congreso regional de energía asi el salvador soluciones de...

Aug 2017

Congreso Regional de Energía ASI El Salvador Soluciones de Generación para la Industria

Omar Laredo

siemens.com/gasturbines Restricted © Siemens AG 2017

Restricted © Siemens AG 2017

Contenido

1. Introducción

•  Cogeneración y sus ventajas

2. Tecnologías Aplicables

• Turbinas de Vapor

• Turbinas de Gas

3. Esquemas de Cogeneración

•  Con turbinas de vapor

•  Con turbinas de gas

•  Ciclo Combinado

4. Estudio de Factibilidad

•  Estudio Técnico

•  Estudio Económico

5. Flexibilidad de Combustibles

6.- Referencias


Cogeneración

La cogeneracion es la producción secuencial de energía térmica útil y energía eléctrica y/o mecánica, a partir de una sola fuente energética.

BENEFICIOS

•  Alta eficiencia global

•  Localizado cerca de los centros de consumo

•  Ahorros económicos en facturación energética para el usuario

•  Ahorros y optimización de combustibles primarios

•  Reducción de emisiones contaminantes

•  Alta confiabilidad en la disponibilidad de energía eléctrica

•  Reducción de las pérdidas de distribución

•  Optimización del proceso industrial


Industrias con Potencial de Cogeneración

Pulpa y Papel

Todas aquellas que necesiten energía térmica y eléctrica para su proceso:

Azúcar y Alcohol Química Petroquímica Metalurgia Alimenticia Maderera Minería Textiles

Gas y Petroquímica


Tecnologías Aplicables (1)

Turbinas de Vapor

•  La turbina de vapor es parte del Ciclo Termodinámico conocido

como Rankine. (Etapa de expansión/Generación del trabajo útil).

•  Por el tipo de exhausto, se clasifican en:

-Turbinas a Condensación

-Turbinas a Contrapresión

•  Ambos tipos pueden tener extracciones o “sangrados” de vapor

en las etapas intermedias, de los cuales se obtiene el vapor

necesario en el proceso.


Sistema de Cogeneración Transformación de la Energía

Turbina

de Vapor Accionamiento Mecánico

Energía Térmica

Caldera

Energía Térmica • Alta presión • Alta temperatura

• Alta entalpía

• Bajo volumen específico

Combustibles

- Solidos

- Líquidos

- Biomasa

- Gaseosos

Energía

Mecánica

Energía Eléctrica

• Generadores

• Bombas • Compresores

• Ventiladores

• Otros • Baja presión • Baja temperatura

• Baja entalpía

• Alto volumen específico


Eficiencia (Sistema de Cogeneración)

Flujo de energía en una planta de Extracción-Condensación

Pérdidas

Com

bust

ible

Ener

gía

térm

ica

Ener

gía

Mec

ánic

a

Ener

gía

eléc

tric

a

Consumo

interno

Ener

gía

térm

ica

Caldera Turbina Generador

Pérdidas por

distribución Energía térmica disponible + Energía eléctrica disponible

Energía química disponible del combustible η =

ηB = 50-90% η t = 70-85% η = 97% η = 90%

Ener

gía

Eléc

tric

a

Dis

poni

ble


El rendimiento de las turbinas de gas depende directamente de: •  La temperatura ambiente

•  La elevación

•  Las pérdidas

•  La humedad relativa

•  Combustible

100 % Fuel

40 %

60 %

Tecnologías Aplicables (2)

Turbinas de Gas


Cogeneración con turbina de gas

Se utiliza la energía del escape de la turbina de gas para fines témicos

•  Heat Recovery Steam Generator (HRSG)

•  Waste Heat Recovery Unit (WHRU)

52% Heat

100% Fuel

38 % Electric Power

HRSG / WHRU

10% Losses


Ciclo Combinado Planta de Condensación

Steam Turbine

12%

HRSG

Gas Turbine

100% Fuel

32%

18%

15 C

38 %


Tamaños de turbinas de acuerdo a las necesidades Performance at ISO Condition

Heavy-duty gas turbines

Industrial gas turbines

Aeroderivative gas turbines

50H

z 50

Hz

or 6

0Hz

60H

z 400 MW

307 MW

187 MW

296 MW

242 MW

117 MW

53 to 66/54 to 62 MW

27 to 32/28 to 34 MW

4 to 6 MW

48 to 54 MW

38/39 MW

33/34 MW

24/25 MW

19/19 MW

13 to 14/13 to 15 MW

8/8 MW to 9 MW

7/8 MW

5/6 MW

Power Generation / Mechanical Drive

SGT5-8000H SGT5-4000F

SGT5-2000E SGT6-8000H

SGT6-5000F SGT6-2000E

Industrial Trent 60 SGT-800

SGT-750 SGT-700

Industrial RB211 SGT-600

SGT-500 SGT-400

SGT-300 SGT-200

SGT-100 Industrial 501-K


Estudio de Factibilidad

Estudio Técnico: Su objetivo es el encontrar el mejor esquema aplicable al proceso en cuestion. Se debe tener en cuenta que el sistema de cogeneración se debe adaptar al proceso y no viceversa.

