estudio de determinaciÓn de la potencia efectiva y

ESTUDIO DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA Y

RENDIMIENTO EN LA CENTRAL TÉRMICA DE CHICLAYO

Informe Final

UNIDAD SULZER 1 CT CHICLAYO SALA DE CONTROL

UNIDADES:

Motor reciprocante diésel - GMT 2 Motor reciprocante diésel - SULZER 1 Motor reciprocante diésel - SULZER 2

COMBUSTIBLE: DIÉSEL B5

Elaborado por

ABRIL 2013

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica de Chiclayo

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 GMT 2 Diésel B5 Motor Diésel 14/02/2013 3 SULZER 2 Diésel B5 Motor Diésel 15/02/2013

2 SULZER 1 Diésel B5 Motor Diésel 14/02/2013

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor

Versión Final DUKE ENERGY HAMEK COES

HOJA DE RUTA DEL INFORME

Versión Fecha Destino Motivo

Fecha de Resultado de la Revisión

Observado Aprobado

A 13/03/2013 DUKE ENERGY Revisión -

B 15/03/2013 DUKE ENERGY Informe Final 04/04/2013

C 11/03/2013 DUKE ENERGY Informe Final

D

TABLA DE CONVERSION DE UNIDADES AL

SISTEMA DE UNIDADES INTERNACIONAL

Ítem Sistema Internacional de Unidades Equivalencias en otras unidades

1 Temperatura

2 Energía

3 Volumen

4 Presión

5 Masa





Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor

Versión Final DUKE ENERGY HAMEK COES

TABLA DE CONTENIDO

1. INFORMACIÓN GENERAL ............................................................................................................. 1

1.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ............................................................................................................ 1

1.2. DESCRIPCIÓN DE LA CENTRAL TÉRMICA DE CHICLAYO Y LAS UNIDADES ENSAYADAS ......................... 1

2. OBJETIVO DE LOS ENSAYOS ....................................................................................................... 2

2.1. ENSAYOS DE POTENCIA EFECTIVA ....................................................................................................... 2

2.2. ENSAYOS DE RENDIMIENTO ................................................................................................................ 2

3. CRONOGRAMA DE LOS ENSAYOS .............................................................................................. 2

4. PARTICIPANTES EN LOS ENSAYOS Y ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL ........................ 3

5. PREPARACIÓN DE LAS PRUEBAS .............................................................................................. 4

6. PUNTOS DE MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA ............................................. 5

6.1. PUNTOS DE MEDICIÓN ........................................................................................................................ 5

6.2. VARIABLES MEDIDAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ...................................................................... 5

7. PROCEDIMIENTO DE LAS PRUEBAS......................................................................................... 7

8. ANÁLISIS DE COMBUSTIBLE ....................................................................................................... 7

9. METODOLOGÍA DE CÁLCULO ..................................................................................................... 8

10. RESULTADOS .................................................................................................................................10

10.1. POTENCIA EFECTIVA .......................................................................................................................... 10

10.2. RENDIMIENTO Y OTROS ÍNDICES RELACIONADOS AL CONSUMO DE COMBUSTIBLE ......................... 10

APÉNDICES

APÉNDICE A: ACTAS DE ENSAYOS.

APÉNDICE B: INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA.

APÉNDICE C: INFORMACIÓN DE CONDICIONES AMBIENTE.

APÉNDICE D: RESULTADOS DE ANÁLISIS DE LABORATORIO

APÉNDICE E: METODOLOGIA.

APÉNDICE F: CUADROS DE CÁLCULO.





Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final DUKE ENERGY HAMEK COES RE-1

RESUMEN EJECUTIVO

1. ANTECEDENTES

HAMEK Ingenieros Asociados S.A.C, por encargo de la empresa Duke Energy Egenor S. en C. por A y acorde con los lineamentos que se estipulan en el Procedimiento PR-17 del COES SINAC “Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento de las Centrales Termoeléctricas”, ha elaborado el presente informe “Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica de Chiclayo – Unidades, GMT 1, Sulzer 1 y Sulzer 2”; que tiene por objeto presentar los resultados de los cálculos de potencia efectiva y rendimiento en las unidades de esta central, que han sido desarrollados en base a los ensayos efectuados los días 14/02/2013 y 15/02/2013.

2. DATA BÁSICA Y METODOLOGÍA DE CÁLCULO APLICADA

2.1 Data básica

1. Registros de los ensayos.- se ha medido los siguientes datos:

Potencia en bornes del generador

Temperatura ambiente

Presión ambiente

Consumo de combustible

2. Establecimiento de las condiciones de potencia efectiva y de referencia

Según las definiciones establecidas en el Procedimiento PR-17 (Ver numeral 3 - Definiciones) se ha establecido las condiciones de potencia efectiva; asimismo de acuerdo a la Norma ISO 3046-1, se ha establecido las condiciones de referencia; los mismos que se muestran en la siguiente Tabla Nº 1.

TABLA Nº 1 CONDICIONES DE POTENCIA EFECTIVA Y DE REFERENCIA

PARÁMETROS AMBIENTALES UNIDAD CONDICIONES DE

POTENCIA EFECTIVA (1) CONDICIONES DE REFERENCIA (2)

Motor Diésel

Temperatura º C 27,3 25

Presión kPa 100,9 100 1. Las condiciones de potencia efectiva han sido definidas en función a los datos obtenidos de CORPAC: Estación

Aeropuerto de Chiclayo. Data de los últimos 20 años. 2. Estas condiciones de referencia son las que fijan la norma ISO 3046 -1.

