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2 1 RENOVETEC Tel.: info@renovetec.com Paseo del Saler 6, Fuenlabrada, Madrid III Santiago García Garrido

3 1 Centrales Termoeléctricas de Biomasa Santiago García Garrido Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción de textos o gráficos de este documento por cualquier medio sin el consentimiento expreso del titular del copyright Las copias digitales de este documento están estrictamente prohibidas II Santiago García Garrido

4 CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA SOBRE EL AUTOR... Santiago García Garrido es licenciado en Ciencias Químicas, Máster en Administración de Empresas (MBA) y Técnico Superior en Electrónica. Ha sido Responsable de Ingeniería de Mantenimiento de MASA, Director Técnico de la revista de electrónica práctica RESISTOR, Director de Planta de la Central de Ciclo Combinado de San Roque (Cádiz), y Director Gerente de OPEMASA y POWER SUPPORT, empresa dedicada a la operación y mantenimiento de plantas de energía. Actualmente ocupa el cargo de Director Técnico de RENOVETEC. Es autor de los libros Organización y Gestión Integral de Mantenimiento, Operación y Mantenimiento de Centrales de Ciclo Combinado, Cogeneración: Diseño, Operación y Mantenimiento de Plantas, La contratación del mantenimiento, Motores de gas en plantas de cogeneración e Ingeniería Termosolar, entre muchos otros. Santiago García Garrido III

5 Índice 1 LA BIOMASA QUÉ ES LA BIOMASA LA BIOMASA COMO FUENTE ENERGÉTICA LA COMBUSTIÓN Y EL EFECTO INVERNADERO LA PRODUCCIÓN MUNDIAL DE BIOMASA APLICACIONES DE LA BIOMASA EN LAS INDUSTRIAS LA IMPORTANCIA ECONÓMICA DE LA BIOMASA EL PLAN DE ENERGÍAS RENOVABLES VENTAJAS Y DESVENTAJAS EN EL USO DE BIOMASA LA GENERACIÓN ELÉCTRICA A PARTIR DE BIOMASA PLANTAS DE BIOMASA EN ESPAÑA Plantas de biomasa en Andalucía Resto de España 15 2 TIPOS DE BIOMASA BIOMASA NATURAL BIOMASA RESIDUAL Residuos agrícolas Residuos forestales Residuos de industrias agrícolas y agroalimentarias Residuos de industrias forestales Residuos ganaderos Residuos urbanos EXCEDENTES AGRÍCOLAS CULTIVOS ENERGÉTICOS Qué son los cultivos energéticos Características que deben tener los cultivos energéticos Clasificación de los cultivos energéticos Los cultivos energéticos en España Ventajas e inconvenientes de los cultivos energéticos 30 IV Santiago García Garrido

6 CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA Aspectos económicos a tener en cuenta Aspectos medioambientales a tener en cuenta La paulownia El cardo La planta de tabaco 45 3 PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA PROCESOS FÍSICOS PROCESOS TERMOQUÍMICOS Combustión Gasificación Pirolisis PROCESOS BIOLÓGICOS La fermentación alcohólica La fermentación metánica PROCESOS QUÍMICOS: TRANSESTERIFICACIÓN 58 4 LA COMBUSTIÓN QUÉ ES LA COMBUSTIÓN REACCIONES QUÍMICAS DEL PROCESO PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE LA BIOMASA EL PODER CALORÍFICO DE LA BIOMASA Poder calorífico superior e inferior Poder calorífico de diversas biomasas TIPOS DE COMBUSTIÓN Combustión completa Combustión incompleta Combustión estequiométrica Combustión con exceso de aire Combustión con defecto de aire o rica 66 5 EL MERCADO ELÉCTRICO EL MERCADO ELÉCTRICO LOS 6 MERCADOS INTRADIARIOS 70 Santiago García Garrido V

