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1 FORO LA SEGURIDAD ENERGÉTICA DE MÉXICO "Confiabilidad en la Generación de Energía", Modernización de Centrales Hidroelécricas MUSEO TECNOLÓGICO DE COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD 4 y 5 de mayo de 2011

2 ANDRITZ HYDRO ANDRITZ HYDRO es un suministrador a nivel mundial de equipos electromecánicos y servicios llave en mano ("Water to Wire") para centrales hidroeléctricas con una muy destacada posición en el creciente mercado de generación eléctrica. 2 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

3 Modernización Service & Rehab Soluciones, productos y servicios para el ciclo de vida completo de una Central Hidroeléctrica. Alcance: Evaluación de la Central Rehabilitación general Repotenciación / modernización Estudios de factibilidad Análisis de vida residual Evaluación de riesgos Contrato de mantenimiento Suministro de piezas de recambio Análisis de fallas y soluciones Monitoreo Online & sistemas de diagnóstico DIA TECH Servicios de entrenamiento Servicio técnico 3 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

4 Modernización de Centrales Hidroelécricas Para garantizar la confiabilidad energética además de construir nuevas centrales e i t l i instalaciones eléctricas, lé t i es necesario i mantener en buen estado y modernizar las instalaciones ya existentes existentes, incorporando a las mismas los posibles avances tecnológicos g generados g desde la fecha original de su manufactura al día de hoy. 4 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

5 Conceptos a considerar durante envejecimiento Rehabilitación o Reconstrucción o Mantenimiento : de los componentes a las condiciones originales Modernización o Repotenciamiento: mayor valor agregado (e.g.. GWh ) Re - desarrollo: - turbina nueva - casa de maquinas nueva - represa nueva. Rendimiento Hidráulico Confiabilidad y seguridad Costos de O & M Tiempo de operación 5 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

6 Tendencias de la eficiencia al través del tiempo La eficiencia puede ser impactada por varios factores como: Cambios en el régimen operativo (por ej. Frecuencia 50 Hz => 60 Hz) Desgaste (abrasión, erosión, corrosión) Partes más afectadatas: Laberintos y álabes Efectos de cavitación (empeorando los perfiles) Partes más afectadatas: Alabes y banda La tendencia de la eficiencia es a reducirse al correr de los años! 6 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

7 Pérdidas en la turbina Francis Carcasa espiral Ante-distribuidor Distribuidor Rodete Cojinetes Laberintos (Fugas) Tubo de aspiración Las pérdidas ocurren en todos los componentes 7 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

8 Simulación Numérica del Flujo (SNF) = Computational Fluid Dynamic (CFD) 8 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

9 Aplicaciones típicas del CFD relacionadas con la modernización y el mejoramiento de turbinas hidráulicas 1. Análisis del comportamiento hidráulico de turbinas existentes t 2. Solución de problemas operativos 3. Definición del potencial de mejora 4. Nuevo diseño de componentes hidráulicos 5. Modificación del diseño de componentes ya existentes 6. Comportamiento prueba de modelo numérica éi 9 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

10 Expandible a todo tipo de componentes Distribuidores rodetes carcasas espirales tubos de succión 10 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

11 Ejemplo de Simulación por CFD de la entrada a una turbina Kaplan 11 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

12 Ejemplo de Simulación por CFD en álabes fijos de turbina Francis Diseño de modificaciones a componentes existentes: reducción de perdidas debidas al perfil hidráulico minimización del flujo secundario álabes fijos existentes álabes fijos modificados 12 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

13 Ejemplo de Simulación por CFD en rodetes de turbina Francis Nuevo diseño de componentes a reemplazar: mejora de la eficiencia incremento de la potencia Rodete viejo Rodete nuevo 13 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

14 Es posible evaluar: Pruebas de comportamiento hidráulico de componentes modificados o nuevos: capacidad de descarga localización del punto de máxima eficiencia límites de operación (cavitación,...) Rodete existente Rodete nuevo 14 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

