EMISIONES EN TURBINAS DE GAS

Transcripción

1 EMISIONES EN TURBINAS DE GAS Jornada Técnica sobre el Desarrollo Normativo para la Cogeneración Madrid 15 Diciembre 2015 Òscar Andreu TURBOMACH

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3 Emisiones en turbinas de gas Emisiones en turbinas de gas NOx : Óxidos de Nitrógeno CO: Monóxido de Carbono CO2 : Dióxido de Carbono

4 NOx Forma niebla fotoquímica Efectos Daña el tejido pulmonar y reduce su capacidad Causa bronquitis y asma CO Forma niebla tóxica Tóxico para los seres humanos y animales

5 NOx Contribuye a la lluvia ácida Efectos humedad en el aire óxidos de nitrógeno dióxido de azufre trióxido de azufre ácidos nítricos ácido sulfuroso ácido sulfúrico lluvia Lluvia ácida Afecta a: Vegetación Animales acuáticos Infraestrucutras

6 NOx y CO2 Efectos Son gases de efecto invernadero (especialmente el CO2) Contribuyen al calentamiento global

7 NOx y CO NOx: Óxidos de Nitrógeno NOx Nombre común para NO y NO2 No son un producto de la combustión Se forman por la elevada temperatura y presión en la cámara de combustión Menor Ratio Mayor Ratio fuel/aire fuel/aire CO: Monóxido de Carbono Se forma en el caso de temperaturas bajas en la cámara de combustión

8 NOx y CO Emisiones CO / NOx CO Rango de Operación deseado NOx Pobre Ratio Fuel/Aire Rico

9 Combustión Tipos de llamas de combustión en turbinas de gas LLAMA 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 Quemador Bunsen Combustión Cámara de combustión Inyector Entrada de combustible Entrada de aire para premezcla Antorcha de ignición

10 Quemador Bunsen Combustión Llama por difusión Temp. de combustión Creación de NOx Llama con premezcla Temp. de combustión Creación de NOx Entrada de combustible Entrada de aire para premezcla

11 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

12 Combustión Inyector Convencional Llama por difusión Inyector Bajas emisiones - SoLoNOx Combinación de llama por difusión y llama con premezcla Cámara de combustión convencional Cámara de combustión de bajas emisiones

13 Combustión Convencional Llama por difusión Bajas emisiones - SoLoNOx Combinación de llama por difusión y llama con premezcla 2300 C 750ºC 1600 C 750ºC Misma temperatura a la entrada de la turbina

14 Combustión Combustible Convencional Llama por difusión Combustible Bajas emisiones - SoLoNOx Combinación de llama por difusión y llama con premezcla 40% 70% 30% 2300 C 750ºC PREMEZCLA 1600 C 60% 750ºC Aire Aire Misma temperatura a la entrada de la turbina Misma cantidad de combustible

15 Combustible 40% Combustión Bajas emisiones - SoLoNOx Combinación de llama por difusión y llama con premezcla Llama con premezcla Llama por difusión 60% PREMEZCLA 1600 C Aire 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 ).

16 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

17 Cámaras de combustión Combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Mayor volumen de aire Más grandes

18 Inyectores Combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Mayor volumen de aire Más grandes Disponen de dos entradas de combustible

19 Sistema convencional / Sistema de bajas emisiones Turbina de gas TITAN 130 Sistema convencional Sistema de bajas emisiones

20 Experiencia

21 CO2 La combustión completa convierte todo el carbono del combustible en CO2 Combustible (C x H y ) + Aire (N 2,O 2 ) CO 2 + H 2 O + N 2 + calor

22 Gracias por su atención.