7 ÍNDICE Ofertas de venta en los mercados intradiarios Ofertas de compra en los mercados intradiarios Procesos de casación y resultados LA OPERACIÓN DEL SISTEMA Mercados de servicios de ajuste del sistema Solución de restricciones técnicas Servicios complementarios EL MERCADO ELÉCTRICO Y LAS ENERGÍAS RENOVABLES La venta a tarifa La venta a mercado + prima Contratos bilaterales Los mercados intradiarios Desvíos Complementos La retribución final 84 6 SITUACIÓN ACTUAL Y MARCO LEGISLATIVO LEY 54/ LEY 17/ RD 1955/ RD 661/ RDL 6/ RD 1565/ RDL1/2008 SOBRE EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL LAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA DESCRIPCIÓN GENERAL DE UNA CENTRAL DE BIOMASA MODOS DE FUNCIONAMIENTO HABITUALES Funcionamiento en paralelo con la red Funcionamiento en isla Funcionamiento sin la central de generación PARÁMETROS CARACTERÍSITICOS DE UNA P. DE BIOMASA SISTEMAS QUE COMPONEN UNA PLANTA DE BIOMASA 113 VI Santiago García Garrido

8 CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA 8 PRETRATAMIENTO DE LA BIOMASA ALMACENAMIENTO DE LA BIOMASA Tipos de almacenes Criterios de selección del tipo de almacenamiento Controles a efectuar en el parque de biomasa TRANSPORTE HASTA LA CALDERA NECESIDAD DE LOS TRATAMIENTOS PREVIOS EL SECADO ASTILLADO MOLIENDA CRIBADO PELLETS ALMACENAMIENTO INTERMEDIO PESAJE: EL CONTROL DE LA CANTIDAD INTRODUCIDA DOSIFICACIÓN EN LA CALDERA LA CALDERA DE COMBUSTIÓN DE BIOMASA LA CALDERA DE COMBUSTIÓN FASES EN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN DE BIOMASA TIPOS DE CALDERA SEGÚN LA CIRCULACIÓN DE AGUA Calderas pirotubulares Calderas acuotubulares TIPOS DE CALDERAS SEGÚN LA FORMA DE COMBUSTIÓN Calderas de parrillas móviles Calderas de lecho fluidizado Calderas de quemador de suspensión Comparación de tecnologías parrilla lecho fluido TIPOS DE CALDERAS SEGÚN LA PRESIÓN DEL HOGAR PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE CALDERAS DE BIOMASA 167 Santiago García Garrido VII

9 ÍNDICE 9.7 LA ENTRADA DE AIRE COMBUSTIBLE LA ENTRADA DE COMBUSTIBLE EL HOGAR. ZONA DE RADIACIÓN EL SOBRECALENTADOR EL EVAPORADOR EL ECONOMIZADOR SALIDA DE GASES Separadores ciclónicos Filtros de mangas Electrofiltros Sistema de monitorización continua de emisiones gaseosas SALIDA DE CENIZAS PROBLEMAS EN CALDERAS DE BIOMASA EL CICLO AGUA-VAPOR EL CICLO RANKINE LA FUNCIÓN DEL CICLO AGUA-VAPOR EL ESQUEMA DE CICLO AGUA-VAPOR EL CONDENSADOR LAS BOMBAS DE CONDENSADO PRECALENTADORES DE BAJA PRESIÓN TANQUE DE AGUA DE ALIMENTACIÓN BOMBAS DE AGUA DE ALIMENTACIÓN PRECALENTADORES DE ALTA PRESIÓN VÁLVULA DE BY-PASS DE ALTA PRESIÓN 208 VIII Santiago García Garrido

10 CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA 11 LA TURBINA DE VAPOR LA TURBINA DE VAPOR, UNA MÁQUINA EXPERIMENTADA CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS DE VAPOR Según la transformación de e. potencial en rotación Según la presión a la entrada de la turbina Según la presión del vapor de salida Según la dirección del flujo en el rotor Según la presencia de tomas intermedias de vapor Según su conexión mecánica con otras turbinas PARTES PRINCIPALES DE UNA TURBINA DE VAPOR Sistema de admisión El rotor La carcasa Álabes Cojinetes de apoyo, de bancada o radiales Cojinete de empuje o axial Sistema de lubricación Sistema de extracción de vahos Sistema de refrigeración de aceite Sistema de aceite de control Sistema de sellado de vapor Virador EL SISTEMA DE CONTROL ELEMENTOS AUXILIARES DE LA TURBINA Bancada Nave de turbina Puente grúa Reductor SISTEMAS ELÉCTRICOS DE ALTA Y BAJA TENSIÓN EL GENERADOR ELÉCTRICO LOS SISTEMAS DE ALTA Y MEDIA TENSIÓN Transformador principal Transformador de servicios auxiliares Interruptor de máquina Interruptor automático Seccionadores de barras y línea 244 Santiago García Garrido IX

