boquillas cada uno. Los cuatro colectores están equipados con una válvula manual que permite regular durante la puesta en marcha el flujo que circula por las boquillas de cada colector.

Primary and secondary air

The combustion air fans are capable of providing wide regulating margins for each of the two air flows, in accordance with operational flexibility and the combustion quality required of the furnace. For this purpose, a new primary air fan was installed with a nominal flow rate of 55,000 m3/h, along with a secondary air fan with a flow rate of 40,000 m3/h. These fans are installed in the same location and are fitted with variable frequency drives. The tertiary air system, known as the furnace wall air cooling system, has been eliminated and cooling of the furnace wall is now carried out by means of the new boiler membrane walls.

The set point for the flow of primary air needed for combustion is provided by the controller and is regulated by means of the variable speed drive of the fan. After it has been preheated, the air is distributed through 7 conduits, one for each grate zone, and is injected into the furnace through the orifices in the grates. Each conduit is fitted with a regulating valve and a differential pressure gauge to enable the system to adjust the required inlet flow as defined by the combustion control system. Adjustable control levels enable the optimum flow of air for each grate element.

The secondary air forms part of the total air flow required for complete combustion. The air is injected through the side walls of the furnace at the height where the first pass of the boiler narrows. The injection of secondary air causes a turbulent flow in the combustion chamber. The air is injected through specially designed nozzles and the angle of inclination of these nozzles was determined using special simulation software in the preliminary design stage.

The distribution of secondary air is carried out by means of four headers, two on either side of the furnace, each with 5 nozzles. The four manifolds are fitted with manual valves that enable the flow circulating through the nozzles of each header to be regulated during start up of the system.

Combustion control system (CCS)

The renovation project required an upgrading of the combustion control system to obtain a stable steam output of 50 t/h with waste of a higher NCV, without exceeding the maximum flow of flue gases capable of being treated by the gas cleaning system. Moreover, the new system achieves a

reduction in excess air, higher quality slag and lower emissions.

The new combustion control system (CCS), featuring technology Hitachi Zosen Inova (HZI), is integrated into the SCADA (supervisory control and data acquisition) system and operates automatically and safely. It is a multi-variable control system with a structure comprising two parallel connections of different controllers connected in series.

Depending on the steam flow and calorific value of the waste indicated by the operator, the system calculates, for each point of the combustion diagram, the flow and temperature of primary air, the total air flow, the grate movement frequency, the feeder speed and the oxygen content of the flue gases outlet the boiler.

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Montaje de la parrilla | Montaje de la parrilla

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Sistema de control de combustión (CCS)

El proyecto requería de una modernización del sistema de control de combustión que permitiera obtener una producción estable de 50 t/h de vapor con un residuo de mayor PCI, sin sobrepasar el caudal máximo de gases de combustión admitido por el sistema de depu-ración de gases, además de conseguir una re-ducción del exceso de aire, una mejor calidad en las escorias y unos valores de emisión de contaminantes más bajos.

El nuevo sistema de control de combustión (CCS), con tecnología de HZI, se integra en SCADA (supervisión, control y adquisición de Ddgura. Es un sistema de control multivaria-ble, cuya estructura consta de dos conexiones paralelas de distintos controladores conecta-dos en serie.

Según el caudal de vapor y el valor calorífico de los residuos que indica el operador, el sistema calcula para cada punto del diagrama de combustión el caudal y temperatura del aire primario, caudal total de aire, frecuencia de movimiento de parrilla, velocidad del alimentador y el contenido de oxígeno de los gases de combustión a la salida de caldera.

Las mediciones del contenido de oxígeno en los gases y del caudal de vapor, llegan a los dos controladores de la unidad CCS que regu-lan simultáneamente la velocidad del alimentador, la frecuencia de movimiento de las parrillas y el caudal de aire primario.

El caudal de aire total debe mantenerse constante para que el con-tenido de O2 en la salida de caldera sea representativo de la eficacia de la combustión.

Para el control del avance del fuego se incorporan dos sondas de temperatura en el techo al final de la parrilla. Un fuego adelantado, próximo a la caída de escorias al extractor, posibilita que haya una combustión incompleta lo cual puede generar inquemados. El con-trolador correspondiente modula la frecuencia de las parrillas y la velocidad del alimentador.

La actuación del empujador y los distintos elementos de la parrilla se procesa mediante un sistema autónomo, al cual se envían los valores de consigna para las velocidades y frecuencias que se esta-blecen en el sistema de distribución y control.

Transportador de finos, extractor de escorias y vibrante

Bajo cada elemento de parrilla hay una tolva y un conducto que recogen los materiales finos que se criban entre los bloques de las parrillas y los conducen al transportador de cadena húmedo. Los conductos quedan dentro del transportador por debajo del nivel de agua para garantizar que no entre aire falso a la cámara de com-bustión. Mediante la cadena se transportan los finos al extractor de escorias.

La escoria que queda en el extremo de la parrilla, después de la zona 7, cae a través de una tolva al extractor de escorias, donde se enfrían con agua. Al igual que el transportador el extractor me-diante un sistema de control mantiene un nivel de agua suficiente para poder sellar el horno y evitar la entrada de aire. Ambos se relle-nan con agua de proceso y solamente se aporta el agua necesaria para mantener el nivel.