3. Poder Calorífico y Densidad del combustible utilizado

DESCRIPCIÓN UNIDAD Valor

Poder Calorífico Inferior kJ/kg 42 829,7

Densidad [kg/lt] 0,846 (1) Según análisis promedio de los laboratorios de la UNI y TRIACH CORPORATION S.A.C.







2.2 Metodología

Todos los cálculos han sido efectuados mediante el software HAMEK_POTRENCT_2012 diseñado por HAMEK Ingenieros Asociados S.A.C., específicamente para calcular la potencia efectiva y rendimiento de unidades térmicas según alcances del Procedimiento PR-17 del COES SINAC. En síntesis, la metodología parte por un proceso de validación de datos para luego continuar con cálculos de la potencia y Heat Rate primero a condiciones de referencia y luego a condiciones de potencia efectiva; para lo cual se parte de los datos de ensayo y se aplican las correcciones por los diferentes parámetros que se indican en la siguiente tabla:

TABLA Nº 3 VARIABLES DE CORRECCIÓN DE POTENCIA Y CONSUMO ESPECÍFICO DE

COMBUSTIBLE CONSIDERADOS

VARIABLES DE CORRECCIÓN POTENCIA CONSUMO

ESPECÍFICO DE COMBUSTIBLE

Temperatura ambiente

Presión ambiente

1) Proceso de validación de datos de ensayo.- consistió en eliminar todos los registros que superen ± 3% de la potencia promedio1 y/o ± 3.5 ºC de la temperatura ambiente2. Para las pruebas de rendimiento no se tiene establecido esta consideración porque no existe una referencia en el procedimiento PR-17, tampoco en las normas internacionales.

2) Cálculo de la potencia efectiva, la cual ha sido efectuada según se explica a continuación:

a) Primeramente se lleva todos los datos válidos de la potencia de ensayo (POTy) a las condiciones de potencia de referencia ISO (POTr) aplicando las fórmulas que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002.

b) Luego se lleva todos los datos de potencia calculados a las condiciones de referencia (POTr) a las condiciones de potencia efectiva (POTx), aplicando igualmente las fórmulas que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002.

3) Cálculo del rendimiento, la cual ha sido efectuada según se explica a continuación:

a) Definición del parámetro básico:

El parámetro básico que se ha considerado es el consumo específico de combustible, de acuerdo a la norma ISO 3046-1:2002

b) Cálculo del consumo específico, rendimiento, Heat Rate (consumo específico de calor) y eficiencia.

En primer lugar, con los datos de consumo de combustible de ensayo, expresados en Gal/min, y considerando la densidad del combustible (kg/lt) y la equivalencia entre lt y galones, se determina el consumo específico de combustible (kg/kWh) a las condiciones de ensayo; luego aplicando las ecuaciones que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002 se lleva estos

1 Condición no especificada en el Procedimiento PR-17, por lo que este valor se ha tomado de la Norma

Internacional ISO 15550-2002. 2 De acuerdo con el Procedimiento PR-17 del COES (Condiciones particulares de estabilidad para un grupo

Diésel)







resultados a las condiciones de referencia y luego a las condiciones de potencia efectiva.

Obtenido esta variable (consumo específico de combustible- kg/kWh) se ha determinado el Rendimiento en kWh/Kg y el rendimiento en kWh/Gal (en este caso considerando la gravedad específica).

Finalmente considerando el Poder Calorífico Inferior del combustible utilizado, se ha determinado el Heat Rate ó consumo específico de calor (BTU/kWh) y la eficiencia en %.

3. RESULTADOS

3.1 Potencia Efectiva de la CT Chiclayo

TABLA Nº 4

POTENCIA EFECTIVA DE LA CT CHICLAYO

UNIDAD POTENCIA DE ENSAYO

(kW) POTENCIA EFECTIVA

(kW)

Servicios Auxiliares

(kW)

GMT 2 3 357,6 3 380,7 64,0

SULZER 1 3 333,5 3 356,2 334,5

SULZER 2 2 936,5 2 908,0 312,7

3.2 Rendimiento de la CT Chiclayo

TABLA Nº 5 RENDIMIENTO Y OTROS ÍNDICES RELACIONADOS AL CONSUMO DE COMBUSTIBLE

UNIDAD CARGA

NOMINAL (%)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTIBLE

(kg/kWh)

CONSUMO DE COMBUSTIBLE

(Gal/h)

RENDIMIENTO HEAT RATE O

CONSUMO ESPECÍFICO DE CALOR (BTU/kWh)

EFICIENCIA (%)

(kWh/Gal) (kWh/kg)