Estudio Económico:

Estudio mediante el cual se determinan los costos de energía que se obtendrán con el sistema de cogeneración y así cuantificar los beneficios en términos economicos.


Requerimientos básicos para el estudio de factibilidad (1/2)

Datos del proceso industrial

Agua de enfriamiento

Temperatura del agua

Fuentes disponiles

Flujo disponible

Consumo eléctrico

Voltaje de acometida

Punto de Interconexión

Electricidad

Demanda de vapor

Niveles de presión del vapor

Temperatura del vapor

Vapor


Requerimientos básicos para el estudio de factibilidad (2/2)

Datos de planta

§  Calderas §  Auto generación §  Horas de operacion anuales §  Tratamiento de agua §  Disponibilidad de combustible

Costos

§  Energía comprada a la red §  Exceso a vender a la red §  Combustible §  Agua tratada §  Vapor §  Tasa de interés §  Inflación §  Costo de oportunidad §  Aranceles §  Impuestos


Fuel Flexibility continuously improved

Single burner high pressure rig testing with increasing H2 content in Natural Gas

0% H2 12% H2

20% H2 32% H2

•  Wide gas fuel specification for DLE

Gas Fuel Constituents Max Comment

Methane, CH4 mole % 100

Ethane, C2H6 mole % 100* *Certain conditions required above 30% Ethane level

Propane, C3H8 mole % 100* *Certain conditions required above 30% Propane level

Butanes and heavier alkanes, C4+ mole % 15

Hydrogen and carbon monoxide, H2 + CO mole % 30*

*Certain conditions required above 10% Hydrogen level

Inerts, N2/CO2 mole % 50/40

•  Robust and Fuel Flexible Dual Fuel DLE system with on-line fuel changeover


Turbina de Gas Ciclo Simple

Planta con turbina de Gas, 17 MW

Para Barbados Light & Power,

Barbados

Referencias de Plantas


MNI Malaysia

Combustoleo, 52MW, 240t/hr

Planta con Turbina de Vapor



Cogeneración con Turbina de Gas

GT10 , 25 MW, planta de

Cogeneración en la Cd. de

Farmington, New Mexico, US.



Ciclo Combinado / Cogeneración

Planta de ciclo combinado / Cogeneración

con PNEM en la cerveceria Heineken

en s’Hertogenbosch, Holanda

Eficiencia = 33% + 11% + 40% = 84%



Planta de Cogeneración en Fábrica de Automóviles con Calefacción Municipal - Turbogeneradores de Extr-Cond 2 x 44MWe, 2 x 70MWth. (Wolksburg, Alemania)

Calentamiento de agua de fábrica y distrito vapor condensado agua de enfriamiento

Caldera de lecho fluidizado

140 t/h 125 bar/535 °C

carbón

gas natural

Generador agua caliente

58 MW gas - fuel oil

Caldera respaldo/pico

60 t/h

gas natural

fuel oil

existente

bomba

G G

Estación reductora

Torre de enfriamiento

bomba

Planta condens.

158 °C

deaereador

Generador de agua caliente

Condensadores calentamiento de agua

Calor para fábrica

Calefacción municipal

Turbo- generador extracción condensación

Planta con Turbina de Vapor



Gracias!


Disclaimer

This document contains forward-looking statements and information – that is, statements related to future, not past, events. These statements may be identified either orally or in writing by words as “expects”, “anticipates”, “intends”, “plans”, “believes”, “seeks”, “estimates”, “will” or words of similar meaning. Such statements are based on our current expectations and certain assumptions, and are, therefore, subject to certain risks and uncertainties. A variety of factors, many of which are beyond Siemens’ control, affect its operations, performance, business strategy and results and could cause the actual results, performance or achievements of Siemens worldwide to be materially different from any future results, performance or achievements that may be expressed or implied by such forward-looking statements. For us, particular uncertainties arise, among others, from changes in general economic and business conditions, changes in currency exchange rates and interest rates, introduction of competing products or technologies by other companies, lack of acceptance of new products or services by customers targeted by Siemens worldwide, changes in business strategy and various other factors. More detailed information about certain of these factors is contained in Siemens’ filings with the SEC, which are available on the Siemens website, www.siemens.com and on the SEC’s website, www.sec.gov. Should one or more of these risks or uncertainties materialize, or should underlying assumptions prove incorrect, actual results may vary materially from those described in the relevant forward-looking statement as anticipated, believed, estimated, expected, intended, planned or projected. Siemens does not intend or assume any obligation to update or revise these forward-looking statements in light of developments which differ from those anticipated.

Trademarks mentioned in this document are the property of Siemens AG, its affiliates or their respective owners. TRENT® and RB211® are registered trade marks of and used under license from Rolls-Royce plc. Trent, RB211, 501 and Avon are trade marks of and used under license of Rolls-Royce plc.

congreso regional de energía asi el salvador soluciones de...

Documents