The oxygen content measurements of the gases and the steam flow rate are recorded by the two CCS controllers, which simultaneously regulate the feeder speed, the grate movement frequency and the flow of primary air. The total air flow must be kept constant to ensure that the O2 at the outlet of the boiler is representative of the combustion efficiency.

Two temperature sensors are fitted in the roof at the end of the grate to control the advance of the fire. A forward fire position, near where the slag falls to the extractor may result in incomplete combustion, giving rise to unburned waste. The corresponding controller modulates the frequency of the grates and the feeder speed.

The operation of the pusher and the different grate elements are processed by an independent system, which transmits the set point values for the speeds and frequencies defined by the distribution and control system.

Fine materials conveyer, slag extractor and vibrating conveyor

Under each grate element, there is a hopper and channel to collect the fine materials screened between the grate blocks and send it to a wet slag chain conveyor. The channels are within the conveyor below the water level to prevent false air entering the combustion chamber. The chain conveyor takes the fine materials to the slag extractor.

The slag that remains at the end of the grate, after zone 7, falls through a hopper to the slag extractor, where it is cooled with water. Like the conveyor, a control system maintains a level of water in the extractor that is sufficient to seal the furnace and prevent the entry of air. Both conveyor and extractor are filled with process water and only the water needed to maintain the level is supplied.

By means of a hydraulic piston, the slag extractor pushes the slag to a vibrating conveyor. The concave shape of the extractor enables the slag to be compacted and the water drains as the piston pushes the slag to the discharge ramp that sends it to the channel. This system results in drier slag, with a moisture content of less than 20%.

Hydraulic station

A combined hydraulic station is installed for the cylinders of the feed hopper gates, the grate and the slag extractor. The three pumps and control blocks are connected to a common manifold in such a way that one of the pumps makes the other two

El extractor de escorias, mediante un pistón hidráuli-co empuja la escoria a un transportador vibrante. La forma cóncava del extractor permite que la escoria se compacte y escurra el agua a medida que el pistón la va empujando por la rampa de descarga hacia el canal. Mediante este sistema se obtiene la escoria más seca, con un porcentaje de humedad inferior al 20%.

Central hidráulica

Se instala una estación hidráulica combinada para los cilindros de las compuertas de la tolva de ali-mentación, el alimentador, la parrilla y el extractor de escorias. Las tres bombas y los bloques de control están conectados a un colector común de forma que una de las bombas aporta redundancia a las otras dos. Cada sistema cuenta con un bloque de control hidráulico individual con elementos de control eléc-tricos para ejecutar las funciones de las compuertas de la tolva de alimentación, el empujador y la parrilla.

Un intercambiador de calor refrigerado por aire se integra en la lí-nea de retorno del circuito hidráulico al depósito.

Adaptación del ciclo agua-vapor para el incremento de la producción de vapor

Ampliación de caldera

La caldera existente era una caldera acuotubular de tres pasos de ga-ses, construida para una presión de trabajo de 44 kg/cm2 y admisible de 54 kg/cm2, que producía vapor sobrecalentado a 39 bar y 400ºC.

Partiendo de la base de que el nuevo combustible, el rechazo, dis-pone de más energía calorífica, las modificaciones que se realizan en la caldera para conseguir aumentar la producción de vapor son las siguientes:

• Ampliación de las paredes de caldera, desde el antiguo colector inferior, ubicado en cota 15.00, hasta las parrillas. Esta actuación permite ganar 0,6 metros de anchura a las nuevas parrillas.

• Modificación de la pared frontal de la caldera.• Adaptación de la pared divisoria entre el primer y segundo paso

y la nariz.• Modificación de los colectores verticales (downcomers). • Ampliación de los colectores horizontales inferiores, de cota 15,

mediante un nuevo colector unido por la parte inferior.

Las modificaciones de la caldera comportan un aumento de 15 m3 en el volumen total de la caldera, pasando de 60 m3 a 75 m3. Con la optimización de la transferencia de calor se incrementa en 9 t/h la producción de vapor, así se pasa de una generación inicial de 40 t/h a 49.7 t/h por unidad de horno-caldera..

Estas modificaciones fueron definidas por los tecnólogos de HZI después de hacer un estudio de la transferencia de calor, la distri-bución del flujo en el interior de la caldera y las velocidades. En el estudio también se comprobó el dimensionamiento de los econo-mizadores, evaporadores y sobrecalentadores, así como el diseño del calderín.

Las paredes de tubos de membrana del horno van protegidas por placas conformadas de refractario. En el horno se discriminan tres zonas. La primera va des de el empujador hasta la zona 4 de parri-llas donde se han colocado placas de carburo de silicio nitrurado. En la zona 5 se han colocado placas nitruradas con un porcentaje de alúmina, y en las zona final de la parrilla las placas son de alú-mina para optimizar la transferencia de calor en la zona de baja

redundant. Each system has an individual hydraulic control block with electronic control elements to operate the functions of the feed hopper, the pusher and the grate.

An air-cooled heat exchanger is integrated into the return line of the hydraulic circuit to the tank.

Adaptation of the water-steam cycle to increase steam production

Boiler Expansion

The existing boiler is a water tube boiler with three gas passes, built for a working pressure of 44 kg/cm2 and maximum pressure of 54 kg/cm2. This boiler produces superheated steam at 39 bar and 400ºC.