GMT 2

100 3 380,7 0,2375 250,7 13,48 4,21 9 641,9 35,39

75 2 664,9 0,2542 211,5 12,60 3,93 10 319,9 33,06

50 1 769,8 0,2653 146,6 12,07 3,77 10 770,7 31,68

25 924,8 0,3104 89,6 10,32 3,22 12 601,5 27,08

Vacío 0 - 40,3 0 0 - 0

Sulzer 1

100 3 356,2 0,2507 262,7 12,77 3,99 10 177,6 33,52

75 2 495,8 0,2552 198,9 12,55 3,92 10 360,6 32,93

50 1 745,4 0,2613 142,4 12,25 3,83 10 609,1 32,16

25 918,9 0,2984 85,6 10,73 3,35 12 112,4 28,17

Vacío 0 - 40,0 0 0 - 0

Sulzer 2

100 2 908,0 0,2530 229,7 12,66 3,95 10 269,0 33,23

75 2 348,1 0,2653 194,5 12,07 3,77 10 769,8 31,68

50 1 601,3 0,2843 142,2 11,26 3,52 11 541,7 29,56

25 810,1 0,3364 85,1 9,52 2,97 13 657,2 24,98

Vacío 0 - 40,0 0 0 - 0






Versión Final DUKE ENERGY HAMEK COES 1

1. INFORMACIÓN GENERAL

1.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA

Duke Energy - Egenor es una empresa que se dedica a las actividades de generación y comercialización de energía eléctrica, opera dentro del Sistema Interconectado Nacional. Esta empresa dispone actualmente de las centrales hidroeléctricas Cañón del Pato (263,5 MW) y Carhuaquero (95 MW); así como de las centrales termoeléctricas de Chiclayo (24,4 MW), Piura (40,4 MW), Chimbote (44 MW), Trujillo (20,4 MW), Paita (5,8 MW), Sullana (8,5 MW) y Las Flores (195 MW) recientemente puesto en servicio (año 2010).

1.2. DESCRIPCIÓN DE LA CENTRAL TÉRMICA DE CHICLAYO

Y LAS UNIDADES ENSAYADAS

La C.T. Chiclayo está conformada por tres motores reciprocantes diésel operativos, todos ellos tienen las características técnicas que se mencionan a continuación.

TABLA Nº 1.1 CENTRAL TÉRMICA CHICLAYO

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS GRUPOS ELECTROGENOS

GRUPO GMT 2 Sulzer 1 Sulzer 2

Motor diésel

Marca:

Grandi Motori Trieste

Sulzer Sulzer

Modelo: A.420.14 12 ZV 40/48 12 ZV 40/48

Serie: 750 91583-594 91583-606

Año de fabricación 1979 1981 1981

Potencia 5 135 kW 5 700 kW 5 700 kW

Velocidad (RPM) 450 514 514

Generador Eléctrico

Marca: ANSALDO CEM CEM

Modelo: S 1G11 M16 MWPD 270 43/14 MWPD 270 43/14

Serie: 8005007 FN 34548 FN 34549

Año de fabricación: 1978 1981 1981

Potencia 6 420 kVA 7 120 kVA 7 120 kVA

Voltaje 10,5 kV 10,5 kV 10,5 kV

Velocidad (RPM) 450 514 514

Frecuencia (Hz) 60 60 60

Factor de Potencia 0,8 0,8 0,8







2. OBJETIVO DE LOS ENSAYOS

2.1. ENSAYOS DE POTENCIA EFECTIVA

Estos ensayos tienen por objeto contar con toda la información necesaria para calcular la potencia efectiva de la central térmica bajo condiciones de estabilidad requeridas. Durante los ensayos se ha medido los siguientes parámetros:

Potencia en bornes del generador.

Presión ambiente.

Temperatura ambiente.

2.2. ENSAYOS DE RENDIMIENTO

En este caso, para la determinación del rendimiento se ha considerado la medición de los siguientes parámetros:

Potencia en bornes del generador.

Presión ambiente.

Temperatura ambiente.

Consumo de combustible.

3. CRONOGRAMA DE LOS ENSAYOS

De acuerdo a las coordinaciones previas establecidas entre las tres partes se desarrolló el siguiente programa general de ensayos:

TABLA Nº 3.1

CRONOGRAMA GENERAL DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN LA C.T. CHICLAYO

CARGA- GMT 2 y Sulzer 1 FECHA HORA DE INICIO HORA DE

FINALIZACIÓN

Vacío 14/02/2013 12:30 12:45

25 % 14/02/2013 13:00 13:15

50 % 14/02/2013 13:30 13:45

75 % 14/02/2013 14:00 14:15

100 % 14/02/2013 14:30 19:30

CARGA – Sulzer 2 FECHA HORA DE INICIO HORA DE

FINALIZACIÓN

Vacío 15/02/2013 10:15 10:30

25 % 15/02/2013 10:45 11:00

50 % 15/02/2013 11:15 11:30

75 % 15/02/2013 11:45 12:00

100 % 15/02/2013 14:30 19:30







Dentro de este cronograma general se ha considerado los siguientes tiempos y frecuencia de mediciones:

TABLA Nº 3.2 DURACIÓN DE LOS ENSAYOS Y FRECUENCIA DE MEDICIONES

UNIDAD CARGA

NOMINAL (%)

DURACIÓN DE PRUEBA

FRECUENCIA DE REGISTRO

DE DATOS

GMT 2 SULZER 1 SULZER 2

100 5 horas 15 min

75

15 min 01 min 50

25

Vacío 15 min 01 min

4. PARTICIPANTES EN LOS ENSAYOS Y

ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL

Durante los ensayos han participado, el veedor del COES, un representante de DUKE ENERGY y el Jefe de Ensayo de la empresa consultora HAMEK Ingenieros Asociados, con todo su equipo de trabajo correspondiente; que se han organizado como se indica en la siguiente figura:

FIGURA Nº 4.1

PARTICIPANTES Y ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL DURANTE LOS ENSAYOS

VEEDOR COES Ing. Carlos Huamán

Jefe de Ensayos - HAMEK

Ing. Amadeo Carrillo V.

Responsable de las

Mediciones Eléctricas

Ing. Albert Carrillo Zelaya Ing. Daniel Espinoza L.

Responsable de las Mediciones Ambientales

Ing. Erly Fernández.

