PROYECTO DETALLADO

PROYECTOS DE INGENIERIA

Contenido1.INTRODUCCION32.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA43.JUSTIFICACION Y LOCALIZACION51.Justificacin52.Localizacin64.ANTECEDENTES75.PROYECTO DETALLADO81.Organigrama82.Especificaciones para el diseo93.Diseo trmico de la central11A.Modelo 1: Planta Simple con Sobrecalentamiento14DISEO FINAL:216.DESCRIPCION DE SUBSISTEMAS24Subsistema 1: Instalaciones de almacenamiento de Biodiesel B225Instalaciones mecnicas25Obras civiles:26Sistema elctrico e instrumentacin:27Subsistema 2: Turbina a gas27Sistema elctrico:29Subsistema 3: Chimenea y sistema de monitoreo de emisiones29Subsistema 4: Generador Sincrnico30Subsistema 5: Transformador de poder31Subsistema 6: Equipamiento elctrico31Subsistema 6: Sistema de control automtico y supervisin de la turbina32Subsistema 7: Sala elctrica32Subsistema 8: Celda de conexin 220 kV a la Subestacin de REP32Subsistema 9: Sistema de enfriamiento33Subsistema 10: Sistema de almacenamiento y suministro de agua desmineralizada para inyeccin33Subsistema 11: Grupos electrgenos33Subsistema 12: Sistema contra incendio347.PLANIFICACION361.Planificacin del proyecto362.Construccin38Instalacin de obras temporales38Nivelacin del terreno38Obras civiles de construccin38Transporte de equipos y materiales39Montaje de equipos generadores39Trabajos de pintado40Operacin de mquinas y herramientas40Manejo de residuos40Retiro de obras temporales403.Utilizacin de Maquinaria y Equipos404.Logstica41Suministros para Construccin415.Suministros para Pruebas416.Estudios, Permisos y Otros418.PUESTA EN MARCHA42Descripcin del proceso42Actividades de la Etapa de Operacin429.ANALISIS ECONOMICO4510.ANEXOS46

1. INTRODUCCIONEn el ao de 1998 en el Per el Sistema Elctrico Interconectado Nacional se dispona con un parque generador conformado por unidades hidroelctricas y termoelctricas que sumaban una potencia instalada de 5 515 MW, correspondiente el 47% por origen Hidrulico y el resto trmico (53%). En donde la reserva de potencia era aproximadamente 51%, satisfaciendo la demanda en horas punta, adems de disponer de un reserva existente para fines operativos respecto a la demanda mxima, en donde dicha reserva garantiza la seguridad y calidad del servicio pblico.

Sin embargo en los ltimos aos se puede observar como el pas tiene un notable crecimiento de desarrollo, tal vez envidiable por varios pases, ya que es visto por varias las grandes empresas transnacionales como un pas donde invertir sus capitales en diferentes sectores como industrias, transporte, comercio etc.; aparte de ello se resalta el crecimiento de la poblacin y la industrializacin de varias ciudades en el Per. En efecto de lo anterior ocasiona que la demanda de energa elctrica tienda a crecer cerca del 6,1% anualmente. Ese crecimiento en la demanda genera que la oferta tambin tienda a crecer, pero este crecimiento es detenido por varios factores, en el Per hay todava un gran potencial hidroelctrico sin embargo varios proyectos han sido detenidos por que atentan con el medio ambiente (flora, fauna, comunidades). Y tambin que para hacer una central de origen hidroelctrica se necesita un periodo de 5 aos aproximadamente y una gran inversin inicial, es por ello que el MINEM opta por subastar centrales trmicas para operar y como reserva ya que su construccin demanda un tiempo menor de 2 aos y su inversin un poco menor.

Siempre teniendo en cuenta que el COES a la hora de programar el despacho, aparte de que las centrales hidroelctricas entran primero, ve los costos de generacin de las dems centrales.

Por ello en la actualidad se estn diseando e implementando centrales trmicas que utilizan como combustible el gas natural, el cual su precio es ms bajo comparado a un diesel; y para mejorar la eficiencia de la planta trmica realizan su diseo de ciclo simple con mira para que en el futuro pueda implementarse un ciclo combinado y operar. Se tiene que considerar en el proyecto siempre la capacidad del gas que se dispone para ello se realizan los contratos con las empresas encargadas las cuales nos aseguran un suministro constante para la generacin de energa elctrica.

Finalmente este proyecto lo hemos realizado como una propuesta para dar equilibro al mercado elctrico del Per y con ello a apoyar el desarrollo interno del pas.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el mundo actual, globalmente interconectado, incluso un pequeo cambio de una variable influyente puede tener un gran efecto sobre el desarrollo de la sociedad. Dado lo cambiante de la situacin poltica, el vertiginoso desarrollo econmico y los continuos avances tecnolgicos, es muy arriesgado hacer pronsticos de futuro. De todas formas resulta obvia la necesidad de una planificacin razonable, ya que el desarrollo de la energa en todo el mundo es y ser uno de los pilares de la sociedad global. Las compaas elctricas necesitan hacer inversiones a largo plazo tanto en generacin como en la infraestructura de transmisin y distribucin, por lo que es sumamente necesario hacer un completo anlisis geogrfico que permita planificar la ubicacin correcta de las centrales que permita tener una configuracin de eficiencia ptima en la redAnte ello y la necesidad de incrementar la capacidad de generacin y tener una confiabilidad elevada en nuestro sistema interconectado, nuestro proyecto es el diseo e implementacin de una central trmica a vapor en la zona norte del pas con el fin de alimentar al Sistema Elctrico Interconectado Nacional (SEIN), para lo cual se disea la central trmica y se determina sus costes de implementacin y operacin.

3. JUSTIFICACION Y LOCALIZACION1. Justificacin

El proyecto de diseo e implementacin de una central termoelctrica en la parte norte del pas, mediante la instalacin de 1 turbina de gas en ciclo abierto o simple que tenga un precio bajo de generacin con la finalidad que cuando opere entre en el despacho diario y pueda abastecer de energa elctrica al SINAC (Sistema Interconectado Nacional), adems de ello respaldar compromisos de entrega de potencia al sistema y buscar clientes libres a los cuales vender energa elctrica.

Lo anterior se justifica al aumento progresivo de la demanda del sector energtico, la que se ha acrecentado fuertemente en este ltimo tiempo y se prev contine con esta tendencia debido al auge econmico, tecnolgico y poblacional del pas. La energa as generada se inyectar al SINAC, incrementando de esta manera la oferta de energa elctrica a nivel nacional.

Segn el Ministerio de Energa y Minas, la produccin mensual a nivel nacional en abril del ao 2013 se calcula en 3 576 GWh, 7,3% mayor que la produccin de mismo mes del ao 2012. Con relacin a agosto del 2011, fue superior en 13,2%, y con respecto a los aos 2010 y 2009, aument 21,2% y 32,4% respectivamente. Para diciembre 2013 se ha proyectado 3 830 GWh, representando un incremento con respecto a diciembre 2012 de 6,9%.

Figura 1

2. Localizacin

El proyecto estar localizado en una zona cercana a la actual Central Trmica Malacas la cual tiene la siguiente ubicacin: Lugar: Carretera Talara-Lobitos km 3.5, Malacas. Distrito: Parias. Provincia: Talara. Departamento: Piura. Altura (msnm): 30. Zonificacin: Zona rural industrial.Esta ubicacin a sido escogida dado que podemos alimentar al SINAC mediante la lnea L2248 o la lnea de Talara-Zorritos (L2249, en dicha lnea se realiza importacin y exportacin de energa con el Ecuador). Adems de ello se tiene en cuenta lo siguiente:Cercana a recursos petroleros. Disponibilidad de infraestructura para el abastecimiento (Refinera Talara). Zonificacin compatible con el proyecto (zona para uso industrial). Cercana a la Subestacin Talara (colindante con el proyecto) Cercana a los centros de consumo del SINAC Norte. Disponibilidad de una va de acceso muy cerca del proyecto (carretera Talara-Lobitos). Zona ya intervenida por un proyecto. En la Figura siguiente se muestra una imagen satelital de la zona de ubicacin de la Central Trmica Malacas y el rea donde se implementara la nueva central.

Figura 2 Mapa Satelital de la ubicacinUbicacin de la Central Malacas y la nueva Central

4. ANTECEDENTES

En el ao 2004 el Viceministro de Energa Eco Juan Miguel Cayo manifest a los representantes de la Comisin de Defensa del Consumidor del Congreso de la Republica: Una planta trmica de reserva eficiente debera generar a no ms de 40 o 50 dlares el Megavatio hora, que es lo que sucede en otras economas. Bolivia tiene energa ms barata porque tiene mucho gas, obviamente tiene un factor estructural fundamental que explica porqu su tarifa es ms barata que la del Per

El parque de generacin de energa trmica a nivel nacional en trminos de capacidad instalada representa el 49% del total nacional y est conformado por 145 centrales del mercado elctrico y 117 centrales de autoproductores. A setiembre del ao 2004, el parque trmico para el mercado elctrico ha generado el 38% del total de la energa mensual, que signific un incremento de 91% respecto a setiembre del ao 2003.Para los ltimos meses del presente ao 2013 la produccin trmica representa el 44% 46%, de la produccin del mercado elctrico.

En los aos 2003 2004 en el Per, la mitad del parque trmico era ineficiente, produca energa elctrica a una tarifa de costo marginal por encima de los 100 dlares el MW.h, considerado alto, y ese factor estructural en todo el mercado peruano, explicaba porque las tarifas en el mercado spot son elevadas cuando el recurso hdrico eran escaso.