Based on the fact that the new fuel (the reject) has a higher calorific value, the modifications carried out to the boiler to achieve higher steam output are as follows:

• Extension of the boiler walls, of the old lower header positioned at a height of 15 m, to the grates, enabling a gain of 0.6 m in the width of the new grates.

• Modification of the front wall of the boiler.• Adaptation of the dividing wall between first and second pass

and nose cone.• Modification of vertical headers (downcomers). • Extension of the lower horizontal manifolds, at a height of 15

m, by means of a new headers joined to the lower part of the existing ones.

The modification to the boiler affords an increase in total volume of 15 m3, from 60 m3 to 75 m3. With the optimisation of heat transfer, steam production has increased by 9 t/h, from the initial output per boiler-furnace of 40 t/h to 49.7 t/h.

These modifications were defined by HZI technologists subsequent to the carrying out of a study on heat transfer, flow distribution inside the boiler and flow rates. The study also served to define the sizing of the economisers and superheaters as well as the cylinder design.

The membrane tube furnace walls are protected by moulded refractory plates. The furnace is divided into three zones, the first of which goes from the pusher to zone 4 of the grates, where nitride bonded silicon carbide plates are installed. Nitride bonded plates with a percentage of alumina are installed in zone 5, while at the

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Vista general nuevo sistema evacuación escorias: canal, escoriador y vibrante | General view of new slag evacuation system: channel, slag extractor and vibrating conveyor

Teide Refractory Solutions suministra el reves-timiento refractario de los hornos y se adjudi-ca el mantenimiento

Teide Refractory Solutions S.L. ha realizado la inge-niería de detalle, suministro, demolición del exis-tente y montaje del nuevo revestimiento refractario de los hornos de las 3 líneas de incineración que posee TERSA entre los años 2012 - 2014 dentro del proyecto de optimización de la Planta.

Más de 60 años avalan la experiencia de Teide Re-fractory Solutions en el sector, los constantes estu-dios y mejoras, que su departamento de I+D ha es-tado realizando en las calidades de SiC nitrurado / aditivado, durante los últimos años, le ha permitido especializarse también en este campo, ofreciendo a sus clientes mejores calidades para las placas de carburo de silicio, así como servicios y materiales adicionales.

Para este proyecto, se estudió cada una de las zonas de los hornos con la finalidad de encontrar el material más adecuado en cada una de ellas, para obtener el resultado deseado por el cliente. En el conjunto de los trabajos realizados para esta optimización, se han revestido más de 1.200 m2, combinando materiales No conforma-dos y Conformados, siendo estos últimos los utilizados práctica-mente en el 100% de las paredes laterales de los hornos.

Asimismo Teide Refractory Solutions S.L. ha sido el adjudicatario del contrato de mantenimiento de la planta para los próximos 3-4 años, en el que se incluye la realización de la Modelización del proceso de combustión de cada una de las líneas, con la fi-nalidad de conocer el comportamiento de la misma y en con-secuencia, conocer las condiciones de trabajo de cada parte del horno – caldera.

Teide Refractory Solutions supplies refractory lining for furnaces and secures maintenance contract

Teide Refractory Solutions S.L. carried out the detailed engineering, supply, and installation of the new refractory lining for the furnaces of the three incineration lines, as part of the project to upgrade the TERSA plant. The work, which also included the demolition of the existing lining, was carried out during the period 2012 – 2014.

Teide Refractory Solutions has more than 60 years of experience in the sector.

The constant studies and enhancements carried out by the R&D department in the area of nitride-bonded/additivated SiC qualities in recent years has enabled the company to specialise in this area for the purpose of offering clients the best quality silicon carbide plates, in addition to other services and materials.

For this project, all the furnace zones were studied for the purpose of identifying the optimal material for each of them and achieving the desired result for the client. The work carried out in this optimisation project entailed the lining of over 1,200 m2, combining both shaped and unshaped materials, with the latter being used on almost 100% of the side walls of the furnaces.

Teide Refractory Solutions S.L. was also awarded the maintenance contract for the facility for the next 3-4 years. This includes carrying out a modelling of the combustion process of each of the lines with a view to gathering information on the behaviour of the process and consequently on the operating conditions of each part of the furnace-boiler.

combustión. Justo en los laterales de la parrilla se han colocado dos hileras de placas de refractario también nitruradas con un espesor especial de 150mm para proteger la caldera de la fuerte abrasión y erosión que sufren por el contacto con el residuo.

Ampliación de la capacidad de los equipos y las tuberías del ciclo agua vapor

El ciclo de agua-vapor de la planta fue construido en 1975 para una producción de vapor total de 87 t/h. Con el plan de adecua-ción la producción total de vapor pasa a ser de 150 t/h, lo cual obliga a revisar todo el balance de masa y energía de la planta. Con los caudales obtenidos se procede a estudiar las velocidades de las tuberías de agua, vapor y condensado así como la pérdida de carga de los distintos circuitos. Finalmente, se sustituyen los siguientes equipos cuya capacidad no permite absorber el incre-mento previsto:

Tuberías y colectores de vapor

Estos se dimensionan según el nuevo caudal del balance debido a que las velocidades son próximas a los límites técnicos. Estas tube-rías son: la tubería de vapor de salida de cada una de las calderas hacia el colector principial, el colector principal de DN 500 y 5 me-tros de longitud, la tubería de unión entre colectores, y el colector de baja presión que abastece los autoconsumos de planta como son el vapor al desaireador y precalentadores de aire primario.

