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Jornada Técnica sobre el Desarrollo Normativo para la CogeneraciónMadrid
15 Diciembre 2015
Òscar AndreuTURBOMACH
EMISIONES EN TURBINAS DE GAS
Emisiones en turbinas de gas
NOx : Óxidos de Nitrógeno
CO: Monóxido de Carbono
CO2 : Dióxido de Carbono
Emisiones en turbinas de gas
NOx Forma niebla fotoquímica Daña el tejido pulmonar y reduce su capacidad Causa bronquitis y asma
Efectos
CO Forma niebla tóxica Tóxico para los seres humanos y animales
NOx Contribuye a la lluvia ácida
Afecta a:• Vegetación• Animales acuáticos• Infraestrucutras
lluvia
humedad en el aireóxidos de nitrógenodióxido de azufretrióxido de azufre
ácidos nítricosácido sulfurosoácido sulfúrico
Lluvia ácida
Efectos
NOx y CO2 Son gases de efecto invernadero (especialmente el CO2) Contribuyen al calentamiento global
Efectos
NOx y CONOx: Óxidos de Nitrógeno
NOx Nombre común para NO y NO2No son un producto de la combustiónSe forman por la elevada temperatura y presión en la cámara de combustión
CO: Monóxido de CarbonoSe forma en el caso de temperaturas bajas en la cámara de combustión
Menor Ratio Mayor Ratio fuel/aire fuel/aire
Ratio Fuel/Aire
Emis
ione
s C
O /
NO
xNOx
CORango deOperación
deseado
Pobre Rico
NOx y CO
Tipos de llamas de combustión en turbinas de gasLLAMA POR DIFUSIÓN
– Usada en quemadores convencionales– La mezcla aire/combustible se produce en la
zona de combustión
LLAMA CON PREMEZCLA
– Usada en quemadores de bajas emisiones– La mezcla aire/combustible se produce antes
de la inyección en la cámara de combustión– La combustión se produce a una temperatura
menor
Antorcha de ignición
Inyector
Cámara de combustión
Entrada de airepara premezcla
Combustión
Entrada de combustible
Combustión
Quemador Bunsen
CombustiónQuemador Bunsen
Entrada de airepara premezclaEntrada de
combustible
Llama por difusión↑ Temp. de combustión↑ Creación de NOx
Llama con premezcla↓ Temp. de combustión↓ Creación de NOx
Combustión
Sistema de bajas emisiones
SoLoNOx – Solar Low NOx
Combinación de ambas llamas en la misma cámara de combustión
Llama por difusión + Llama con premezcla
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Cámara de combustiónde bajas emisiones
InyectorInyector
Cámara de combustiónconvencional
Combustión
Misma temperatura a la entrada de la turbina
2300°C 1600°C
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Combustión
750ºC 750ºC
Combustible
Aire
70%
30%2300°C
Combustible
Aire
40%
60%PREMEZCLA 1600°C
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Combustión
Misma temperatura a la entrada de la turbinaMisma cantidad de combustible
750ºC 750ºC
Combustible
Aire
1600°C
40%
60%PREMEZCLA
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
La llama exterior (Main) es de premezcla, produce un nivel bajo de emisiones de NOx. 97% del combustible.La llama interior (Pilot) es de difusión, produce un nivel alto de emisiones de NOx (relativo) pues consume 3% del combustible. Ayuda a la estabilidad de la llama exterior (actúa como ‘ancla’).
Combustión
Llama con premezclaLlama por difusión
Bajas emisiones - SoLoNOx
Resumen comparativo Vs sistema convencional
Combustión
• Uso de quemadores con dos tipos de llama:
• Difusión (altas emisiones) (3% combustible)
• Premezcla (bajas emisiones) (97% combustible)
• Disminución de la temperatura de combustión para crear menos NOx
• Redistribución del aire de refrigeración de turbina:
• Se consigue la misma temperatura y caudal de gases de combustión en la
entrada a turbina
• Misma cantidad de combustible
• Misma potencia mecánica, misma potencia eléctrica
• Mismo rendimiento
Cámaras de combustiónBajas emisiones - SoLoNOx
Mayor volumen de aire Más grandes
Convencional
Combustión
InyectoresBajas emisiones - SoLoNOx
Mayor volumen de aire Más grandesDisponen de dos entradas de combustible
Convencional
Combustión
Turbina de gas TITAN 130
Sistema convencional / Sistema de bajas emisiones
Sistema convencional Sistema de bajas emisiones
Experiencia
La combustión completa convierte todo el carbono del combustible en CO2
Combustible (CxHy) + Aire (N2,O2) CO2 + H2O + N2 + calor
CO2
Gracias por su atención.