Para el clculo de las tarifas, Osinerg considera cuatro factores principales: el nivel de agua disponible, el precio de los combustibles, el plan de obras (proyeccin de la oferta) y la proyeccin de la demanda.

Figura 3 Produccin de energa elctrica por origen (MINEM-DGE)

5. PROYECTO DETALLADO1. Organigrama

2. Especificaciones para el diseo

Las especificaciones que se van a tener en cuenta para el diseo son las que se eligieron de las diferentes posibilidades que se plantearon como potencia, ubicacin, combustible, entre otras; estas fueron las que se seleccionaron en el trabajo presentado anteriormente.

Las especificaciones de diseo son:

Central de ciclo simple, con una potencia neta aproximadamente de 250 MW, bajo condiciones I.S.O. (15 C, 60 % de humedad relativa y 1.013 bar de condiciones ambientes) con una configuracin de 1 (una turbinas de gas).

Ciclo de gas simple. Caldera de recuperacin con 3 niveles de presin.

Ciclo de vapor simple con recalentamiento intermedio acoplado a la presin intermedia.

Como combustible principal se utilizara gas natural (PCI = ).

La condensacin del ciclo ser con agua de ro o agua de mar, utilizando para ello un condensador de lazo abierto.

La localizacin de la planta ser en los alrededores de la carretera Talaras-Lobitos, en la provincia de Talara, departamento de Piura. Por lo tanto necesitaremos para ello las condiciones ambientales del sitio. Para ello acudimos al Instituto Nacional de Estadstica y recabamos las condiciones ambientes temperatura y humedad. Las temperaturas ambientales observadas en la parte baja, ha presentado anomalas de -0.5C en la mxima, 1.2C en las medias y en las mnimas, 1.0C. El valor mximo registrado en la ciudad de Piura fue de 34.8C y el mnimo de 20.8 C., generando una oscilacin trmica de 14.0C

AoTTMTmPPVRASNTSFGTNGR

197324.329.418.0114.5716.51902101

197424.430.117.96.1217.71100001

197625.331.419.311.1815.5700000

197725.131.117.120.0614.11400000

197824.831.218.032.0016.01300000

197924.831.418.214.2315.31111000

198024.631.817.250.3116.51200100

198224.131.519.1120.4014.01800000

198325.731.821.62560.0010.79401200

198423.530.418.5247.4011.1500000

198724.631.520.4355.6413.41000100

199622.530.117.92.035.6111100

199725.832.321.5318.526.61200000

200323.830.819.652.0612.0300000

201023.630.419.4-12.91301001

2011-----------

201224.631.420.490.1911.41900000

2013----------

Interpretacin valores climticos medios anualesT = Temperatura media anual (C)TM =Temperatura mxima media anual (C)Tm= Temperatura mnima media anual (C)PP= Precipitacin total anual de lluvia y/o nieve derretida (mm)V =Velocidad media anual del viento (Km/h)RA =Total das que llovi durante el aoSN =Total das que nev durante el aoTS =Total das con tormenta durante el aoFG =Total das con niebla durante el aoTN =Total das con tornado o nube embudo durante el aoGR =Total das con granizo durante el aoEstos datos nos servirn para hacer un anlisis paramtrico de la central para ver cmo responde ante los cambios de las condiciones ambientales.

3. Diseo trmico de la central

1. Configurar las alternativas de planta y seleccionar la configuracin de planta que cumpla con estas exigencias operando con el tipo de combustible planteado para el proyecto.

2. Definir los parmetros trmicos de la planta (P, T, Potencia, Eficiencia, Relacin de trabajo, HEAT RATE, etc.) y graficar el diagrama T-S y/o H-S, respectivo.

Ambos tems se desarrollarn para cada arreglo:La central a disear tendr una capacidad instalada de 250 MW, con esta premisa buscamos los datos de operacin de la turbina a utiliza en las fichas tcnicas del fabricante.Se escogi una turbina de la Marca SIEMENS, en los rangos de potencia establecidos por el fabricante para cada serie:

En conclusin: La Turbina idnea para nuestros propsitos sera la SST-900 o la SST-3000.

Acerca de la SST-900:

DATOS TCNICOS DE LA SST-900:

Distribucin de la planta compacta Amplia gama de aplicaciones Alta fiabilidad, la disponibilidad y la eficiencia Cimentacin Simple, fcil instalacin y mantenimiento Corto tiempo de inicio y los cambios rpidos de carga Compacto y fcil de instalarEl 2 polo generador de accionamiento directo, utilizado con la turbina de vapor SST-900, se entrega completamente montado, listo para colocar en la cimentacin. Toda la turbina tambin sale de fbrica completamente montada, minimizando el tiempo y mano de obra necesaria para el trabajo de campo.

Con los datos de operacin de la turbina mostrada disearemos nuestro arreglo buscando una eficiencia ptima, siendo los parmetros de diseo:

Presin del vapor al ingreso de la Turbina165 bar (16.5 MPa) Presin del vapor en la descarga de la Turbina 0.6 bar (0.06 MPa) Temperatura del vapor en el ingreso a la Turbina 585 C

Combustible empleado: Gas Natural

A. Modelo 1: Planta Simple con Sobrecalentamiento

Como primera alternativa surge inmediatamente la idea de emplear los valores mximos de trabajo mencionados en un arreglo simple con sobrecalentamiento, siendo el diagrama T-s correspondiente:

PROYECTOS DE INGENIERIA2013

Pgina 12

BALANCE TRMICO: ARREGLO SIMPLETPPsPhPXPhPhPXPX

UNID23s341s11'1''

CT58585.978185.978185.978186.960287.1747349.9686349.9686

MPaP16.50.060.06000.060016.516.516.516.5

kg/m^345.62130.43050.4174967.8901974.5896974.4521574.7050113.2162

m^3/kgv0.02191962.32293272.39550060.00103320.00102610.00102620.00174000.0088327

kJ/kgu3166.96412170.46352227.0493359.9295360.0467360.93821641.65672419.2416

kJ/kgh3528.63752309.83952370.7794359.9915376.9769377.87081670.36712564.9804

kJ/kg.Cs6.57516.57516.74471.14571.14581.14833.77735.2130

-x1.00000.85010.876700.00000.000001

mf =215kg/sn_Turb% =95%

Wturbina =1157.8581kJ/kg248.9395MWn_b% =95%

Wb =17.8794kJ/kg3.8441MW

Wneta =1139.9788kJ/kg245.0954MW

Qentr =3150.7667kJ/kg677.4148MW

n% =36.18%

PARAMETROS TERMICOS DE PLANTA

mf =774,000kg/h

Pc =39,900kJ/kg

mc =16.98kg/s61,120kg/h

SHP =245,095kW

SFC =0.2494kg/kWh

HR =9950kJ/kWh9431BTU/kWh

Eficiencia % =36.18%

El modelo presenta una eficiencia coherente al rango de potencia, pues se espera que dicha eficiencia oscile entre 35 40% para la potencia de 250 MW planteada, sin embargo este modelo tiene un defecto prctico, pues la humedad relativa a la salida de la turbina excede el 12% recomendado, esto ltimo se traduce en un golpeteo permanente de pequeas gotas de lquido que originan la erosin de los labes y restndole ida til.

Para conseguir que la mayor expansin en la turbina ocurra bajo condiciones de vapor sobrecalentado (vapor seco) sin cambiar las presiones de entrada y salida, sera necesario aumentar la temperatura de entrada en la turbina hasta un mnimo de 650C; sin embargo segn la data tcnica sera imposible por cuanto la , por esta razn rediseamos el esquema.

OPCIONES ADICIONALES:

RECALENTAMIENTO: Consiste en extraer el vapor durante la expansin en la turbina, a una presin menor que la presin de vapor para elevar su temperatura, a presin constante, en un recalentador. La energa recibida por el vapor es, por lo general, menor o igual a la temperatura alcanzada en el sobrecalentador.Segn el fabricante la temperatura de recalentamiento para esta turbina es hasta 580C.

BALANCE TRMICO: ARREGLO CON RECALENTAMIENTOTPPsPhTPPsPhPXPhPhPXPX

UNID23s345s561s11'1''

CT585256.1870268.5098580108.1383132.294685.978186.960287.1747349.9686349.9686

MPaP16.52220.06000.06000.060016.516.516.516.5

kg/m^345.62138.82958.56235.13220.34380.3226967.8901974.5896974.4521574.7050113.2162

m^3/kgv0.02191960.11325620.11679100.19484632.90885413.09951530.00103320.00102610.00102620.00174000.0088327

kJ/kgu3166.96412691.64522715.09953255.60662522.78502558.7444359.9295360.0467360.93821641.65672419.2416

kJ/kgh3528.63752918.15752948.68153645.29932697.31622744.7154359.9915376.9769377.87081670.36712564.9804

kJ/kg.Cs6.57516.57516.63217.65047.65047.77091.14571.14581.14833.77735.2130

-x1.00001.00001.00001.00001.00001.000000.00000.000001

mf =171.5kg/s

Wturbina =1480.5398kJ/kg253.9126MW

Wb =17.8794kJ/kg3.0663MWn_Turb% =95%

Wneta =1462.6605kJ/kg250.8463MWn_Bom% =95%

Qentr =3847.3844kJ/kg659.8264MW

n% =38.02%


mf =617,400kg/h

Pc =39,900kJ/kg

mc =16.54kg/s59,533kg/h

SHP =250,846kW

SFC =0.2373kg/kWh



REGENERACIN: Se denomina as a la transferencia de calor efectuada desde y hacia la propia sustancia de trabajo, en algn proceso, sin intervencin de la fuente ni del sumidero.Se consigue evidentemente elevar la temperatura media de transferencia de calor al ciclo constituyendo un recurso eficaz.