15 Es posible estudiar el campo de presiones : Predicción del comportamiento de la cavitación 15 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

16 La Villita, México Modernización y repotenciación de las unidades 2 y 3 tipo Francis en la desembocadura del Balsas en Puerto Lázaro cardenas México Datos Técnicos : 4 unidades Francis verticales Pmax (inicial) = 76 MW, H = 41.8 m, Pmax (final) = 80 MW, H = 41.8 m, N = 120 rpm Puesta en servicio original : 1970 Diámetro: 4,850 mm, Peso del rodete : 53,000 kg Fecha de entrega: U3: Noviembre 2005 U4: Diciembre Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

17 Supervisión del montaje del rodete y de las modificaciones en las partes fijas 17 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

18 Infiernillo, ill Mexico Modernización y Repotenciamiento de 4 turbinas de Salto medio de la C. H. Infiernillo, localizada en el Río Balsas en el estado de Michoacán, México Datos técnicos principales 4 turbinas Francis verticales Pmax (original) = 160 MW, Pmax (nueva) = 200 MW, En operación desde: 1964 Diámetro del rodete = 4,550 mm, Peso del Rodete = 56 tons Entregas: U U U U Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

19 Infiernillo, ill Mexico Rodete terminado en nuestras instalaciones de Morelia 19 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

20 Desensamble sa e de la unidad No Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

21 Ensamble de turbina y los cojinetes, Unidad No Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

22 Infiernillo, Mexico Pruebas de desempeño Unidad No Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

23 Ingeniería Eléctrica y de Control Ingeniería, Fabricación, Instalación y Puesta en Servicio de Gobernadores de Turbinas hidráulicas desde d 1998 Desde 2000 ANDRITZ HYDRO es integrador de todo el rango de Sistemas, así como integrador de plataformas tecnológicas de diferentes fabricantes tales como Allen Bradley, Siemens, G.E., etc, esto se ha redondeado en la integración de los siguientes sistemas: Sistemas de Excitación Sistemas de Protección Sistemas de Control distribuido Sistemas SCADA Sistemas de Sincronización de unidades generadoras Sistemas integrados de control, protección y medición para Generación, Subestaciones de Distribución y Transmisión 23 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

24 Productos Eléctricos disponibles en Andritz Hydro Morelia Sistemas de excitación en México: 112 sistemas fabricados desde 2001 a la fecha Aplicación en centrales Hidroeléctricas y Termoeléctricas Referencia de Andritz Hydro más grande (en ejecución) (C. H. Guri II, Venezuela, 800 MW = 10 X THYNE 6, 4,500 ACD) Referencias en México, USA, Costa Rica, Colombia Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo Localización estratégica para Norte America, Centro America y Sudamérica 24 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

25 Productos Eléctricos disponibles en Andritz Hydro Morelia Reguladores de velocidad para turbinas hidráulicas: 115 sistemas fabricados en México desde 1998 a la fecha Diseño HPU y fabricación de válvulas distribuidoras Referencia más grande de HMX (Chicoasen HPP, 300 MW, Francis Vertical) Referencia mas grande (en ejecución) de HMX (La Yesca HPP, 375 MW, Francis Vertical, compuerta cilíndrica) Referencias en México, Guatemala, República Dominicana, Costa Rica, Honduras Equipo de Ingeniería calificado & personal de ensamble competitivo 25 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

26 Ingeniería y Fabricación Automatización, Control y Protección 10 Sistemas de excitación estática 5 Reguladores de Velocidad Para Unidades de 800 MVA, 4,400 A Para Unidad de 300 MW C. H. GURI II, (Venezuela) C. H. CHICOASEN, México 26 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

27 Mas cerca de ustedes Muchas gracias 27 Mayo 4 y 5, 2011 La Confiabilidad en la Generación de Energía Ander Ibarra

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