Se sustituyen las válvulas del colector principal, las del colector de baja presión y colector de arranque, por válvulas de estanqueidad cero con reductor de Pictor Valves.

Desaireador y tanque de agua de alimentación

El desaireador se sustituye por otro suministrado por Acsa y fa-bricado por Graver con una capacidad de tratamiento de agua de 114,7t/h; 39,2 t/h más que el original.

Sistema de by-pass de las turbinas

El caudal máximo de vapor a desviar hacia el sistema de by-pass y condensador auxiliar es de aproximadamente 120 t/h, caudal muy superior al del diseño original de 87t/h. Se sustituye la válvula de regulación por una válvula atemperadora de vapor de CCI, para la atemperación se utiliza agua de alimentación (60 bar, 151ºC).

Nuevo condensador de turbina Alstom y precalentadores de conden-sado (I y II)

En 2005 se cambió la turbina original por una Alstom que se di-mensionó para una entrada de vapor de 120t/h, pero no se modi-

end of the grate, the plates are made of alumina to optimise heat transfer in the low combustion zone. At the sides of the grate, two rows of nitride bonded refractory plates with a special thickness of 150 mm are installed to protect the boiler from the severe abrasion and erosion created by the contact with the waste.

Increase in equipment capacity and capacity of water-steam cycle pipes

The water-steam cycle of the plant was built in 1975 for a total steam output of 87 t/h. The adaptation project has increased the total steam output to 150 t/h, which required a review of the entire mass and energy balance of the plant. With the flows obtained, a study was carried out of velocities of the water, steam and condensate pipes as well as head loss in the different circuits. Subsequent to the study, it was decided to replace the following equipment due to the fact capacity was insufficient to absorb the envisaged increase:

Steam pipes and drums

These are sized in accordance with the new flow due to the fact that flow rates are close to technical limits. These pipes include: the steam outlet pipe of each of the boilers that connects to the main pipe, the main DN 500 pipe header of 5 metres in length, the connection tube between pipes, and the low pressure steam pipe header that supplies plant needs, including the steam for the deaerator and primary air pre-heaters.

The valves of the main pipe, the low pressure pipe and the start-up pipe were replaced with leakproof pressure reducing valves supplied by Pictor Valves.

Deaerator and feedwater tank

The existing deaerator was replaced by a new deaerator supplied by Acsa and manufactured by Graver. The new unit has a water treatment capacity of 114.7 t/h, 39.2 t/h more than the previous unit.

Turbine by-pass system

The maximum steam flow to be re-routed to the by-pass and auxiliary condenser system is 120 t/h, a flow far greater than the original 87 t/h. The regulating valve was replaced by a CCI steam attemperator valve (60 bar, 151º) is used for the attemperation (60 bar, 151ºC).

New Alstom turbine condenser and condensate pre-heaters (I and II)

In 2005, the original turbine was replaced by an Alstom turbine designed for a steam inflow of 120 t/h but no other equipment

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Montaje ampliación caldera (tubos) | Assembly of boiler extension (tubes)

Colectores vapor | Steam pipes

Mejora y ampliación de los equipos y tuberías para el aumento de la capacidad de producción de vapor

ACSA Obras e Infraestructuras S.A.U, desde su área industrial ha lle-vado a cabo la ingeniería de detalle y la ejecución del proyecto de mejora y ampliación de los equipos y tuberías para el aumento de la capacidad de producción de vapor de la planta de Sant Adrià de Besos. Se han sustituido las tuberías del ciclo agua-vapor, el colector principal de alta presión, el colector de baja presión, los precalen-tadores de condensado, las bombas de alimentación a caldera, así como el equipo desaireador y su tanque de agua de alimentación.

Las tuberías de vapor y el colector de alta (Ø500) han sido sumi-nistradas en acero aleado P-11 para una temperatura de opera-ción de 400ºC, llevando a cabo un exhaustivo control de calidad con el radriografiado y tratamiento térmico del 100% de las sol-daduras, prueba de presión a 80 bar de todas las líneas, posterior limpieza química, y soplado final con vapor de su interior. Las líneas de tubería de retorno de condensado de baja presión y su colector (Ø600), se han realizado en acero al carbono para una temperatura máxima de operación de 223°C.

Se ha sustituido el equipo existente desaireador y su tanque agua alimentación por otro nuevo adaptado a los nuevos balan-ces térmicos de la planta; especial dificultad ha tenido la ma-niobra de sustitución del equipo mediante dos grúas de gran tonelaje, puesto que el edificio no había sido diseñado para tal fin. Todos estos trabajos se han ejecutado en un periodo de 5 semanas de modo inin-terrumpido, participando simultáneamente varios equipos de soldadores y montadores organizados en turnos de 24 horas, con el fin de interferir el menor tiempo posible en las condiciones de operación de la planta de Sant Adrià de Besos.

Upgrading and expansion of equipment and pipes to increase steam production capacity

The industrial division of ACSA Obras e Infraestructuras S.A.U. carried out the detailed engineering and execution of the project for the upgrading and expansion of equipment and pipes to increase steam production capacity at the Sant Adrià de Besos plant. The water-steam cycle pipes were replaced, as were the main high-pressure manifold pipe, the low-pressure manifold pipe, the condensate preheaters, the boiler feed pumps, and the deaeration unit and its corresponding feedwater tank.