ALANCE TRMICO: ARREGLO CON 3 REGENERADORESTPPsPhPsPhPsPhPsPhPXPhPhPXPsPhPXPs

UNID23s34s45s56s678s89L9s91011s

CT585433.7136439.2784226.0538239.5300151.8922151.892285.978185.978185.978186.063886.0825151.8922152.0037152.0171198.3660200.7789

MPaP16.5771.51.50.50.50.060.060.06001.51.50.51.51.51.516.5

kg/m^345.621323.354823.10546.99556.75352.75632.70030.41630.4047967.8901968.4911968.4789915.2440915.7208915.7082866.5844874.8573

m^3/kgv0.02191960.04281770.04328000.14294810.14807210.36280880.37032892.40217642.47078200.00103320.00103250.00103250.00109260.00109200.00109210.00115400.0011430

kJ/kgu3166.96412946.17752957.07842650.56602676.06252498.99232537.64432232.25492285.7511359.9295359.9304360.0087639.8209639.8215639.8789843.3520843.4489

kJ/kgh3528.63753245.90163260.03842864.98812898.17062680.39672722.80882376.38542433.9980359.9915361.4792361.5575640.3672641.4595641.5170845.0829862.3091

kJ/kg.Cs6.57516.57516.59506.59506.66066.66066.76046.76046.92081.14571.14571.14591.86101.86101.86112.31542.3154

-x1.00001.00001.00001.00001.00000.96760.98770.87920.904300.00000.000000.00000.000000.0000

y1 =0.174135m_reg/total

mf =287kg/sy2 =0.074499m_reg/total

Wturbina =890.4882kJ/kg255.5701MWy3 =0.089085m_reg/total

Wbc =1.0372kJ/kg0.2977MW

Wd1 =0.1024kJ/kg0.0294MWn_Turb% =95%

Wba =14.9752kJ/kg4.2979MWn_bc% =95%

Wd2 =2.3378kJ/kg0.6709MWn_bd1% =95%

Wb =18.4526kJ/kg5.2959MWn_ba% =95%

Wneta =872.0356kJ/kg250.2742MWn_bd2% =95%

Qentr =2248.0520kJ/kg645.1909MW

n% =38.79%


mf =1,033,200kg/h

Pc =39,900kJ/kg

mc =16.17kg/s58,213kg/h

SHP =250,274kW

SFC =0.2326kg/kWh



1. Caracterizar la planta, definiendo el arreglo final seleccionado y describiendo el equipamiento principal y auxiliar, servicios y dems exigencias de la planta.DISEO FINAL:

BALANCE TRMICO: ARREGLO CON 2 REGENERADORES Y RECALENTAMIENTOTPPsPhTPPsPhPsPhPXPhPhPXPXPhPhPXPX

UNID23s345s56s678s89101s11'1''

CT585365.4055373.6025580337.3422348.958085.978185.978185.978186.034086.0462179.9494257.5242260.8241260.9910349.9686349.9686

MPaP16.54.54.54.5110.060.060.061114.516.516.516.516.5

kg/m^345.621316.554616.272311.70243.61913.54650.38000.3711967.8901968.2827968.2748887.0545787.8371797.2953797.0434574.7050113.2162

m^3/kgv0.02191960.06040620.06145400.08545240.27631200.28196772.63187682.69469110.00103320.00103280.00103280.00112730.00126930.00125420.00125460.00174000.0088327

kJ/kgu3166.96412847.89742863.62793239.72642854.46272873.48142411.36712460.3473359.9295359.9299359.9810761.86111116.41511116.66361117.45871641.65672419.2416

kJ/kgh3528.63753119.72533140.17093624.26243130.77473155.44912569.27972622.0288359.9915360.9627361.0138762.98841122.12701137.35851138.16021670.36712564.9804

kJ/kg.Cs6.57516.57516.60697.25747.25747.29757.29757.44441.14571.14571.14582.13912.86122.86142.86293.77735.2130

-x1.00001.00001.00001.00001.00001.00000.96330.986300.00000.0000000.00000.000001

mf =217kg/sy1 =0.151077m_reg/total

Wturbina =1174.1462kJ/kg254.7897MWy2 =0.122116m_reg/total

Wbc =0.8679kJ/kg0.1883MW

Wba =16.0332kJ/kg3.4792MWn_Turb% =95%

Wb =16.9011kJ/kg3.6675MWn_bc% =95%

Wneta =1157.2451kJ/kg251.1222MWn_ba% =95%

Qentr =2801.4335kJ/kg607.9111MW

n% =41.31%


mf =781,200kg/h

Pc =39,900kJ/kg

mc =15.24kg/s54,849kg/h

SHP =251,122kW

SFC =0.2184kg/kWh



Donde:

Combustible usado - Gas Natural:

EQUIPO:2 Calentadores de Contacto Directo1 Bomba de condensacin1 Bomba de alimentacin1 Bomba de drenes1 Caldero de Vapor con Sobre calentador y Recalentador (P = 16.5MPa, T = 585 C)1 Turbina SIEMENS SST-900 (P = 16.5MPa, T = 585 C)

6. DESCRIPCION DE SUBSISTEMAS

La finalidad de esta tarea es la divisin de forma lgica en subsistemas de diseo con la finalidad de reducir complejidad y adquirir facilidad de entendimiento de los mismos. En nuestro caso el sistema principal denominado:Diseo de una central termoelctrica, constara de las siguientes equipos y obras primarias las cuales las trataremos como subsistemas para su posterior implementacin y ejecucin: Instalaciones de almacenamiento de Biodiesel B2 (en caso de emergencia). Turbina a gas. Chimenea con sistema de monitoreo de emisiones. Generador sincrnico. Transformadores de poder. Equipamiento elctrico. Sistema de control automtico y supervisin de la turbina. Sala elctrica. Celda de conexin 220 kV a la Subestacin Talara de REP (asumiendo por ser la ms cercana). Sistema de enfriamiento. Sistema de almacenamiento y suministro de agua desmineralizada para inyeccin. Grupos electrgenos para el arranque autnomo (Black Start) y detencin segura de la Unidad. Sistema contra incendio. Sistema de tratamiento de agua

1 Esquema referencial de los equipos del bloque generador de la TGEl detalle de los subsistemas a desarrollar del proyecto se explica en los siguientes puntos.

Subsistema 1: Instalaciones de almacenamiento de Biodiesel B2 La turbina usar combustible Biodiesel B2 para caso de emergencia que ser almacenado en 01 tanque de combustible recibido de una capacidad de 6 000 m3 y 01 tanque de Biodiesel B2 filtrado de 6 000 m3. Esta capacidad es la necesaria para poder operar la central por 15 das como establece el COESLos tanques sern ubicados en un cubeto en el lado Sur de la Central Trmica. La estacin de recepcin del combustible desde los camiones tanque, se ubicar cerca de los tanques, donde se contar con un skid de filtrado de combustible recibido y otro skid de transferencia de combustible filtrado al respectivo tanque.Las Bombas de Recepcin impulsarn el fluido del camin tanque hacia el tanque de recepcin, el sistema de filtrado recircular el combustible del tanque de recepcin, lo procesar y enviar al tanque de combustible filtrado. Las Bombas de Transferencia impulsarn el Biodiesel B2 de dicho tanque hacia la turbina a travs de un sistema de tuberas de acero al carbono tipo ASTM A53 Gr. B cdula 40, sin costura, y sus accesorios correspondientes.

2 Tanque de almacenamientoInstalaciones mecnicasDentro de las facilidades mecnicas y de tuberas se considera: El suministro, instalacin y pruebas de 02 tanques cilndricos verticales atmosfricos para el almacenamiento de Biodiesel B2, los cuales recibirn el producto de los camiones tanque y del sistema de filtrado. El suministro, instalacin y pruebas de un Skid de Recepcin de Combustible, que contiene las bombas de recepcin, instrumentos de control y tablero elctrico de comando. El suministro, instalacin y pruebas de un Skid de Transferencia de Combustible, que contiene las bombas de transferencia (de los tanques a la turbina), instrumentos de control y tablero elctrico de comando. El suministro, instalacin y pruebas de un sistema de filtrado de Combustible, que contiene los filtros coalescentes, instrumentos de control y tablero elctrico de comando. En el punto de recepcin se proveer spill containers para la proteccin del suelo de los posibles derrames propios de la operacin. El suministro, instalacin y pruebas de 01 tanque cilndrico vertical atmosfrico para el almacenamiento de agua desmineralizada para inyeccin y combate de incendio el cual ser abastecido del sistema actual de agua desmineralizada de la planta. Obras civiles:Estar conformada por las siguientes instalaciones: Cubeto de contencin estanco limitado por un dique de concreto armado de 1,6 m de alto mnimo. Esta construccin ser recubierta externamente con geomembrana y geotextil HDPE. Dentro de la misma se construirn buzones colectores para los drenajes de los Tanques y desalojo hacia el exterior de agua proveniente de precipitaciones pluviales.

