Santiago García Garrido Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción del material contenido en esta obra por cualquier medio.

Transcripción

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2 1. SOBRE RENOVETEC CONTENIDO DEL CURSO (PARTE 1) 2. LAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA 3. ASPECTO Nº 1: EL ESTUDIO DE VIABILIDAD 4. ASPECTO Nº 2: PRETRATAMIENTO, ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE INTERNO 5. ASPECTO Nº 3: LA CALDERA DE BIOMASA 6. ASPECTO Nº 4: EL CICLO AGUA-VAPOR 7. ASPECTO Nº 5: LA TURBINA DE VAPOR 2

3 Qué es RENOVETEC? RENOVETEC es una empresa dedicada a las energías renovables y al mantenimiento industrial El producto más conocido de RENOVETEC es la formación técnica especializada RENOVETEC ha formado a más de 4000 técnicos desde 2009, de los cuales más del 98% están actualmente trabajando en el campo de las energías renovables

4 SERVICIOS RENOVETEC Cursos PRESENCIALES, en las instalaciones de RENOVETEC en Madrid Cursos de formación IN COMPANY Cursos ONLINE Cursos ON THE JOB Ingeniería de proyectos energéticos Ingeniería del mantenimiento Auditorías técnicas Auditorías energéticas Peritajes e informes técnicos Boroscopias y otras técnicas predictivas

5 Descripción de una Central Termoeléctrica de Biomasa 5

6 Indispensable antes de avanzar en el proyecto Interesante hacer un pre-estudio de viabilidad, antes de invertir más esfuerzo En España hoy no es fácil rentabilizar la construcción de centrales termoeléctricas de biomasa Uno de los mejores software para el análisis de la viabilidad de proyectos es gratuito: SAM SAM es un software, desarrollado por NREL (National Renewable Energy Laboratory), que permite crear un modelo de rendimiento y financiero de plantas de energías renovables, con objeto de ayudar en la toma de decisiones de la planta. ASPECTO Nº 1: EL ESTUDIO DE VIABILIDAD

7 Estudio de viabilidad Se basa en un estudio previo de los recursos energéticos y de las demandas térmicas de los clientes y en la definición de los requerimientos del proyecto. El estudio de viabilidad se desarrolla normalmente en dos etapas: la primera consiste en la toma de datos y elaboración de requerimientos de la instalación y en la segunda se desarrolla el resto de trabajos: Tipo de planta a construir y potencia de la instalación. Normativa aplicable desde el punto de vista legal. Descripción del proceso de generación (descripción de la tecnología elegida). Estimación económica de la inversión con una precisión del ± 15%. Estudio económico de la rentabilidad del proyecto en los diferentes escenarios planteados (casos). El objetivo de esta fase es elegir la alternativa con la cual se procede a desarrollar la siguiente fase o se define la cancelación del proyecto por baja rentabilidad 7

8 ASPECTO 2: PRETRATAMIENTO, ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE INTERNO PRIMERA FASE RECOGIDA ASTILLADO TRANSPORTE SEGUNDA FASE ALMACEN MAT. PRIMA TRITURADO SECADO ALMACEN P. ELABORADO TRANSPORTE TERCERA FASE UTILIZACION 8

9 ASPECTO Nº 2: ALMACENAMIENTO PRINCIPALES ASPECTOS A CONSIDERAR Forma: al aire o bajo cubierta Lugar: condiciones del suelo y clima Especie Porcentaje de cortezas y hojas Granulometría Humedad inicial del producto Altura de los montones 9

10 Almacenamiento: particularidades Humedad: el almacenamiento facilita, en determinadas condiciones el secado natural de la madera. Recién cortada: % Al cabo de 6 meses a la intemperie: 25 30% en el interior de la pila y % en la parte más exterior En los montones de astillas aumenta la T por fermentación, favoreciendo el secado natural. Riesgo de inflamación espontánea (T. interiores de ºC) Limitar la altura de los montones y reducir el tiempo de almacenamiento. La presencia de corteza y hojas favorece este tipo de fermentación. Depende de la especie, de la granulometría y otras características. 10

11 Tratamientos previos de la biomasa Ajuste de la granulometría: molienda, triturado, cribado, etc Ajuste de la humedad: Secado Secado natural Secado artificial: mediante sistemas que aportan calor Interesarán biomasas con bajos contenidos de humedad, ya que el poder calorífico del biocombustible está muy influenciado por su contenido en agua. A mayor humedad menor poder calorífico. 11