The steam pipes and the high pressure manifold pipe (Ø500) were supplied in P-11 alloy steel for an operating temperature of 400ºC. Exhaustive quality control was carried out by means of digital radiography technology and thermal treatment of 100% of welded joints, a pressure test of all lines at 80 bar, and subsequent chemical cleaning and final steam blowing of the pipe interior. The low pressure condensate return pipe and its manifold pipe (Ø600) are made of carbon steel for a maximum operating temperature of 223°C.

The existing deaerator unit and its feedwater tank were replaced by a new unit adapted to the new heat balances of the plant. A particularly difficult challenge was posed by the operation to replace the unit by means of two high-capacity cranes, because the design

of the building hindered this process. All this work was carried out over an uninterrupted period of five weeks and involved the simultaneous participation of several welding and installation teams, organised in 24-hour shifts with a view to interfering for the shortest possible time with operating conditions at the Sant Adrià de Besos plant.

ficó ningún otro equipo. Con el plan de adecuación el caudal del vapor de escape de la turbina se incrementa de 64 t/h a 92 t/h. Al comprobar la superficie de intercambio del condensador existente (1.210 m2), se determinó que era necesario sustituir el condensador principal por uno nuevo con un 30% más de capacidad. El nuevo condensador fabricado por GEA, de iguales medidas que el anterior, dispone de una superficie de intercambio de 1.5552 m2, con 4.814 tubos de CuNi.

La consecución y mantenimiento de la presión de trabajo en el con-densador principal (0,06 bara), así como la eliminación de los in-condensables que arrastra el vapor, se realiza mediante un conjun-to de eyectores de servicio accionados por vapor a 39 bar y 400ºC. El equipo de servicio consta de dos etapas con un eyector por etapa y de una unidad de condensación doble que utiliza como medio re-frigerante el condensado proveniente del condensador impulsado por las bombas.

Para mejorar la eficiencia del condensador se añadió un sistema de limpieza de bolas para mantener más limpia la superficie de in-tercambio.

Uno de los requerimientos para la elección del condensador fue que el incremento de temperatura del agua de refrigeración, al uti-lizarse agua de mar, según normativa, no puede ser superior a 13ºC.

La tubería de retorno del condensado al desaireador se sustitu-ye por otra de mayor diámetro para reducir la velocidad a 1,6 m/s. Con la disminución de la perdida de carga de la tubería, la altura manométrica total del circuito no aumenta, y permite utilizar las mismas bombas verticales de extracción de condensado sin tener la necesidad de cambiarlas.

Modificación del circuito de agua de alimentación y suministro de nuevas bombas

La instalación de bombeo para suministrar agua a las tres calderas antes de la modificación estaba compuesta por cuatro electrobom-bas de 40 t/h, tres adquiridas en el año 1975 y la cuarta en 2003, y una turbobomba de vapor. Debido al incremento en la produc-ción de vapor de 10 t/h por caldera, es necesario aportar un caudal de agua mayor reemplazando las bombas existentes por nuevas bombas de 50t/h cada una. Este hecho permite seguir trabajando con la misma filosofía anterior, tres bombas en funcionamiento en operación normal de la planta, la cuarta bomba parada preparada para arrancar para cubrir demandas puntuales y la turbobomba como bomba de emergencia.

was modified at that time. The adaptation plan envisaged an increase in turbine exhaust steam from 64 t/h to 92 t/h. On examining the surface area of the existing condenser (1,210 m2), it was decided that the main condenser needed to be substituted for a new condenser with 30% more capacity. The new condenser, manufactured by GEA, has the same dimensions and a heat transfer surface area of 1.5552 m2, provided by 4,814CuNi tubes.

Achieving and maintaining the working pressure in the main condenser (0.06 bar) and the elimination of non-condensable gases is carried out by means of a set of service ejectors driven by steam at 39 bar and 400ºC. The service unit comprises two stages with one ejector per stage and a double condensation unit that uses the condensate from the condenser, pumped by the pumps, as a refrigerant.

A ball cleaning system was installed to keep the heat transfer surface clean, thereby improving condenser efficiency.

Because seawater is used, a key requirement for the selection of the condenser was that the increase in temperature of the cooling water could not exceed 13ºC, in accordance with current legislation.

The condensate return pipe to the deaerator was replaced by a pipe of larger diameter in order to reduce the flow rate to 1.6 m/s. With the reduction in head loss of the pipe, the total manometric head of the circuit did not increase, meaning that the original vertical condensate extraction pumps did not require replacement.

Modification of feed water circuit and supply of new pumps

The pumping system to supply water to the three boilers prior to the renovation project was made up of four electric pumps with a capacity of 40 t/h (three acquired in 1975 and the fourth in 2003), and a steam turbopump. Owing to the increase of 10 t/h in the steam output per boiler, it was necessary to provide a greater flow of water and the old pumps had to be replaced with new pumps with a unitary capacity of 50t/h. This enabled the existing operating system to be maintained: three pumps in operation in normal plant operating conditions with the fourth pump on standby to cover peaks in demand, and the turbopump acting as an emergency pump.

In order to reduce head loss in the feed water circuit to the boilers, the dimensions of the pipes were modified and the internal components of the drum level regulating valve were replaced. With the new internal components, the valve had difficulties in regulating low flows and another control valve was added to the system for the regulation of the flow during start-up and shut-downs of the line.