Cimentaciones de concreto armado para el apoyo y/o anclaje de los tanques de combustible y del tanque de agua contra incendio.

Losa con sardinel antiderrame del sistema de recepcin de combustible para la instalacin del Spill container, Skid de recepcin, Skid de transferencia y Skid de centrifugado de combustible. Toda construida en concreto armado.

Cimentaciones para el Spill container y los Skids de recepcin, transferencia y centrifugado de combustible, construidas en concreto armado.

Cimentaciones para soportes metlicos exteriores al cubeto de contencin estanco de las tuberas en general, construidas en concreto armado.

Losa con muro perimtrico (altura 1m) para el sistema contra incendio donde se ubicarn el tanque y el Skid de bombas para este fin. Toda construida en concreto armado. Losa con muro perimtrico (altura 1m) para el sistema de generacin de espuma donde se ubicarn el tanque y el equipo para este fin. Toda construida en concreto armado.

Canaletas en concreto armado con tapas de rejillas para el pase de tuberas en todo el sistema de interconexin.Excavacin y posterior rellenado para la instalacin de las tuberas enterradas.Pozos y buzones de drenaje relativos a las Instalaciones.El drenaje de los tanques ser conducido por gravedad hasta un pozo de drenaje. Un muro de contencin estanco y losa impermeabilizada permitir contener el derrame accidental del tanque de mayor volumen.El sistema de drenaje consistir bsicamente en la captacin de los eventuales derrames de combustible generados en la estacin de recepcin, los tanques de almacenamiento y las estaciones de bombeo, y su posterior envo, mediante tuberas, hacia un pozo de hormign.Desde ste se evacuarn los residuos lquidos mediante bomba de pozo a camin tanque para su transporte fuera de la planta, para su disposicin final en instalaciones debidamente autorizadas.

Sistema elctrico e instrumentacin:Comprender lo siguiente: Instalacin de Fuerza y Control, acometida para el accionamiento de las Bombas correspondientes a los Skids de Recepcin, Transferencia, filtrado de combustible y el Skid de Bomba Contraincendios y de generacin de Espuma.

Instalacin de Control, acometida para las seales de los instrumentos instalados en los tanques de almacenamiento de combustible y de agua contra incendio.

Instalacin del sistema de iluminacin correspondiente a los Skids de Recepcin, Transferencia, Centrifugado de combustible y el Skid de bomba contra incendio y de generacin de Espuma, as como en el rea de almacenamiento de combustible y agua contra incendio.

Instalacin de Botoneras de Emergencia ubicada en la zona de almacenamiento de Biodiesel B2.

Puestas a Tierra para Tanque de Almacenamiento, estructuras metlicas de soporte, electro bombas en general, alumbrado

Subsistema 2: Turbina a gas

Paquete compuesto por: Compresor. Turbina a gas Sistema de combustin dual con quemadores DLN (Dry Low NOx). Sistema ignicin, buja y detectores de flama. Sistema de inyeccin de agua. Instrumentacin. Sistema de filtros aire de admisin. Plenum de escape y silenciador. Sistema de purga de combustible.Adicional a estos componentes, se contar con un sistema de instrumentacin y control, y todos aquellos subsistemas que aseguren la operacin ptima del grupo turbogenerador.La turbina consiste de una turbina de gas marca SIEMENS modelo SST-900 o la SST-3000. Los componentes auxiliares bsicos de la nueva unidad son: Sistema de refrigeracin del rotor y del aceite lubricante. Sistema de filtrado de aire de ingreso, 2 etapas filtrado esttico, con silenciador de bafles, ductos de acero al carbono y junta expansin. Sistema de lavado del compresor (on/off line) mediante inyeccin de agua desmineralizada a alta presin a los labes del compresor Sistema de inyeccin de combustible lquido y agua. Sistema de proteccin contra incendio mediante supresor de CO2 y detectores de humo y temperatura. Lugares protegidos: encerramiento de la turbina, paquete elctrico y paquete lubricante. Sistema de aire de instrumentacin a 100 psi y punto de roco -40 F. Incluye compresor 350 CFM y tanque de almacenamiento de aire. Sistema de arranque de la turbina mediante sistema convertidor de frecuencia para que el generador sincrnico accione a la turbina.

3 Turbina a gas Sistema elctrico: Celdas de media tensin (4,16 kV), Centro de control de motores en baja tensin. Paneles de distribucin 240/120VAC. Banco de bateras tipo plomo-cido 16 celdas por unidad, con cargador de bateras, paneles de distribucin en 125 VCC, con sistema de contencin Sistema de instrumentacin y supervisin mediante sistema de monitoreo de vibracin. Sistema de control del turbogenerador (basado en microprocesadores). Sistema aceite lubricacin de los cojinetes del conjunto turbina a gas generador y los cojinetes del motor de partida de corriente alterna de la turbina a gas. Sistema de control de aceite, incluyendo bombas, tanque, calentadores, filtros, enfriador, para operar las vlvulas de control hidrulicas de la Central y para accionar el sistema IGV de labes rotatorios de ingreso de aire al compresor. Sistema aire sello y enfriamiento. Sistema de arranque y virador.

Subsistema 3: Chimenea y sistema de monitoreo de emisionesLos gases de escape exhaustos de la turbina sern descargados a la atmsfera a travs de una chimenea vertical con silenciador, ubicada al final de la turbina de gas, cuyas dimensiones y caractersticas del flujo se presentan en el siguiente cuadro:

ParmetroUnidadValor

Altura por encima del nivel del pisoM15,24

Dimetro interior de la chimeneaM6,8

Temperatura de gases a la salida de la chimeneaC578

Velocidad de gasesm/s38,1

4 Vista de chimeneas de una central trmicaLa chimenea ser de planchas de acero al carbono con recubrimiento de inoxidable, con aislamiento de fibra cermica. Silenciador mediante paquete de bafles absorbentes de lana basalto encajados en platinas perforadas de acero inoxidable. Incluye niples para ensayos de emisiones.Las emisiones de gases de la turbina TG-5 sern medidas en forma continua mediante un sistema de monitoreo que extraer una muestra de gas en la chimenea para el anlisis en lnea de los siguientes parmetros: monxido de carbono (CO), xidos de nitrgeno (NOx), dixido de azufre (SO2), oxgeno (O2) y dixido de carbono (CO2). Adems se medir paralelamente la temperatura y caudal de gases en chimenea.El monitoreo y control de estos parmetros se ejecutar desde la sala de control. La chimenea de gases de escape tendr la instrumentacin necesaria para la medicin continua de los parmetros antes mencionados.Subsistema 4: Generador SincrnicoEl generador elctrico de la turbina corresponder a un alternador sincrnico, de 3 600 rpm y un factor de potencia 0,85, con sus accesorios correspondientes.Caractersticas operacionales: Potencia aparente nominal: 209 MVA Factor de potencia: 0,85 (inductivo) Tensin nominal: 16,5 kV Frecuencia nominal: 60 Hz Velocidad nominal: 3 600 rpm Sistema de enfriamiento: Aire (OAC) Excitacin tipo: "esttica"

5 Fotografa de un generador sncronoSubsistema 5: Transformador de poderEl transformador de poder principal de la turbina ser tipo inmerso en aceite, elevar la tensin de 16,5 kV a 220 kV, ser de tipo intemperie, sumergido en aceite y enfriado por ventilacin natural y forzada. Este incluir todos los accesorios necesarios para su operacin. El transformador no contendr Bifenilos Policlorados (aceite aislador conocido por su sigla en ingls como PBC).

6 Fotografa de un transformador de potenciaSubsistema 6: Equipamiento elctricoA continuacin se describe el equipamiento del sistema elctrico asociado al turbo grupo. Equipamiento elctrico del bloque de potencia: Generador sincrnico. Sistema de excitacin del generador. Ductos de barras de fases aisladas y celdas asociadas. Interruptor del generador. Transformador de poder principal elevador a 220 kV. Transformador de poder de servicios auxiliares. Sistema de protecciones elctricas del generador, transformadores de poder y servicios auxiliares elctricos del turbo grupo. Sistema de control de la turbina y generador. Sistema de sincronizacin del generador. Cables de media y baja tensin. Cables de control, instrumentacin y medida. Sistema de puesta a tierra.Auxiliares: Celdas de media tensin. Celdas de baja tensin. Cargadores de bateras. Bateras estacionarias. Fuentes ininterrumpibles (UPS). Motores elctricos. Cables de fuerza y control. Protecciones elctricas. Transformadores de distribucin. Canalizaciones elctricas. Grupo electrgeno de emergencia para detencin segura. Grupos electrgenos para arranque en negro (black start). Sistema de iluminacin. Centro de control de motores.El generador sincrnico tendr la posibilidad de alimentar sus propios servicios auxiliares, por medio de dos derivaciones aguas arriba del interruptor en 16,5 kV. A una de las derivaciones se conectar un transformador de poder de dos enrollados desde donde se alimentarn los servicios auxiliares de la central de ciclo abierto y su sistema de partida.En condiciones de partida de mquina o de servicio stand-by (central sin generacin, pero con sus consumos propios), los consumos de servicios auxiliares pueden ser alimentados a travs del transformador de poder elevador.Los servicios auxiliares tendrn un sistema de tensin ininterrumpibles utilizando para tales efectos inversores alimentados desde el sistema de corriente continua compuesto por cargadores de bateras y bateras estacionarias.