12 Transporte de biomasa dentro de la planta Cintas transportadoras de caucho Solución fácil y sencilla. Se deben cubrir cuando van al aire libre. Poner pasillos de inspección cuando van elevadas Elevadores de cangilones Apropiados cuando hay diferencias de cota con pendientes grandes Tornillo sinfín Controla muy adecuadamente el caudal Precisa materiales muy homogéneos para evitar atascos Transporte neumático Combustible de pequeñas dimensiones Más económico de inversión pero tiene un consumo energético mucho más elevado. 12

13 ASPECTO Nº 3: LA CALDERA Parámetros característicos de calderas de biomasa Potencia térmica (MW, o ton/h de vapor) Niveles de presión Caudal de salida de vapor. Presión y temperatura del agua/vapor en el evaporador. Presión y temperatura del agua a la entrada en el economizador. Temperatura de los humos en la entrada del sobrecalentador. Temperatura de los humos en la entrada del evaporador. Caudal de humos. Temperatura de los humos a la salida de la caldera. Exceso de aire. Tipos de biomasa. Tipo de quemador. Tipo de filtro. Temperatura de aproximación (approach point). Temperatura de pinzamiento (pinch point). 13

14 CARACTERISTICAS HABITUALES Un solo nivel de presión Rendimientos bajos La caldera es un gran problema, sobre todo por el contenido en potasio de las cenizas, el contenido en cloro del combustible y por la preparación del combustible 14

15 ASPECTO Nº 4: EL CICLO AGUA-VAPOR 15

16 ASPECTO Nº 4: EL CICLO AGUA-VAPOR El ciclo de RANKINE con precalentadores de alta y baja presión (regeneración) Precalentadores de alta presión Recalentamiento Precalentadores de baja presión 16

17 Factores que afectan a la potencia: Condiciones del vapor de entrada (presión, temperatura y caudal) Presión a la salida Rendimiento isoentrópico (relación entre la diferencia de entalpía de vapor de entrada y salida en el caso real e ideal) Caudal de vapor Conceptos básicos Rendimiento y potencia Factores que afectan al rendimiento eléctrico Temperatura y presión del vapor vivo Presión a la salida Factores que afectan al rendimiento isoentrópico (origen de pérdidas en la turbina) Roces del vapor Fricción en cojinetes Fugas de vapor en álabes y en eje 17

18 ESQUEMA GENERAL DEL CICLO AGUA-VAPOR G Turbina LP Condensador MCW - E Humos B-PASS MCW- S Sobrecalentador Humos Evaporador Humos Economizadores Desgasificador VAPOR CONDENSADO Precalentadores AP BBAS AGUA ALIMENTACIÓN Precalentadores LP Condensador Vapor de sellos BBAS CONDENSADO 18

19 ESQUEMA DEL CICLO AGUA-VAPOR (2 NIVELES DE PRESIÓN) Turbina HP G Turbina LP Condensador MCW - E Humos B-PASS AP MCW- S Humos Sobrecalentador Humos Recalentadores B-PASS BP Evaporador HTF Economizadores Desgasificador VAPOR CONDENSADO Precalentadores AP BBAS AGUA ALIMENTACIÓN Precalentadores LP Condensador Vapor de sellos BBAS CONDENSADO 19

20 Vapor vivo H ASPECTO Nº 5: LA TURBINA DE VAPOR Distribuidor SSFV Vapor de sellos SSDV Válvula rompevacío Vapor al condensador. M Hood Spray Vapor de sellos Aceite de control Aceite de Lub. 20

21 Aspectos de turbina a valorar 21

22 CONCLUSIONES Una central termoeléctrica de biomasa, para que tenga los resultados previstos, requiere un diseño muy cuidado El 90% de las centrales termoeléctricas de biomasa tienen fallos de diseño graves que han complicado su explotación. Algunas han cerrado por problemas técnicos, no económicos Modificar una central a posteriori es caro. Es muycho más interesante diseñarla bien antes de construir En 20 años hemos aprendido a hacer PLANTAS DE BIOMASA EFICIENTES Y CON POCOS PROBLEMAS TÉCNICOS. Hoy sabemos perfectamente donde están localizados los problemas y cuales son las soluciones No se deben perpetuar los errores cometidos en los diseños: conviene aprender de la experiencia 22