Work undertaken to increase electricity generation.

New 32.5 MVA alternator

Although the steam turbine had been adapted for a steam inflow of 120 t/h at 39 bar and 400ºC, the alternator originally installed remained in operation at the plant. To enable increased electricity generation with the available steam flow as a result of the change in NCV of the waste and the enlarging of the boilers, it was necessary to substitute the alternator and

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Nuevo condensador principal | New main condenser

Para reducir la pérdida de carga del circuito de agua alimentación a calderas se modificó el dimensionado de las tuberías de impulsión de bombas y se cambiaron los internos de la válvula de regulación de nivel de calderín. Con los nuevos internos la válvula tenía difi-cultades para regular a caudales bajos y se añadió al sistema otra válvula de control para la regulación del caudal en arranques y pa-ros de línea.

Actuaciones para aumentar la generación de energía eléctrica

Nuevo alternador de 32,5 MVA

Aunque la turbina de vapor estaba adaptada para 120 t/h de entra-da de vapor a 39bar y 400ºC, el alternador de era el original de la planta. Para poder incrementar la generación de energía eléctrica con el caudal de vapor disponible por el cambio del PCI del residuo y la ampliación de las calderas, era necesario sustituir el alternador y el transformador de bloque de 22.5 MVA por uno de 32.5 MVA, así como adaptar las instalaciones eléctricas a la nueva potencia.

El nuevo alternador de Jeumont Electric es síncrono trifásico, de eje horizontal, con refrigeración por aire, cuyo eje se acopla con el eje de la actual turbina de vapor mediante acoplamiento rígido. La potencia nominal es de 26MW, con un factor de potencia de 0.80, la tensión de 11 kV ±10% en el rango de frecuencia de 50Hz. La excitatriz es de tipo sin escobillas, de diodos rotativos de polo magnético permanente (PMG). A diferencia del turbogrupo anterior se colocaron dos cojinetes, uno justo después del acoplamiento y el otro anterior a la PMG.

El generador tiene un sistema de ventilación por recirculación cerrado. Para su refrigeración está equipado con un intercambiador agua-aire constituido por dos refrigerantes montados en la parte superior de la carcasa. Cada uno de los refrigerantes consta de un haz de tubos de doble pared por los cuales circula el agua de refrigeración. Los tubos son de cobre en la parte exterior con aletas de aluminio y de CuNi en su interior. Están dimensionados para que el alternador pueda funcio-nar al 100% de la potencia con un intercambiador fuera de servicio.

Para evitar la transmisión de vibraciones, el turbogrupo se dise-ñó ya en 1975 sobre una bancada independiente de la estruc-tura del resto de la planta. Como las dimensiones y las cargas del nuevo alternador son distintas, para adaptar la bancada a los nuevos valores se contactó con el calculista original de la es-tructura.

the transformer of 22.5 MVA for a 32.5 MVA unit and and it was also necessary to adapt the electrical installations to the new capacity.

The new Jeumont Electric alternator is a three-phase, horizontal shaft, air-cooled unit that connects to the existing steam turbine shaft by means of rigid coupling. It has a nominal power rating of 26 MW, a power factor of 0.80, and a voltage of 11 kV ±10% in a frequency range of 50Hz. The exciter is of the brushless type, with rotating diodes with permanent magnetic poles (permanent magnetic generator- PMG). Unlike the previous genset, two bearings are arranged, one just after the coupling and the other prior to the PMG.

The generator has a closed recirculation ventilation system. For cooling purposes, it is fitted with a water-air exchanger made up of two condensers mounted on the upper part of the housing. Each condenser comprises a double wall tube bundle through which the cooling water circulates. The outside of

the tubes are made of copper, the fins of aluminium and the insides of CuNi. The condensers are sized so that the alternator can function at full power with one heat exchanger out of service.

To prevent the transmission of vibrations, in 1975, the genset was installed on an engine bench/foundation the structure of the remainder of the plant. Because the dimensions and loads of the new alternator were different, it was necessary to adapt the bench/foundation and this work was carried out by the original designer.

Modifications to the Alstom turbine: extractions A4 and A3 and control system

The new flow of steam available for the Alstom turbine made it necessary to adapt the turbine extractions to be able to continue supplying steam for the self-consumption of the plant (steam at 4 bar and 223 ºC) as efficiently as possible from extraction A3 of the turbine.

Similarly, the replacement of the alternator for a new 32.5 MVA model required the updating of the control and monitoring system of the entire turbo generator, part Alstom and part Jeumont, with the aim of achieving a control architecture with all signals and alarms integrated, with greater storage capacity and memory, with the possibility of remote supervision and operation, as well as achieving system redundancy by means of an emergency control panel, amongst other enhancements. To carry this out, communication was established between the PLCs and this communication was integrated within the internal ring for Ethernet communication of plant signals. The result is improved operating conditions and safer operation.

Other initiatives related to the turbine included the adaptation of the regulation of reactive energy exported to the grid and the capacity to operate the turbine as a generating engine in a black start situation so that plant operation can be guaranteed until a state of safe operation is restored.

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Nuevo alternador | Nuevo alternador

Modificaciones en la turbina Alstom: extracción A4 y A3 y sistema de control.