Subsistema 6: Sistema de control automtico y supervisin de la turbinaLa operacin y control de la turbina, incluido sus equipos auxiliares, ser realizada en forma local desde la misma sala elctrica y control de la nueva Unidad.

Subsistema 7: Sala elctricaLa sala de control centralizada, que albergar a todo el sistema de control y supervisin remota de la turbina, mediante un sistema de control distribuido de la planta, ser implementada dentro del edificio de la central, asimismo se implementara un taller, almacenes, oficinas y otros servicios para propsitos del proyecto.

Subsistema 8: Celda de conexin 220 kV a la Subestacin de REPEl transformador de poder elevador se conectar a la Subestacin Talara 220 kV deREP, mediante una lnea area corta. Esta conexin la hacemos por la proximidad de la subestacin con la ubicacin de la central.Subsistema 9: Sistema de enfriamientoLa turbina de gas contar con los siguientes sistemas de enfriamiento en circuito cerrado: Sistema de refrigeracin del aire de enfriamiento de la turbina mediante aeroenfriador. Sistema de refrigeracin del aceite lubricante (5 600 galones) en recirculacin 625 GPM, mediante aeroenfriador, incluyendo bombas, filtros, reservorio.

7 Esquema de un sistema de enfriamientoSubsistema 10: Sistema de almacenamiento y suministro de agua desmineralizada para inyeccinPara la inyeccin de agua desmineralizada a la turbina de gas se tendr que construir una planta desmineralizadora de agua similar a la que cuentan en la Central Trmica Malacas, cuya capacidad de produccin es de 20 m3/h de agua desmineralizada, para llenar un tanque nuevo de 6 180 m3, donde el agua desmineralizada ser almacenada y preservada adecuadamente. Dicha capacidad corresponde a la estimada para abastecer a la turbina por quince (15) das de operacin continua en carga mxima.Subsistema 11: Grupos electrgenosPara los fines de partida en negro (black start) de la turbina, se consideran dos grupos electrgenos diesel con la potencia suficiente para hacer partir a la turbina en ciclo abierto ante una situacin de black-out del sistema elctrico aledao en 220 kV.La distribucin elctrica de servicios auxiliares considera un grupo electrgeno diesel de emergencia en baja tensin (grupo de emergencia) para alimentar a las cargas de emergencia y esenciales requeridas para la detencin segura de la turbina en caso de un black-out o prdida de tensin en las barras de la planta. Este generador debe partir automticamente cuando se pierde el voltaje en la barra de distribucin de servicios auxiliares esenciales (BOP) y otros.

Grupos electrgenos para partida en negro (Black start) de la turbina: Potencia nominal: 3 000 kVA por grupo (dos unidades) Factor de potencia: 0,8 (inductivo) Tensin nominal: 4,16 kV Frecuencia nominal: 60 HzGrupo electrgeno de emergencia de servicios auxiliares (necesario para la detencin segura de la TG-5): Potencia nominal: 800 kVA (un grupo) Factor de potencia: 0,8 (inductivo) Tensin nominal: 0,48 kV Frecuencia nominal: 60 Hz

8 Modelo de un grupo electrgenoSubsistema 12: Sistema contra incendio

El sistema contra incendio consistir en un sistema de deteccin y combate de incendios para todos los equipos que componen las instalaciones de la ampliacin proyectada.

El sistema de deteccin de incendios est basado en la utilizacin de sensores de humo, calor y llama dependiendo del lugar y sistema donde estn dispuestos. Todas las seales de alarmas estarn centralizadas en un sistema de control dedicado para el sistema contra incendios.

En relacin al combate, el sistema est basado en un anillo de tuberas enterradas que suministrar agua a los hidrantes a ser ubicados en distintos puntos de la central, abastecer adems a los distintos sistemas de diluvio que se utilicen.

El sistema de proteccin contra incendio estar compuesto por los siguientes elementos y sistemas de acuerdo con la normativa aplicable:

Sistema de distribucin de agua contra incendio incluye bomba elctrica, bomba diesel, bomba jockey, tablero de control, tuberas, vlvulas, etc. Red hmeda de agua para extincin de incendio que incluye, tuberas, accesorios, vlvulas, etc. Sistema contra incendio para el transformador de poder del turbogenerador, mediante rociadores de agua. Sistema de proyeccin de espuma por medio de monitores oscilantes en la zona de los tanques de almacenamiento de Biodiesel B2 y su muro de contencin de derrames. Sistema de deteccin de incendio en el turbogenerador incluyendo alarmas sonoras y visuales. Sistema de extincin de incendio en el turbogenerador en base a CO2. Sistema de deteccin y alarma de incendios.

El agua para el sistema contra incendio ser almacenada en el tanque de agua desmineralizada a ubicarse junto a la actual planta de tratamiento de agua (desmineralizacin). El agua ser impulsada por un sistema de bombeo compuesto por tres bombas: Una bomba de funcionamiento elctrico designada como la bomba primaria, una bomba accionada por un motor de combustin con petrleo diesel para funcionamiento automtico en caso de corte del suministro elctrico y finalmente una bomba elctrica que se encarga de mantener la presin constante en el anillo de la red contra incendio

7. PLANIFICACION

Para realizar el proyecto de forma ordenada, recurrimos a un planeamiento previo para su realizacin. Esto se realiz en el software MS Project. 1. Planificacin del proyecto

Tabla 1 Presentacin de las tareas para el proyectoOrdenNombre de tareaDuracinComienzoFin

PROYECTO DETALLADO810 daslun 01/07/13vie 05/08/16

1 ORDEN DE PROCEDER0 daslun 01/07/13lun 01/07/13

2 ESTUDIOS EN TERRENO120 daslun 01/07/13vie 13/12/13

3 PREPARACION DEL SITIO90 daslun 17/11/14vie 20/03/15

4 INGEIERIA180 daslun 16/12/13vie 22/08/14

OBRAS CIVILES75 daslun 16/12/13vie 28/03/14

EQUIPO GENERACION180 daslun 16/12/13vie 22/08/14

SISTEMAS AUXIALIARES150 daslun 16/12/13vie 11/07/14

ALMACENAMIENTO COMBUSTIBLE180 daslun 16/12/13vie 22/08/14

5 CONSTRUCCION170 daslun 06/04/15vie 27/11/15

CIMENTACION PARA EQUIPAMIENTO75 daslun 06/04/15vie 17/07/15

BANCOS DE DUCTOS ELECTRICOS105 daslun 18/05/15vie 09/10/15

PIPING130 daslun 01/06/15vie 27/11/15

6 FABRICACION Y FLETE660 daslun 01/07/13vie 08/01/16

SISTEMA TURBINA540 daslun 01/07/13vie 24/07/15

SISTEMA ALIMENTACION.540 daslun 01/07/13vie 24/07/15

EQUIPO MECANICO.480 daslun 18/11/13vie 18/09/15

EQUIPO ELECTRICO460 daslun 07/04/14vie 08/01/16

SISTEMA DE CONTROL270 daslun 28/07/14vie 07/08/15

7 MONTAJE Y PRUEBAS350 daslun 06/04/15vie 05/08/16

SISTEMA TURBINA350 daslun 06/04/15vie 05/08/16

SISTEMA ALIMENTACION190 daslun 27/07/15vie 15/04/16

EQUIPO MECANICO180 daslun 27/07/15vie 01/04/16

EQUIPO ELECTRICO90 daslun 16/11/15vie 18/03/16

SISTEMA DE CONTROL75 daslun 27/07/15vie 06/11/15

8 PRIMERA CARGA DE COMBUSTIBLE60 daslun 04/04/16vie 24/06/16

9 SINCRONIZACION Y POC0 dasvie 05/08/16vie 05/08/16

A continuacin se presenta las programacin de las tareas adicionando la vista de un diagrama de gant con el cual podemos tener el orden de cmo se realizaran las tareas as tambin que tareas dependen de otras tareas.

PROYECTOS DE INGENIERIA2013

Pgina 26

Tabla 2 Diagrama de Gant

Como se puede observa en el cronograma anterior (diagrama de gant). La implementacin del proyecto de la Central Trmica tomar 27 meses calendario. Los trabajos propios de la obra (ingeniera, construccin, montaje y pruebas) tomarn 18 meses calendario y sern posteriores a un periodo de acondicionamiento del terreno e instalacin de campamento previsto en seis (6) meses (dato estimado de anteriores proyectos).En cuanto al horario de trabajo, la jornada semanal ser de las 48 horas semanales segn la legislacin vigente.

2. Construccin

Instalacin de obras temporalesSe construir el campamento de la obra del proyecto que albergar las oficinas del contratista y supervisor de obra, almacenes de materiales y equipos, talleres, comedor, vigilancia, etc. Se realizaran construcciones livianas en base a contenedores y galpones forrados para proteger al usuario de las condiciones climticas imperantes. Se podrn emplear las losas existentes como losas de piso en bodegas, talleres y otros recintos.El campamento temporal se construir una sola vez al inicio de los trabajos y una vez culminada la obra, estas construcciones sern retiradas, sin dejar restos de ningn tipo, restituyendo el terreno a las condiciones iniciales.

Nivelacin del terrenoLa nivelacin del terreno y preparacin del sitio a ser intervenido por el proyecto, se realizar como primera tarea y previo a la construccin de las cimentaciones y plataformas de los equipos mecnicos y elctricos, cubetos de tanques, obras de drenaje, obras de conduccin de aludes, y ductos o alcantarillas para evacuacin de aguas residuales fuera del sitio.