Responsable de las Mediciones de Flujo

Ing. Alex Atalaya Tafur

Rep. de DUKE ENERGY

Ing. Gustavo Galvez







5. PREPARACIÓN DE LAS PRUEBAS

TABLA Nº 5.1

ACTIVIDADES PREPARATORIAS PARA LAS PRUEBAS

ÍTEM ACTIVIDADES

GMT 2 - SULZER 1 SULZER 2

FECHA HORA FECHA HORA

PRUEBAS A CARGA PARCIAL

1 Reunión de trabajo inicial con representante de DUKE ENERGY

14/02/2013 10:00 15/02/2013 07:30

2 Recorrido de la central térmica para verificar estado operativo de las unidades y puntos de medición.

14/02/2013 10:15 15/02/2013 -

3 Instalación de los instrumentos de medición: registradores de parámetros eléctricos, ambientales y mecánicas (flujo).

14/02/2013 10:30 15/02/2013 08:00

4 Apertura del Acta con presencia del veedor del COES, el Jefe de Ensayo de HAMEK y el Rep. de DUKE ENERGY.

14/02/2013 11:00 15/02/2013 -

5 Acuerdos y consideraciones previas a los ensayos:

Duración de las pruebas.

Cargas parciales a ser consideradas en la prueba de rendimiento

Frecuencia de las mediciones a plena carga y cargas parciales.

Tiempo de arranque

Tiempos para la variación de carga y estabilización a dicha carga.

14/02/2013 11:15 15/02/2013 08:15

6 Definición de cronogramas de ensayo definitivos 14/02/2013 11:30 15/02/2013 08:30







6. PUNTOS DE MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN

UTILIZADA

6.1. PUNTOS DE MEDICIÓN

FIGURA Nº 6.1

Nº Descripción Variables

1 Medición de condiciones ambiente Presión y temperatura bulbo seco ambiente.

2 Potencia en bornes medición de potencia eléctrica

3 Potencia en servicios auxiliares medición de potencia eléctrica

4 Consumo de combustible Medidor electrónico de flujo y contómetro.

6.2. VARIABLES MEDIDAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

TABLA Nº 6.1 VARIABLES E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN UTILIZADOS EN LAS PRUEBAS DE LA C.T CHICLAYO

VARIABLES A MEDIR PUNTO DE

MEDICIÓN INSTRUMENTO DE MEDICIÓN

Eléctricas: potencia activa, potencia reactiva, energía activa, energía reactiva; factor de potencia, corriente y tensión.

Bornes de generación

04 Analizador Electrónico Portátil de Redes Eléctricas:

Marca RPM, Modelo 1650, Serie 1650-11136 Marca RPM, Modelo 1650, Serie 1650-11033 Marca MemoBox, Modelo 300, Serie P6 11173AA

Servicios auxiliares Marca Lutron, Modelo DW-6092, Serie B211270

Ambientales: Temperatura, humedad relativa y presión ambiente.

Zona representativa cerca a los grupos

01 Estación meteorológica portátil, marca DAVIS. Serie: D101025A007

Mecánicas: Flujo de combustible

Línea de combustible de ingreso a los motores

01 Medidor de flujo con contómetro estacionario, Marca: FUJI, Modelo: PortaFlow Serie A0A564T 02 Medidores de flujo propios de las unidades Sulzer 1 y Sulzer 2







FIGURA Nº 6.2

IMÁGENES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN UTILIZADOS

MEDIDOR DE FLUJO ANALIZADORES DE REDES PORTÁTIL

ESTACIÓN METEOROLÓGICA PORTÁTIL







7. PROCEDIMIENTO DE LAS PRUEBAS

Luego de las actividades previas descritas en el capítulo 5, se desarrollaron los ensayos de potencia efectiva y rendimiento de las unidades según el cronograma general que se indica en capítulo 3 (Ver detalles en el Apéndice A - Acta de Ensayo).

En cada unidad los ensayos han tenido el siguiente procedimiento general que se indica en la siguiente tabla.

TABLA Nº 7.1

PROCEDIMIENTO DE LAS PRUEBAS

Nº ACTIVIDAD PARTICIPAN

1 Instalación del personal de HAMEK en los puntos de medición y verificación de la operatividad de los instrumentos correspondientes.

Todo el personal de HAMEK

2 Verificación de operatividad de las unidades a ensayar Veedor del COES, Rep. De DUKE ENERGY y Jefe de Ensayos de HAMEK.

3 Verificación de la instalación y operatividad de los equipos de medición

Veedor del COES, Rep. De DUKE ENERGY y Jefe de Ensayos de HAMEK.

4 Indicación del inicio de las pruebas al operador de la unidad en prueba.

Jefe de Ensayos, Veedor del COES, Rep. DUKE ENERGY y el operador de la unidad.

5 Medición de parámetros eléctricos, ambientales y de consumo de combustible, según cronograma.

Personal de HAMEK.

6 Toma de muestras de combustible Personal de DUKE ENERGY

7 Descarga de registros de los instrumentos de medición utilizados. Personal de HAMEK

8 Desmontaje de los instrumentos de medición Personal de HAMEK

9 Procesamiento de Información Personal de HAMEK

10 Cierre del Acta de ensayos y suscripción de las mismas. Jefe de Ensayo de HAMEK, Veedor del COES y rep. de DUKE ENERGY

8. ANÁLISIS DE COMBUSTIBLE

Para el cálculo de la eficiencia y el consumo específico de calor se considera el poder calorífico bajo del combustible diésel B5 utilizado como combustible en los ensayos de dos muestras extraídas durante el ensayo y llevadas al laboratorio para realizar análisis, obteniendo los siguientes valores.