El nuevo caudal de vapor disponible para la turbina Alstom hace que sea necesario adecuar las extracciones de la turbina para po-der seguir suministrando el vapor de autoconsumo de la planta, vapor a 4bar y 223 ºC, de la forma más eficiente posible: des de la extracción A3 de turbina.

De la misma forma, la sustitución del alternador por uno nuevo de 32.5MVA, obliga a actualizar el sistema de control y monitorización de todo el turbogrupo, parte Alstom y parte Jeumont, con el objeto de conseguir una arquitectura de control con todas las señales y alarmas integradas, de más capacidad de almacenaje y memoria, con la posibilidad de poder supervisar y trabajar con conexión re-mota y disponer de redundancia del sistema mediante un panel de control de emergencia, entre otras mejoras. Para realizarlo se esta-blece la comunicación entre los PLC’s y se integra dentro del anillo interno de comunicación Ethernet de las señales de la planta. Se obtiene como efecto una mejora en las condiciones de trabajo y una operación más segura.

Otras actuaciones realizadas en la turbina han sido la adaptación de la regulación de la energía reactiva exportada a la red y la ca-pacidad de hacer funcionar la turbina como motor de generación cuando hay un cero eléctrico para que garantice el funcionamiento de la planta hasta reconducirla a un estado de operación segura.

Otras actuaciones:

Obra civil

La obra civil de la planta se desarrolló en el transcurso de los años 1973 y 1974. Desde entonces, la estructura de soporte de los con-juntos de horno-caldera de las tres líneas, no ha sufrido modifica-ciones sustanciales.

Con la sustitución de las parrillas existentes por las nuevas parrillas de 3,6 m de ancho, el cambio del sistema de alimentación al horno, las nuevas paredes de membrana de caldera y el refractario, entre otros equipos, se cambia la distribución de cargas efectiva sobre la estructura de obra civil existente. Este hecho hace necesario realizar un estudio del comportamiento estructural de los pilares y encepados, cuyo resultado determinó que hacía falta reforzar los pilares y encepados si se quería conservar la misma capacidad por-tante de los elementos de carga y garantizar su durabilidad.

Other initiatives

Civil works

The plant was constructed in 1973 and 1974. Since that time, the support structures for the furnace-boiler units of the three lines had not undergone substantial modifications.

The substitution of the existing grates for the new grates with a width of 3.6 m, the change in the furnace feeding system, the new membrane boiler walls, the refractory plates, and changes to other equipment changed the distribution of effective loads borne by the existing civil engineering structure. This made it necessary to carry out a study of the structural behaviour of pillars and pylons and the results of the study showed that these pillars and pylons needed to be reinforced in order to maintain the same supporting capacity and ensure durability.

The civil engineering work undertaken was based on a Ros Roca design study and basically consisted of the reinforcement of the pylons and pillars of each line.

Adaptation of the existing electrical installation: DM3 transformer, electrical panels, transmission lines.

The electrical energy produced feeds the bus bars where the transformers are connected for the internal power consumption of the plant. The generating voltage of the alternator subsequent to transformation is 25 KV and the self-consumption voltage is 380 V.

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Refuerzo encepados y pilares | Reinforcement of pylons and pillars

Nuevo trafo de bloque | New block transformer

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Los trabajos de obra civil se realizan según el proyecto de Ros Roca y consisten básicamente en el refuerzo de los encepados y de los pilares, correspondientes a cada una de las líneas.

Adecuación de la instalación eléctrica existente: transformador DM3, cuadros eléctricos de líneas.

La energía eléctrica producida alimenta a las barras de distribución donde se conectan los transformadores para el consumo interno de la energía eléctrica de la planta. La tensión de generación del alternador después del transformador de bloque es de 25kV y la de autoconsumo de 380 V.

Aunque no ha habido un aumento de potencia consumida por la planta como consecuencia del aumento de capacidad térmica, se ha aprovechado que la mayor parte de consumidores y motores de los hornos-caldera iban a ser nuevos para establecer una nueva distribución de cargas entre las tres unidades de transformación y distribución (DM1, DM2 y DM3) que permita disponer de un sis-tema con los consumos más equilibrados y una mayor flexibilidad en cuanto a poder realizar reparaciones sin tener la necesidad de parar la planta.

Para ello se sustituyó el transformador de reserva de 630 kVA por uno de 2000kVA. El cuadro de distribución correspondiente (DM3), y el aparellaje asociado por otro dimensionado para los nuevos va-lores de potencia.

Además, la actuación realizada en las unidades de horno–cal-dera requirió la sustitución completa de los centros de control de motores (CCM) de cada línea, por unos nuevos de Siemens tipo cubículos extraíbles previstos para dar alimentación a to-dos los nuevos consumidores eléctricos de potencia incluidos en el alcance del cambio de las parrillas y del sistema de extracción de escorias, además de los consumidores existentes que no han sido sustituidos.

Although there was no increase in plant power consumption as a result of the increased thermal capacity, advantage was taken of the fact that the majority of the consumers and engines of the furnace-boilers were going to be new for the purpose of establishing a new distribution of loads between the three transformer and distribution units (DM1, DM2 and DM3). This facilitates a system with more balanced consumption and greater flexibility in terms of undertaking repairs without shutting down the plant.

For this purpose, the 630 kVA standby transformer was replaced by a 2000 kVA transformer, and the corresponding switchboard (DM3) and associated switchgear was also replaced by equipment sized for the new power values.