Despeje y limpieza del terreno, en una primera etapa se despejar y limpiar el terreno en donde se construirn las obras del proyecto. Esta actividad considera la remocin de los elementos tales como pavimentos, anclajes, escombros, basura, bolones, vegetacin y otros.

Movimientos de tierra, considera la remocin del terreno natural con el fin de adecuar ste a la geometra que demanda el proyecto a travs de excavaciones y rellenos en las plataformas en la que se ejecutarn las cimentaciones de los equipos del proyecto. Estos movimientos de tierra se realizarn con el uso de maquinaria pesada, tales como retroexcavadoras, cargadores frontales, camiones tolvas, motoniveladoras, rodillos compactadores y compactadores manuales y otros equipos menores. Es aplicable tambin a la materializacin de la va de acceso al lugar de las obras desde el camino existente.

Obras civiles de construccinUna vez que se cuente con el espacio disponible y habilitado para el proyecto, se realizarn las siguientes construcciones: Cimentacin para la turbina y equipamientos auxiliares. Bases para tanques. Muros de contencin de tanques de combustible Biodiesel B2. Construccin de canaletas y ductos de alcantarillado. Losas en general.En trminos generales las actividades a realizar para tales obras consisten en:Trazado de las obras. Excavaciones puntuales hasta la cota requerida por plano. Preparacin de los fondos de las excavaciones. Colocacin de encofrados en caras expuestas de excavaciones o en el permetro de estructuras elevadas. Fabricacin de mallas de acero de refuerzo para concreto armado. Vaciado y curado del concreto. Retiro de encofrados. Construccin de columnas y vigas de soporte.

Transporte de equipos y materialesCorresponde a los viajes efectuados entre los lugares de ventas, puertos, plantas de produccin de materiales y las bodegas de insumos, etc. y el lugar de disposicin final en la obra como parte del proyecto.El tonelaje mximo a transportar por las vas pblicas se estima no superar las 280 toneladas.Se considera por estadstica que el transporte de mayor envergadura ser el traslado de la turbina y del generador

Montaje de equipos generadores

Una vez construidas las cimentaciones y conseguida la capacidad de soporte exigida por proyecto, se proceder al montaje de las estructuras. Esta es la actividad que demanda mayor tiempo y recursos del contratista. Los equipos mayores en la labor de montaje sern la turbina de gas y sus equipos auxiliares: Turbina de gas. Compresor. Generador. Sistema de filtros de aire de admisin. Chimenea. Transformadores. Sistemas de proteccin, control, sincronizacin, puesta a tierra. Grupos electrgenos. Cableados y conexiones. Equipos auxiliares mecnicos. Equipos auxiliares elctricos. Limpieza y retiro de sobrantesPara el montaje se debern emplear preferentemente gras, plumas, tecles y sistema de izaje y de posicionamiento similares.

Trabajos de pintadoIncluye el pintado de superficies metlicas de tanques, tuberas, estructuras de soporte, entre otros; as como el pintado de seales sobre superficies de concreto o cemento, previa preparacin de la superficie.

Operacin de mquinas y herramientasEst referido al uso de maquinaria de construccin y diversas herramientas que al prestar el servicio para el cual estn diseados, producen emisiones de escape (caso de mquinas motorizadas) y emisiones de ruido al que estarn expuestos, en principio, el personal trabajador de la obra.Manejo de residuosLa obra producir una serie de residuos peligrosos y no peligrosos que sern manejados desde su generacin, pasando por el almacenamiento temporal en el sitio destinado para ello, y finalmente su transporte fuera de la planta y disposicin final de acuerdo a los procedimientos ley de residuos y su reglamento.

Retiro de obras temporalesUna vez terminadas las obras y efectuadas las pruebas de puesta en servicio, se proceder a retirar el campamento de obra, desarmando las estructuras desmontables, demoliendo o desmantelando las estructuras de almacenamiento o soporte, retirando tanques, etc.

Una vez que los terrenos hayan sido limpiados de construcciones temporales y desechos, se realizarn las actividades tendientes a restaurar los suelos.

3. Utilizacin de Maquinaria y EquiposSe utilizaran las siguientes maquinarias y equipos durante todo el perodo de construccin y montaje:Para las obras civiles: Cargador frontal. Retroexcavadora. Compactadora de rodillo. Camiones volquete. Motoniveladora. Camiones mezcladores.

Durante el proceso Metal mecnico y montaje de equipos: Gras. Compresor porttil. Mquinas de soldar. Equipos de oxicorte. Grupo electrgeno de 400 kW. Equipos y tolvas para arenad. Esmeriles y amoladoras. Balsos, andamios, tecles, tirfors, etc. Equipos de iluminacin

4. LogsticaSuministros para ConstruccinEntre los recursos que se incorporarn a la zona est: Suministro de combustible, energa elctrica y agua para la construccin. Equipos, herramientas y materiales de construccin para la obra. Personal para la obra, produccin y apoyo. Servicios de transporte de equipos pesados. Servicios de alojamiento y alimentacin para el personal de obra. Servicios de sanitarios para el personal de obra.5. Suministros para Pruebas Suministro de combustible, energa elctrica y agua para las pruebas y operacin de la planta. Personal de operacin y mantenimiento. Cumplimiento de operacin en los rangos de frecuencia requeridos por la Autoridad.

6. Estudios, Permisos y Otros Estudios de pre-operatividad y de operatividad requeridos por el COES. Evaluacin del Impacto Ambiental. Costo de la Licencia de Construccin.

8. PUESTA EN MARCHA

Descripcin del procesoEl proceso bsico que ocurre en la turbina de gas consiste en la transformacin de la energa qumica del combustible (gas natural) en energa mecnica de rotacin en el eje del rotor y luego en energa elctrica en el generador acoplado al eje.El proceso de transformacin qumica se realiza mediante la oxidacin rpida (combustin) del combustible que se inyecta en la cmara de combustin de la turbina de gas, junto con aire de combustin (filtrado y comprimido en un compresor acoplado tambin al eje de la turbina), produciendo gases de alta temperatura y presin que se expanden en la turbina haciendo girar sus labes acoplados al rotor, el que tambin est acoplado a un generador elctrico mediante un eje, y es donde finalmente se produce la electricidad.Los gases de combustin exhaustos que salen de la turbina de gas a unos 597 C pasan por un silenciador y finalmente son descargados a la atmsfera a travs de una chimenea.

Actividades de la Etapa de OperacinLas actividades de la etapa de operacin, necesarias para la utilizacin de las obras permanentes son:Operacin normal del bloque generador, partidas y detenciones del bloque.Generacin de energa.Mantenimiento de la turbina de gas y equipos auxiliares.

Operacin normal del bloque generador, partidas y detencionesLa turbina constituye una unidad de generacin perteneciente al COES y operar cuando el COES lo requiera.El proyecto ser operada mediante el sistema de supervisin y control SCADA desde la Sala de Control, la cual ser ampliada para albergar los equipos de control. Se tendr en cuenta lo siguiente: Control de frecuencia y carga. Operacin normal. Partida de la turbina en donde se vera la preparacin (se verifican todos los circuitos de mando y los componentes auxiliares), partida de la turbina de gas (mediante el accionamiento del sistema de control de partida), sincronizacin de la turbina a la frecuencia de la red y la carga de la turbina automticamente mediante su propio programa de carga segn lo solicitado por el COES.

Generacin de energaLa energa generada por la nueva central ser entregada a la red del SINAC, a travs de la subestacin ms cercana.

Ilustracin 9 Diagrama de flujo del proceso de generacin elctrica mediante una turbina de gas en ciclo abierto simple

Ilustracin 10 Sistema de tratamiento de efluentes industriales

Mantenimiento RecomendadoEl mantenimiento de los equipos del proyecto se desarrollar de acuerdo a un Programa deMantenimiento que se establecer de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes de la turbina y equipos auxiliares, y de los ajustes que sean necesarios de acuerdo a la experiencia que se logre en su operacin.Esta actividad contempla la reparacin y mantenimiento de los equipos mecnicos, elctricos y de control. Los planes y procedimientos de mantenimiento sern de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes de los equipos. Se consideran tres tipos de mantenimiento:

Mantenimiento preventivoDestinado a conservar los equipos y dispositivos del proyecto y comprender inspecciones, controles, limpieza, reposicin de pinturas, eliminacin de xidos y corrosin, reapriete de piezas, reposicin de materiales fungibles, anlisis de lubricantes, verificaciones de ajustes, etc.

Mantenimiento programadoEsta modalidad se aplicar especialmente a las partes calientes de la turbina y se desarrollar remplazando partes y piezas en funcin de las "horas equivalentes de operacin" de las piezas. Es decir, las piezas tendrn una cierta vida til, expresada en horas equivalentes.Para la turbina a gas seleccionada, se tiene previsto un programa de mantenimiento tpico para este tipo de unidades que corresponde a un mantenimiento cada 8 000 horas equivalentes de operacin.Este valor de horas se alcanza normalmente en un periodo de un ao de operacin.

Mantenimiento correctivoEsta modalidad de mantenimiento se efectuar cuando se produzcan fallas imprevistas en el equipamiento y segn sea su naturaleza podran provocar detenciones de la central trmica.