Tabla Nº 8.1

Datos de combustible Diésel B5

Descripción Unidad Valores

Lab. TRIACH Lab. UNI

Poder Calorífico Neto [BTU/lb] 18 410 18 417

Poder Calorífico Neto [kJ/kg] 42 821,5 42 837,8

Densidad [kg/lt] 0,845 0,847







9. METODOLOGÍA DE CÁLCULO

Tomando en cuenta la cantidad de datos a procesar y muchas de ellas repetitivas e iterativas, HAMEK Ingenieros Asociados S.A.C., ha diseñado el software HAMEK_POTREN_2012 en MatLab, exclusivo para calcular la potencia efectiva y rendimiento de unidades térmicas a partir de datos de ensayo, datos técnicos de las unidades, características del combustible utilizado y fórmulas consideradas en la Norma ISO 3046-1:2002 para ajustar la potencia y el consumo específico de combustible.

El programa diseñado ha considerado la siguiente estructura:

1) Proceso de introducción de datos.- se introducen al programa, todos los datos necesarios para el cálculo de la potencia efectiva y rendimiento:

Condiciones de referencia y condiciones de potencia efectiva.

Datos del combustible: Poder calorífico inferior y densidad relativa.

Mediciones de ensayo: potencia en bornes, temperatura, humedad relativa y presión ambiente y consumo de combustible.

Fórmulas de ajuste para motores Diésel

2) Proceso de validación de datos de ensayo.- consistió en eliminar todos los registros que superen ± 3% de la potencia promedio3 y/o ± 3.5 ºC de la temperatura ambiente4. Para las pruebas de rendimiento no se tiene establecido esta consideración porque no existe una referencia en el procedimiento PR-17, tampoco en las normas internacionales.

3) Cálculo de la potencia efectiva, la cual ha sido efectuada según se explica a continuación:

a) Primeramente se lleva todos los datos válidos de la potencia de ensayo (POTy) a las condiciones de potencia de referencia ISO (POTr) aplicando las fórmulas que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002.

b) Luego se lleva todos los datos de potencia calculados a las condiciones de referencia (POTr) a las condiciones de potencia efectiva (POTx), aplicando igualmente las fórmulas que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002.

c) La Central conformados por los grupos 73 grupos, como ya se indica en sus características, es de encendido por compresión, y turboalimentado con intercooler, con lo cual se define las constantes, según la norma ISO referida:

a= 0…5

m=0.7

n=1.2

s=1

El sistema de refrigeración de las unidades es por aire.

3 Condición no especificada en el Procedimiento PR-17, por lo que este valor se ha tomado de la Norma

Internacional ISO 15550-2002. 4 De acuerdo con el Procedimiento PR-17 del COES (Condiciones particulares de estabilidad para un

grupo Diésel) 5 Con este valor de la constante se elimina el efecto de la humedad relativa en el cálculo el cual solo se

ve afectado por la temperatura y la presión.







4) Cálculo del rendimiento, la cual ha sido efectuada según se explica a continuación:

a) Definición del parámetro básico:

Para los motores Diésel se ha considerado el consumo específico de combustible, de acuerdo a la norma ISO 3046-1:2002.

b) Cálculo del consumo específico, rendimiento, Heat Rate (consumo específico de calor) y eficiencia.

En primer lugar, con los datos de energía producida en kWh y el consumo de combustible de ensayo, expresados en Gal, y considerando la densidad del combustible (kg/lt) y la equivalencia entre lt y galones, se determina el consumo específico de combustible (kg/kWh) a las condiciones de ensayo; luego aplicando las ecuaciones que se indican en la Norma ISO 3046-1:2002 se lleva estos resultados a las condiciones de referencia y luego a las condiciones de potencia efectiva.

Obtenido esta variable (consumo específico de combustible- kg/kWh) se ha determinado el Rendimiento volumétrico en kWh/Gal y el rendimiento másico en kWh/kg (en este caso considerando la gravedad específica).

Finalmente considerando el Poder Calorífico Inferior del combustible utilizado, se ha determinado el Heat Rate ó consumo específico de calor (BTU/kWh) y la eficiencia en %.

TABLA Nº 9.1 CONDICIONES DE POTENCIA EFECTIVA Y DE REFERENCIA

PARÁMETROS AMBIENTALES UNIDAD CONDICIONES DE

POTENCIA EFECTIVA (1) CONDICIONES DE REFERENCIA (2)

Motor Diésel

Temperatura º C 27,3 25

Presión kPa 100,9 100 3. Las condiciones de potencia efectiva han sido definidas en función a los datos obtenidos de CORPAC: Estación

Aeropuerto de Chiclayo. Data de los últimos 20 años. 4. Estas condiciones de referencia son las que fijan la norma ISO 3046 -1.

Notas:

1. De acuerdo a la definición estipulada en el procedimiento, existe una presión ambiente de

potencia efectiva, que corresponde a la altura al cual se encuentra ubicada la central. Si

bien físicamente la altura no varía durante las pruebas, sin embargo existe una variación

de presión durante las pruebas, por ello es necesario corregir la potencia de ensayo que

corresponde con la presión de ensayo y llevarlo a dicha condición de presión ambiente de

potencia efectiva (100.9 kPa). Este valor ha sido determinado en base a la altura (33

msnm) al que se encuentra instalada la Central Térmica de Chiclayo, que se ha obtenido

por dos fuentes: medición con GPS y del Google Earth.

2. Teniendo en cuenta que la variación de temperatura en el norte Peruano durante el día es

muy pronunciada por encontrarse cerca de la línea ecuatorial, por este motivo se

consideró, para el presente estudio, tener como margen de variación de temperatura

permisible ± 2.5 ºC, de tal forma evitar eliminar de forma excesiva los registros durante la

validación.