Moreover, the work carried out on the furnace-boiler units required the complete replacement of the Motor Control Centres (MCC) of each line. The existing MCCs were substituted for new Siemens withdrawable cubicle type MCCs, which supply all the new power consumers associated with the change of grates and the slag extraction system, in addition to the existing consumers that were not replaced.

Project scheduling and investment

In order to execute the project with greater cost control and quality, the scope of the basic design, drawn up by engineering company Recuperación de la Energía S.A, was divided into different stages. These stages were classified as three main initiatives in accordance with function: initiatives for the water-steam cycle, initiatives for steam generation and initiatives associated with combustion.

The project was carried out over the period 2008-2014, with a strategy of causing the minimum possible impact on the waste treatment service of the metropolitan area of Barcelona.

Sala cuadros BT | BT electrical room

Cronología e inversión

Para efectuar la ejecución del proyec-to con un mayor control de costes y de la calidad, se dividió el alcance del proyecto básico, realizado por la inge-niería Recuperación de Energía, S.A., en distintos lotes que se clasificaron en tres actuaciones principales según su funcionalidad: actuaciones para el ciclo agua-vapor, actuaciones para la generación de vapor y actuaciones so-bre la combustión.

El proyecto se ha ejecutado en el período 2008-2014, bajo la pre-misa de afectar el mínimo posible al servicio de tratamiento de re-siduo del área metropolitana de Barcelona. En este sentido se han aprovechado las paradas anuales programadas de línea y de plan-ta, y se ha funcionado en distintos intervalos de tiempo con dos de las tres líneas de combustión.

La inversión total del proyecto ha sido de treinta tres millones tres-cientos treinta mil euros (33.330.000€). En el siguiente cuadro se muestra la distribución principal de las distintas actuaciones en miles de euros durante los años de ejecución.

Resultados

• Adecuación de la planta a las necesidades y objetivos del nuevo Programa de gestión de residuos municipales de Cataluña. Como resultado de la realización del proyecto se ha conseguido adecuar la planta para tratar el residuo con un poder calorífico más alto garantizando la misma cantidad de toneladas tratadas al año 360.000 t/año. Si no se hubiera llevado a cabo la adecua-ción las toneladas de tratamiento anuales se habrían reducido, como mínimo, a 300.000 t/año. Este hecho, consolida uno de los objetivos principales del proyecto: conservar la misma capacidad nominal de tratamiento.

• Mejora de la eficiencia energética de la planta.Con la misma cantidad de residuos tratados, se incrementa la producción de energía eléctrica anual a 200.000MWh, equiva-lente al consumo de una población de 100.000 habitantes. La potencia nominal de la planta aumenta en 8MW, hasta un total de 31,75MW. Consecuentemente se cumple con el segundo obje-tivo de la adecuación, la optimización del rendimiento energético, adaptando el ciclo termodinámico para aprovechar al máximo el incremento de la energía calorífica de este nuevo residuo.

• Ampliación del vapor disponible para el suministro a la red de frío y calorAl haber aumentado la producción de vapor de 120 t/h a 150 t/h, se obtiene más vapor disponible para poder suministrar a la red de frío y calor Fòrum y 22@ de Barcelona.

• Sostenibilidad económica y operativa Se apuesta por la continuidad del servicio que presta la insta-lación, se inicia un nuevo período de vida útil con un horizon-te temporal de 25 años, y se garantizan los puestos de trabajo directos e indirectos asociados a esta actividad.

• Gestión más sostenible del residuoObtención de una gestión de los re-siduos más sostenible, reduciendo la disposición final y optimizando la valo-rización energética del residuo.

Programmed annual line and plant shutdowns were availed of and the plant operated during different periods with two of the three combustion lines in operation.

Total investment in the project amounted to thirty three million, three hundred and thirty thousand euro (€33,330,000). The table shows the main cost distribution of the different initiatives in thousands of euro, over the period in which the project was carried out.

Results

• The adaptation of the plant to the requirements and objectives of the new Catalan municipal waste management programme. As a result of the project, the plant has been adapted to treat waste with a higher calorific value, whilst ensuring that the same quantity of waste is treated per annum (360.000 t/annum). If the adaptation work had not been undertaken, the quantity of waste treated would have fallen to 300,000 t/annum at best. This means that one of the main project objectives was achieved, that of maintaining the same nominal treatment capacity.

• Enhanced energy efficiency at the plant.With the same quantity of treated waste, the annual electricity output of the plant has been increased to 200,000 MWh, equivalent to the consumption of a population of 100,000. The nominal installed capacity of the plant has increased by 8 MW, to a total of 31.75 MW. Therefore, the second objective of the adaptation of the facility has been achieved; optimisation of energy production, adapting the thermodynamic cycle to fully avail of the increased calorific value of the new waste.

• Increasing the steam available for the supply of the district heating and cooling networkBy increasing the production of steam from 120 t/h to 150 t/h, more steam is available to supply the district heating and cooling network of the Fórum and 22@ areas of Barcelona.

• Economic and operational sustainability A commitment has been made to the continuity of the service provided by the facility. The plant has begun a new lifecycle with a horizon period of 25 years and the direct and indirect employment afforded by the facility has been guaranteed.

• More sustainable waste managementMore sustainable waste management is achieved, with a reduction in landfilling and optimisation of energy recovery.

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Noelia Marcuello

Ingeniera de Planta Plant Engineer

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