9. ANALISIS ECONOMICO

Aspectos Generales a tener en cuenta en el anlisis econmico financieroLa decisin de implementar una CT se basa en evaluaciones tcnico econmicas que muestren la viabilidad del proyecto mediante estudios de Pre factibilidad y factibilidad, lo que involucra considerar los siguientes aspectos generales:1. Estudio de mercado: Determinacin de la demanda elctrica a satisfacer.2. Dimensionamiento de la CT: Define la capacidad de generacin de la CT3. Ubicacin de la CT: Macro localizacin y micro localizacin de la CT.4. Estudio de Impacto Ambiental: Evaluacin de los efectos que podra afectar al entorno ambiental y social la instalacin de la CT.5. Estudio Econmico: Evaluacin de la rentabilidad de la inversin de la CT.La evaluacin econmica implica determinar los parmetro econmicos de rentabilidad tales como el TIR (Tasa Interna de Retorno) y VAN (Valor Actual Neto), principalmente.Para determinar estos parmetros se requiere determinar el costo de la inversin que est conformado por el CAPEX (capital expenditure) o costo de inversin y el OPEX (operation expenditure) o costos de operacin y mantenimiento (OyM)Esta etapa requiere que el esquema tcnico haya sido totalmente definido, con el fin de elaborar los metrados respectivos.Determinacin de los costosLas centrales elctricas incurren en costos por: 1. Inversin, 2. Operacin, 3. Mantenimiento 4. Administracin. Para entender los alcances de estos costos: Se desarrollar la metodologa descriptiva de utilizacin de la matriz de inversin.Se desarrollar la metodologa descriptiva de utilizacin de la matriz de costos de operacin y mantenimiento.

Determinacin de los costos de Inversin Centrales elctricas incurren en costos por: Inversin, que son todos los gastos necesarios para que la CT inicie operaciones No existe procedimiento general para asignacin de costos en una categora especfica aunque existen algunos conceptos generales adoptados por muchas empresas a nivel internacional.Inversin inicial (equipamiento, transporte, terreno, obras civiles, montaje, impuestos, intereses, etc.), o cualquier otra inversin importante realizada durante la vida til de la CT, puede considerarse dentro de la categora de costos de inversin. Se consideran dos subcategoras de inversin: 1. Inversin material relacionada con las facilidades operativas de la planta (hard cost equipamiento, construccin, etc.) 2. Inversin relacionada con las gestiones administrativas del Proyecto (soft cost).Importante fuente de informacin de costos internacionales, es la revista especializada GAS TURBINE WORLD HANDBOOK (GTW).Equipo complementario:Toma de aire, filtro y silenciador, Chimenea de escape y silenciador, Sistema de control de vibracin y controles.Costo de InstalacinCostos totales para instalacin llave en mano (Esquema EPC), incluyen, adems, otros rubros, como:1. Transporte e impuestos, 2. Servicios de ingeniera y montaje, 3. Arranque y puesta en servicio, 4. Repuestos, 5. Entrenamiento de operadores, 6. Costos no materiales como gastos financieros y legales.Los precios deben incluir costos de equipamiento y montaje de:1. Subestacin elctrica, 2. Patio de llaves, 3. Tuberas de conduccin, 4. Compresor de gas combustible y 5. Grupos electrgenos de emergencia.6. Sistemas de inyeccin de agua o vapor para control de NOx, 7. Sistema de filtrado de toma de aire multinivel, 8. Enfriadores a la entrada del aire 9. Chimeneas elevadas. 10. Tanques de almacenamiento, 11. Sistema de alimentacin de combustible lquido y su tratamiento.12. Oficinas administrativas, talleres y almacenes13. Sala de control,14. Repuestos y consumibles.15. Sistema de distribucin elctrica, 16. Transformador elevador principal, 17. Tableros y MCC, (Centro de Control de Motores) 18. Cimentaciones y pernos de anclaje.Descripcin de la Matriz de InversinLa estimacin de costos de inversin est basada en la evaluacin de diversos componentes: Costos de adquisicin del terreno e instalacin de componentes de la planta principal y accesorias como subestacin elctrica, abastecimiento de agua, etc. Costos de preparacin del terreno e implantacin del frente de obras, que considera gastos como demoliciones, limpieza y nivelacin, terraplenes, levantamiento topogrfico, sondajes y estudios de suelos, captacin y almacenamiento de agua, suministro de energa, distribucin de agua y energa e instalacin de campamento, oficinas, almacenes, etc. Costos de obras civiles como: Costos de cerco y delimitacin, Bases de equipos, Estructuras de concreto, Estructuras metlicas, Control tecnolgico del concreto, Edificaciones, Red de agua pluvial, Drenaje de aceites y qumicos, etc. Costos de equipamiento principal, asociado con adquisicin de: Equipos principales de la planta: Turbina a gas, Calderas de recuperacin, Turbogeneradores a vapor, Condensadores y perifricos, Unidades de enfriamiento de agua, Equipos de manipuleo, gras y complementos, etc. Equipos de sistemas mecnicos para completar el Ciclo de la Planta o ciclo secundario, conocidos como BOP (Balance of Plant) que contempla: Torres de enfriamiento, tanques de almacenamiento de agua cruda, tratada, desmineralizada, enfriamiento de equipos y componentes, toma de agua Tanques de combustible, sistema combustible auxiliar del generador Diesel de emergencia Desaereadores, bombas de agua condensada, de agua de alimentacin, de agua de circulacin, Generador Diesel para el arranque (black start), Sistemas auxiliares para combate de incendios, sistema de nitrgeno, Compresin de aire, Estacin de regulacin y medicin de gas natural, Sistema de inyeccin qumica para calderas, Sistema de monitoreo continuo de emisiones. Equipos de sistemas mecnicos para completar el Ciclo de la Planta o ciclo secundario, conocidos como BOP (Balance of Plant) que contempla: Torres de enfriamiento, tanques de almacenamiento de agua cruda, tratada, desmineralizada, enfriamiento de equipos y componentes, toma de agua Tanques de combustible, sistema combustible auxiliar del generador Diesel de emergencia Desaereadores, bombas de agua condensada, de agua de alimentacin, de agua de circulacin, Generador Diesel para el arranque (black start), Sistemas auxiliares para combate de incendios, sistema de nitrgeno, Compresin de aire, Estacin de regulacin y medicin de gas natural, Sistema de inyeccin qumica para calderas, Sistema de monitoreo continuo de emisiones. Costos de materiales elctricos y de instrumentacin y control, de tuberas, de aislamiento trmico/refractarios, etc. Costos de montaje electromecnico, que involucra: Montaje de equipos principales, sistemas de tuberas (prefabricacin, tratamiento superficial y pintura, aislamiento trmico, fabricacin de soportes y montaje), Instalaciones elctricas, instrumentacin y control (bandejas, electroductos y cableado, iluminacin, comunicaciones, aterramiento, instrumentacin); Montaje de diversos equipos mecnicos y elctricos secundarios. Apoyo a actividades de puesta en marcha Ensayos no destructivos (END), tratamiento trmico, limpieza qumica, etc. Costos de puesta en marcha, que involucra costos de mano de obra auxiliar, primeras cargas de aceites lubricantes y productos qumicos, combustible para pruebas y puesta en servicio. Costos de actividades indirectas, que rene costos referentes a estudios preliminares e ingeniera bsica, ingeniera de detalle, licenciamiento ambiental e institucional, permisos, gastos administrativos diversos, gerencia de construccin y montaje y los costos referentes a actividades y requerimientos pre operacionales. Costos de impuestos y tasas, considerando todos los impuestos legales del pas, incluyendo aranceles y aspectos asociados a la importacin de materiales.

COSTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTOCostos de operacin y mantenimiento son costos incurridos para la operacin de la planta elctrica y pueden definirse en forma horaria, diaria o anual.Los costos de O&M se dividen en: costos fijos y costos variables.Costos de O&M anuales son diferentes de un ao a otro debido a que trabajos de mantenimiento dependen de:Horas de operaciones acumuladas y Flujos de mantenimiento, Los cuales, dependen de aspectos como: horas de operacin y recomendaciones de fabricantesSe recomienda determinarlos para la vida til de la planta y luego anualizarlo. Estos clculos se condicionan al rgimen operativo previsto por lo que la matriz se puede utilizar para proporcionar promedios despus de determinar los costos variables no combustibles.Los costos asociados a las instalaciones y mano de obra son costos fijos. Podemos incluir tambin el mantenimiento del edificio, iluminacin, seguridad, mano de obra, administracin, personal de oficina. Los dems costos relativos a la generacin se consideran variables o parcialmente variables.COSTOS FIJOSLos costos fijos son: directos e indirectos.No dependen de la produccin de energa.En los costos directos se considera el personal de operacin como: Supervisor de turno, Operador de control y operador de campo o mvil (rover operators- estos operadores tienen a su cargo varias mquinas dentro de la planta) Equipos de entrenamiento, mantenimiento, qumicos, Soporte administrativo (para archivos, computacin, choferes, seguridad empresarial, primeros auxilios, personal de conservacin y limpieza). Otros equipos de trabajo: personal de almacn, oficinas y administrativo/ financiero.Como personal indirecto se considera: La gerencia, Soporte tcnico de ingeniera, Adquisicin y contratacin entre otros (costos prorrateados). Adems se considera como costo fijo contratos de soporte operacional de la central: Contratos para asistencia tcnica de equipos principales: turbina de combustin, turbina a vapor, generadores elctricos y otros, tanto para mantenimiento preventivo, predictivo o correctivo. Otra categora importante de costos directos son: Suministros bsicos e tems consumibles o insumos, materiales y equipos. Suministro de energa auxiliar, agua potable, combustible para transporte y grupos electrgenos, Diesel de emergencia. Entre los insumos se consideran las resinas, filtros, aceite de lubricacin, gases de procesos N2, H2, CO2, gases de calibracin para el monitoreo de emisiones CEMS (Continuous Emisin Monitoring System), consumibles para soldadura, bateras, graficadores, pernos y tuercas, biocidas, reactivos, etc. Dentro de los costos fijos se consideran, tambin, los costos indirectos conformados por: Desembolsos para viajes, Cursos de entrenamiento, Peajes e impuestos, Seguros, Servicio de consultora, Fletes, transporte, Alquiler, etc.