3. En el apéndice B se coloca las actas faltantes correspondientes a los registros de

potencia, consumos de combustible y ambientales para la unidad Sulzer 2, así como

también la información adicional proporcionada por Duke Energy; vista de planta de la

central, Esquema de principio de los principales sistemas, diagrama unifilar.







10. RESULTADOS

10.1. POTENCIA EFECTIVA

TABLA Nº 10.1

POTENCIA EFECTIVA DE LA CT CHICLAYO

UNIDAD POTENCIA DE ENSAYO

(kW)

POTENCIA ISO

(kW)

POTENCIA EFECTIVA (kW)

Servicios Auxiliares

(kW)

GMT 2 3 357,6 3 423,2 3 380,7 64,0

SULZER 1 3 333,5 3 398,4 3 356,2 334,5

SULZER 2 2 936,5 2 944,5 2 908,0 312,7

10.2. RENDIMIENTO Y OTROS ÍNDICES RELACIONADOS AL


TABLA Nº 10.2 RENDIMIENTO Y OTROS ÍNDICES RELACIONADOS AL CONSUMO DE COMBUSTIBLE

UNIDAD CARGA

NOMINAL (%)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTIBLE

(gr/kWh)


(Gal/h)

RENDIMIENTO HEAT RATE O

CONSUMO ESPECÍFICO DE CALOR (BTU/kWh)

EFICIENCIA (%)

(kWh/Gal) (kWh/kg)

GMT 2

100 3 380,7 0,2375 250,7 13,48 4,21 9 641,9 35,39

75 2 664,9 0,2542 211,5 12,60 3,93 10 319,9 33,06

50 1 769,8 0,2653 146,6 12,07 3,77 10 770,7 31,68

25 924,8 0,3104 89,6 10,32 3,22 12 601,5 27,08

Vacío 0 - 40,3 0 0 - 0

SULZER 1

100 3 356,2 0,2507 262,7 12,77 3,99 10 177,6 33,52

75 2 495,8 0,2552 198,9 12,55 3,92 10 360,6 32,93

50 1 745,4 0,2613 142,4 12,25 3,83 10 609,1 32,16

25 918,9 0,2984 85,6 10,73 3,35 12 112,4 28,17

Vacío 0 - 40,0 0 0 - 0

SULZER 2

100 2 908,0 0,2530 229,7 12,66 3,95 10 269,0 33,23

75 2 348,1 0,2653 194,5 12,07 3,77 10 769,8 31,68

50 1 601,3 0,2843 142,2 11,26 3,52 11 541,7 29,56

25 810,1 0,3364 85,1 9,52 2,97 13 657,2 24,98

Vacío 0 - 40,0 0 0 - 0

APENDICE A

ACTAS DE ENSAYO

APENDICE B

INFORMACION

ADICIONAL

Día: 15/02/2013

Carga Hora P (MW) FDP Carga Hora P (MW) FDP

10:15:00 0.0 0.00 10:45:00 0.813 0.71

10:16:00 0.0 0.00 10:46:00 0.803 0.63

10:17:00 0.0 0.00 10:47:00 0.791 0.57

10:18:00 0.0 0.00 10:48:00 0.780 0.53

10:19:00 0.0 0.00 10:49:00 0.777 0.52

10:20:00 0.0 0.00 10:50:00 0.774 0.50

10:21:00 0.0 0.00 10:51:00 0.778 0.52

10:22:00 0.0 0.00 10:52:00 0.786 0.56

10:23:00 0.0 0.00 10:53:00 0.815 0.72

10:24:00 0.0 0.00 10:54:00 0.805 0.65

10:25:00 0.0 0.00 10:55:00 0.809 0.70

10:26:00 0.0 0.00 10:56:00 0.813 0.71

10:27:00 0.0 0.00 10:57:00 0.804 0.64

10:28:00 0.0 0.00 10:58:00 0.814 0.71

10:29:00 0.0 0.00 10:59:00 0.809 0.69

10:30:00 0.0 0.00 11:00:00 0.807 0.67

Carga Hora P (MW) FDP Carga Hora P (MW) FDP

11:15:00 1.570 0.82 11:45:00 2.330 0.85

11:16:00 1.573 0.84 11:46:00 2.333 0.85

11:17:00 1.572 0.84 11:47:00 2.316 0.81

11:18:00 1.568 0.82 11:48:00 2.321 0.83

11:19:00 1.569 0.83 11:49:00 2.320 0.82

11:20:00 1.574 0.85 11:50:00 2.320 0.83

11:21:00 1.569 0.83 11:51:00 2.315 0.82

11:22:00 1.566 0.82 11:52:00 2.312 0.81

11:23:00 1.573 0.85 11:53:00 2.311 0.81

11:24:00 1.574 0.85 11:54:00 2.311 0.81

11:25:00 1.569 0.82 11:55:00 2.312 0.81

11:26:00 1.578 0.86 11:56:00 2.304 0.80

11:27:00 1.579 0.86 11:57:00 2.296 0.79

11:28:00 1.579 0.87 11:58:00 2.298 0.80

11:29:00 1.571 0.84 11:59:00 2.300 0.79

11:30:00 1.575 0.85 12:00:00 2.314 0.79

------------------------------------------------ ------------------------------------------------ ------------------------------------------------

50%

Firma del Rep. COES Firma del Rep. de la Empresa Generadora Firma del Rep. de la Consultora

75%

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO

PRUEBAS DE POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO DE UNIDAD TÉRMICAUNIDAD:

SULZER 2

REGISTRO DE PARAMETROS ELECTRICOS EN BORNES DE GENERACIÓN

VACIO 25%

DIA: 15/02/2013

Carga Hora P (MW) FDP

14:30:00 2.642 0.832

14:45:00 2.966 0.885

15:00:00 2.926 0.850

15:15:00 2.940 0.874

15:30:00 2.929 0.871

15:45:00 2.938 0.878

16:00:00 2.940 0.884

16:15:00 2.927 0.872

16:30:00 2.932 0.880

16:45:00 2.933 0.884

17:00:00 2.945 0.884

17:15:00 2.966 0.911

17:30:00 2.967 0.920

17:45:00 2.974 0.937

18:00:00 2.952 0.897

18:15:00 2.944 0.885

18:30:00 2.926 0.858

18:45:00 2.906 0.810

19:00:00 2.898 0.778

19:15:00 2.904 0.780

19:30:00 2.914 0.802

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO


SULZER 2

REGISTRO DE PARAMETROS ELECTRICOS EN BORNES DE GENERACIÓN

100%

------------------------------------------------ ------------------------------------------------ ------------------------------------------------


DIA: 15/02/2013

Carga Hora P (kW) FDP

14:30:00 312.50 0.79

14:40:00 314.80 0.79

14:50:00 313.00 0.79

15:00:00 313.70 0.79

15:10:00 314.40 0.79

15:20:00 316.70 0.79

15:30:00 313.30 0.79

15:40:00 313.90 0.79

15:50:00 317.40 0.79

16:00:00 313.80 0.79

16:10:00 312.60 0.79

16:20:00 311.20 0.79

16:30:00 306.90 0.79

16:40:00 307.60 0.79

16:50:00 308.90 0.79

17:00:00 307.70 0.79

17:10:00 307.70 0.80

17:20:00 310.40 0.80

17:30:00 308.30 0.80

17:40:00 311.80 0.80

17:50:00 311.10 0.80

18:00:00 332.00 0.79


100%

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO

PRUEBAS DE POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO DE UNIDAD TÉRMICA

UNIDAD:

SULZER 2

SSAA

REGISTRO DE PARAMETROS ELECTRICOS EN SERVICIOS AUXILIARES

------------------------------------------------ ------------------------------------------------ ------------------------------------------------

Fecha: 15/02/2013

Carga Hora

Presión

(mb)

Temperat.

(ºC)

Humedad

Relativa

(%) Carga Hora

Presión

(mb)

Temperat.

(ºC)

Humedad

Relativa

(%)

10:15:00 1007.6 27.9 64 10:45:00 1007.5 28.5 60

10:16:00 1007.7 28.0 63 10:46:00 1007.5 28.6 60

10:17:00 1007.6 28.1 63 10:47:00 1007.4 28.6 60

10:18:00 1007.6 28.1 62 10:48:00 1007.4 28.7 59

10:19:00 1007.6 28.1 62 10:49:00 1007.4 28.7 59

10:20:00 1007.6 28.1 62 10:50:00 1007.4 28.8 59

10:21:00 1007.6 28.1 62 10:51:00 1007.4 28.8 59

10:22:00 1007.6 28.1 62 10:52:00 1007.4 28.8 61

10:23:00 1007.6 28.2 62 10:53:00 1007.4 28.8 61

10:24:00 1007.6 28.2 62 10:54:00 1007.4 28.8 62

10:25:00 1007.6 28.3 63 10:55:00 1007.4 28.9 61

10:26:00 1007.6 28.3 63 10:56:00 1007.4 29.1 61

10:27:00 1007.7 28.3 62 10:57:00 1007.4 29.1 60

10:28:00 1007.6 28.3 62 10:58:00 1007.4 29.2 60

10:29:00 1007.6 28.4 62 10:59:00 1007.3 29.2 60

10:30:00 1007.6 28.4 61 11:00:00 1007.3 29.2 61

Carga Hora

Presión

(mb)

Temperat.

(ºC)

Humedad

Relativa

(%) Carga Hora

Presión

(mb)

Temperat.

(ºC)

Humedad

Relativa

(%)

11:15:00 1007.2 29.3 60 11:45:00 1006.8 28.9 60

11:16:00 1007.1 29.3 59 11:46:00 1006.8 28.8 60

11:17:00 1007.1 29.3 60 11:47:00 1006.8 28.7 61

11:18:00 1007.1 29.2 59 11:48:00 1006.8 28.6 61

11:19:00 1007.1 29.2 59 11:49:00 1006.8 28.6 60

11:20:00 1007.2 29.2 60 11:50:00 1006.8 28.6 61

11:21:00 1007.2 29.2 59 11:51:00 1006.8 28.7 61

11:22:00 1007.1 29.3 59 11:52:00 1006.8 28.8 61

11:23:00 1007.1 29.3 59 11:53:00 1006.9 28.9 60

11:24:00 1007.1 29.3 59 11:54:00 1006.8 28.9 60

11:25:00 1007.1 29.2 59 11:55:00 1006.9 28.9 60

11:26:00 1007.1 29.2 59 11:56:00 1006.8 29.1 60

11:27:00 1007.0 29.2 59 11:57:00 1006.8 29.1 60

11:28:00 1007.0 29.2 59 11:58:00 1006.8 29.2 60

11:29:00 1007.0 29.1 60 11:59:00 1006.8 29.2 60

11:30:00 1007.0 29.1 59 12:00:00 1006.8 29.1 59

Firma del Rep. de la Empresa GeneradoraFirma del Rep. COES

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO


SULZER 2

MEDICIÓN DE PARÁMETROS AMBIENTALES (PRESIÓN, TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA)

VACIO

50% 75%

25%

------------------------------------------------

Firma del Rep. de la Consultora

------------------------------------------------ ------------------------------------------------

Dia: 15/02/2013

Carga HoraPresión

(mb)

Temperat.

(ºC)

Humedad

Relativa

(%)

14:30:00 1005 29.2 57

14:45:00 1004 28.7 58

15:00:00 1004 28.5 59

15:15:00 1004 27.8 60

15:30:00 1004 27.8 60

15:45:00 1004 27.7 61

16:00:00 1003 26.9 64

16:15:00 1003 26.0 67

16:30:00 1003 25.9 70

16:45:00 1003 25.7 70

17:00:00 1003 25.8 70

17:15:00 1003 25.7 73

17:30:00 1004 25.6 74

17:45:00 1004 25.2 77

18:00:00 1004 24.9 80

18:15:00 1004 24.8 81

18:30:00 1004 24.4 83

18:45:00 1004 24.2 83

19:00:00 1004 24.0 84

19:15:00 1004 23.9 84

19:30:00 1005 23.2 84

UNIDAD:

SULZER 2

MEDICIÓN DE PARÁMETROS AMBIENTALES (PRESIÓN, TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA)

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO

PRUEBAS DE POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO DE UNIDAD TÉRMICA

100%

------------------------------------------------ ------------------------------------------------ ------------------------------------------------


Día: 14/02/2013

Carga HoraContometro

Gal

Consumo

Gal

Flujo

Lt/min

12:30:00 1005382

12:45:00 1005392

13:00:00 1005414

13:15:00 1005435

13:30:00 1005466

13:45:00 1005501

14:00:00 1005548

14:15:00 1005597

------------------------------------------------

Firma del Rep. de la Empresa Generadora

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO

PRUEBAS DE POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO DE UNIDADE TÉRMICAUNIDAD:

SULZER 1

REGISTRO DE COMSUMO DE COMBUSTIBLE

------------------------------------------------

Firma del Rep. de la ConsultoraFirma del Rep. COES

------------------------------------------------

2.524

5.300

8.833

12.366

VACIO

25%

50%

75%

10

21

35

49

DIA: 14/02/2013

Carga Hora

Contometro

Gal

Consumo

Gal

Flujo

Lt/min

14:30:00 1005660 - -

14:45:00 1005730 70 17.665

15:00:00 1005782 52 13.123

15:15:00 1005855 73 18.422

15:30:00 1005913 58 14.637

15:45:00 1005977 64 16.151

16:00:00 1006045 68 17.160

16:15:00 1006121 76 19.179

16:30:00 1006190 69 17.413

16:45:00 1006235 45 11.356

17:00:00 1006309 74 18.675

17:15:00 1006373 64 16.151

17:30:00 1006439 66 16.656

17:45:00 1006506 67 16.908

18:00:00 1006572 66 16.656

18:15:00 1006640 68 17.160

18:30:00 1006705 65 16.403

18:45:00 1006769 64 16.151

19:00:00 1006832 63 15.899

19:15:00 1006896 64 16.151

19:30:00 1006963 67 16.908


100%

CENTRAL

TÉRMICA

CHICLAYO

PRUEBAS DE POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO DE UNIDADE TÉRMICAUNIDAD:

SULZER 1

REGISTRO DE REGISTRO DE COMSUMO DE COMBUSTIBLE

------------------------------------------------ ------------------------------------------------ ------------------------------------------------

APENDICE C

INFORMACION DE

CONDICIONES

AMBIENTE

APENDICE D

RESULTADO DE

ANALISIS DE

LABORATORIO

APENDICE E

METODOLOGIA

APENDICE F

CUADROS DE

CÁLCULO

GM

T 2

HO

RA

FEC

HA

PO

TEN

CIA

DE

ENSA

YO

PO

Ty

(KW

)

TEM

PER

ATU

RA

DE

ENSA

YO

Ty

(ºC

)

PR

ESIO

N D

E

ENSA

YO

P

y

(kP

a)

CO

MSU

MO

DE

CO

MB

UST

IBLE

(gal

/min

)

FAC

TOR

DE

CO

RR

ECC

ION

A

REF

EREN

CIA

PO

TEN

CIA

DE

REF

EREN

CIA

PO

Tr (

KW

)

FAC

TOR

DE

CO

RR

ECIO

N A

SITI

O

PO

TEN

CIA

DE

SITI

O P

OTx

(K

W)

CA

RG

A A

L 1

00

%14

:45:

001

4/0

2/2

01

33

39

3.1

62

9.0

10

0.5

74

.43

1.0

30

34

95

.94

0.9

87

63

45

2.4

9

15:0

0:00

14

/02

/20

13

33

98

.59

29

.21

00

.55

4.3

11

.03

23

50

8.1

30

.98

76

34

64

.53

15:1

5:00

14

/02

/20

13

33

85

.10

29

.21

00

.54

4.2

21

.03

23

49

4.4

90

.98

76

34

51

.06

15:3

0:00

14

/02

/20

13

33

85

.08

28

.61

00

.53

4.2

21

.02

73

47

6.7

80

.98

76

34

33

.57

15:4

5:00

14

/02

/20

13

33

58

.38

28

.11

00

.52

4.1

31

.02

33

43

4.8

40

.98

76

33

92

.15

16:0

0:00

14

/02

/20

13

33

48

.52

27

.81

00

.51

4.1

01

.02

03

41

6.1

90

.98

76

33

73

.74

16:1

5:00

14

/02

/20

13

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estudio de determinaciÓn de la potencia efectiva y

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