COSTOS VARIABLESLos costos variables son desembolsos que dependen de la produccin de energa. Estos costos normalmente estn en funcin de la energa producida / almacenada.Los costos variables, comprenden: El combustible propiamente dicho y Los costos por mantenimiento. En el caso de centrales trmicas con turbinas heavy duty (de alta potencia), las inspecciones de las unidades son funcin de: Horas de operacin equivalente (HOE): dependen del tipo de combustible, rgimen operacional (nmero de arranques y horas efectivas de operacin en carga base o punta). HOE se calculan mediante formulas definidas por los fabricante del equipamiento Toman en consideracin trastornos operacionales que producen stress trmico dependiendo de: Ciclos de arranques / paradas, Prdida de carga, etc. Los costos de inspecciones peridicas consideran: El cambio o reparacin de piezas, El requerimiento de personal especializado en la ejecucin del servicio. Componentes de costo variable: Consumo de agua (cruda, potable, desmineralizada). Consumo de productos qumicos para sistemas de inyeccin de la turbina y para agua de reposicin del ciclo de vapor y del circuito cerrado del agua de enfriamiento, etc. Consumo de gases especficos como el N2 para sellado del compresor de gas natural. Consumo de productos qumicos para sistemas de extraccin / reduccin de NOx, detergente para sistema de lavado de la turbina de combustin, etc. Costos por suministro de combustible para los sistemas auxiliares como grupos electrgenos Diesel de emergencia, consumo de combustible para equipos con sistemas duales, etc.

COSTO VARIABLE NO COMBUSTIBLELos principales tipos de mantenimiento que se realizan en centrales con turbinas de combustin pueden tambin variar en funcin: Del rgimen de operacin (punta/ base) y Del tipo de mquina (heavy duty / aeroderivada).Dentro de los costos variables el mayor costo es: Por las partes y piezas sustituidas y Por asistencia especializada. La asistencia puede ser: Tipo LTSA (Long Term Service Agreement) cuyo costo es muy elevado, o Tipo LTPA (Long Term Parts Agreement) cuyo costo tambin es elevado pero menor que el LTSA. El efecto de transitorios operacionales: Originan cambios trmicos que afectan la vida til de componentes y de la turbina en si Se refleja en el cambio de piezas bajo asistencia tcnica del fabricante para asegurar la garanta del servicio. Por lo tanto incide directamente en los costos variables.Informacin sobre mantenimiento de turbinas de combustin de marcas reconocidas muestran que intervalos de inspeccin y mantenimiento dependen de: Horas de operacin equivalentes y Nmero de arranques.

UnidadCantidadPrecio unitario(USD)Precio total(USD)

1 TERRENO125000

Costo de terrenom2250005125000

2 PREPARACION DEL TERRENO Y NIVELACION81,200.00

Obras preliminares y complementariasgbl 16,000.006,000.00

Rehabilitacin de caminos de accesokm 81,500.0012,000.00

Demolicionesm2 1,500.001522,500.00

Limpieza y nivelacinm2 40,000.000.083,200.00

Explanaciones excavaciones y rellenosm3 25,000.001.537,500.00

3 INSTALACIONES Y FRENTE DE OBRA399,786.00

Captacin y almacenamiento de agua gbl 16,410.006,410.00

Implementacin de la red de desage gbl 110,684.0010,684.00

Abastecimiento de Energa elctrica gbl 17,692.007,692.00

campamento y almacenes m2 2,500.00150375,000.00

4 OBRAS CIVILES 1,978,615.00

4.1 Cimentaciones y Estructuras

Cerco perimtricom 700.006042,000.00

Bases de equipom3 4,200.00115483,000.00

Estructuras de concretom3 -

Estructuras metlicastn 2501,100.00275,000.00

Control tecnolgico del concretogbl 115,640.0015,640.00

4.2 Edificaciones Diversas

Casa de Maquinasm2 1,000.00300300,000.00

Predio Administrativom2 800250200,000.00

Predio de O&Mm2 30015045,000.00

Sala Elctrica y Control

Oficinasm2 500200100,000.00

Predio de tratamiento de aguam2 35020070,000.00

Laboratoriom2 - - -

Almacenesm2 750.00200150,000.00

Enfermeram2 - - -

Comedorm2 600250150,000.00

Entretenimiento

4.3 Drenaje Pistas y Lotizacin 163,615.00

Redes de drenaje pluvialm 500.007537,500.00

Redes de drenaje industrialm 3505218,200.00

Pistasm2 3,000.002678,000.00

Lotizacingbl 129,915.0029,915.00

COSTO DE EQUIPAMIENTO E INFRESTRUCTURA CIVIL DEL PROYECTO

COSTO DE EQUIPAMIENTO PRINCIPAL

5 EQUIPOS PRINCIPALESunidadcantidadPrecio unitario(USD)Precio total(USD)

Turbina a vapor (SIEMENS SST-900)und 12500000025000000

Caldero de vapor und 11300000013000000

Bomba de drenes und 1279,372.00279372

Bomba de alimentacinund 2188,518.00377036

Bomba de condensacinund 1469,560.00469560

Calentador de contacto directound 2235,647.00471294

Condensador und 130350003035000

COSTO DE EQUIPAMIENTO ELCTRICOunidadcantidadPrecio unitario(USD)Precio total(USD)

6 EQUIPAMIENTO ELECTRICO42,222,038.00

Centro de control de Motores y tablerosgbl 1374,070.00374,070.00

Seccionadoresgbl 11,641,000.001,641,000.00

Tansformadores Principalesund 38,135,000.0024,405,000.00

Transformadores Auxiliares -Media Tensiongbl 13,500,000.003,500,000.00

Transformadores Auxiliares-Baja Tensiongbl 1235,838.00235,838.00

Ductos de barrasgbl 15,000,200.005,000,200.00

Automatismoglb 1600,000.00600,000.00

SISTEMA DE TRANSMISION

linea de transmisionkm 30100,000.003,000,000.00

GASEODUCTO

linea de gaseoductokm 8480,000.003,840,000.00

7 MATERIALES5,719,795.00

Materiales electricosgbl 1537,000.00985,433.00

Tuberias y accesoriosgbl 12,200,500.004,113,111.00

Aislamiento termicogbl 1449,871.00449,871.00

Materiales de instrumentaciongbl 1120,235.00171,380.00

8 MONTAJE ELECTROMECNICO812,500.00

TUBERIAS

Prefabricacion y montajehh 95,000.006.5617,500.00

Tratamiento y pinturahh 4,500.006.529,250.00

Aislamiento termicohh 13,500.006.587,750.00

Soportes-Fabricacion y Montajehh 12,000.006.578,000.00

9 ELECTRICIDAD INSTRUMENTACION Y CONTROL271,050.00

Bandejas Electroductoshh 22,000.006.5143,000.00

Iluminacionhh 2,300.006.514,950.00

Comunicacioneshh 1,800.001323,400.00

Puesta a tierrahh 3,000.006.519,500.00

insrumentacion y controlhh 10,400.0020.5213,200.00

10.PUESTA EN MARCHA 841,180.00

Mano de obra auxiliarhh 11,400.0050.2572,280.00

Llenado inicial(lubricantes y quimicos)glb 1268,900.00268,900.00

Combustible de arranque

11 COSTOS INDIRECTOS DIVERSOS

Ingenieria de Detalleglb 13,450,000.003,450,000.00

RESULTADO DE LA RENTABILIDAD ESPERADA PARA EL PROYECTO RESUMEN

COSTO POR CONSUMO DE COMBUSTIBLE ANUAL

PRECIO DE COMBUSTIBLE

16.42514917MUSD2.2USD/MMBTU

COSTO DE MANTENIMIENTO ANUAL

5.625MUSDCosto por mantenimiento estimado15USD/KW(Cifra de referencia dada en HB)

AMORTIZACION ANUAL POR CONSUMO DE ENERGIA

COSTO DE ENERGIA TERMICA

35.3157MUSD70USD/MWH

INVERSION TOTALGastos de inversin a partir de cifras dadas en clase

TERRENO125000

PREPARACION DEL TERRENO399,786.00

INSTALACIONES Y FRENTE DE OBRA1,978,615.00

OBRAS CIVILES163,615.00

EQUIPOS PRINCIPALES42632262

EQUIPAMIENTO ELECTRICO42,222,038.00

MATERIALES 5,719,795.00

MONTAJE ELECTROMECANICO812,500.00

ELECTRICIDAD INSTRUMENTACION Y CONTROL271,050.00

PUESTA EN MARCHA841,180.00

COSTOS INDIRECTOS DIVERSOS3,450,000.00

TOTAL98,615,841.0098.615841MUSD

Amortizacin anual NetaInversin

MUSD13.26555083-98.615841

Inversin

MUSD98.615841

Tiempo

aos20

TIR

12%

VAN

MUSD0.42

10. ANEXOS

Documents

PROYECTO DETALLADO