11 ÍNDICE Barra de media tensión Línea de evacuación Protección contra rayos Red de tierras Transformadores tensión (TT) Transformadores de intensidad (TI) Protecciones EL SISTEMA DE BAJA TENSIÓN SISTEMAS AUXILIARES SISTEMA DE REFRIGERACIÓN PRINCIPAL Circuito abierto Circuito semiabierto con torre de refrigeración Circuito cerrado, con aerocondensador SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE EQUIPOS PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA (PTA) PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO SISTEMA CONTRAINCENDIOS 275 X Santiago García Garrido

12 RENOVETEC FORMACIÓN (Energía y Mantenimiento Industrial) Cursos de formación en abierto Cursos de formación in company Cursos online Cursos técnicos en Inglés, Francés, Portugués, Alemán y Español Amplio catálogo de cursos / RENOVETEC INGENIERÍA Desarrollo del plan de mantenimiento en instalaciones industriales Implantación de RCM Desarrollo de Simuladores para Centrales Eléctricas Auditorías de mantenimiento Auditorías energéticas RENOVETEC SERVICIOS Inspecciones boroscópicas Puesta en marcha de instalaciones Evaluación técnica del estado de instalaciones Análisis de averías: peritaciones, estudios de causa raíz, siniestros Dirección técnica de paradas programadas Turbinas de vapor Turbinas de gas Motores de gas Plantas de biomasa y de cogeneración RENOVETEC Paseo del Saler Fuenalbrada Madrid Tfno info@renovetec.com

13 Nuestros profesionales Julio Iturriaga de Pablo Director General Abogado y experto en RRHH CARLOS HERNÁNDEZ Ingeniero Técnico Industrial Ha desarrollado gran parte de su carrera profesional en el área de las telecomunicaciones. Experto en Energía Solar, imparte cursos relacionados con la tecnología termosolar, instalaciones y proyectos. SANTIAGO MIRABAL MONTERO Ingeniero de minas, esp Energía Cursos de Electricidad, alta tensión y centrales eléctricas. Más de 15 años de experiencia colaborando con empresas como Iberdrola, Aitesa, Unión Fenosa, APPA, etc. Experto en Cogeneración, Energía Solar y Renovables. ALEJANDRO PALACIOS Ingeniero de minas, esp Energía Más de 10 años de experiencia en Instalaciones Térmicas. Experto en I&C, Centrales, Calderas, Edificación, domótica y simuladores. Docente internacional y consultor técnico. JUAN CARLOS UTRILLA Licenciado en Ciencias Químicas Más de 15 años de experiencia en empresas como IBERIA ASLAND gestionando el tratamiento o control químico en centrales termoeléctricas. Imparte cursos relacionados con calderas, control químico, torres de refrigeración y tratamientos de agua. SANTIAGO GARCÍA GARRIDO Lic. Ciencias Químicas Más de 10 años de experiencia en empresas como GAS NATURAL, MASA, OPE- MASA. Imparte cursos relacionados con la tecnología termosolar, cursos de Motores Térmicos y Plantas de Generación eléctrica. Autor de numerosos libros dedicados a la generación eléctrica y al mantenimiento industrial. FCO JAVIER HERVÁS VALIENTE Ing. Tec industrial, esp electricidad Con más de 10 años de experiencia en centrales eléctricas y en instalaciones, ha participado en multitud de proyectos industriales y de edificación. Especialista en máquinas rotativas y alta tensión. ALEX LUPIÓN Ing. Sup. Electrónico, Suiza. Ha sido gerente de SOLARMAX - SPUTNIK ENGINEERING AG, y Director de Proyectos en SUNTECHNICS y ATERSA, participando en diversos proyectos internacionales (Senegal, Honduras, Mongolia). Imparte cursos en francés e inglés. BEATRICE SCOLA Ingeniero Industrial Mecánico, Alemania Ha desarrollado la mayor parte de su carrera profesional en el área fotovoltaica. Imparte cursos relacionados con la tecnología termosolar y el negocio energético. Es responsable del área internacional de RENOVETEC, e imparte cursos en Francés, Inglés y Alemán.

14 Nuestros Cursos Los cursos RENOVETEC son eminentemente técnicos y prácticos, huyendo de los conceptos excesivamente teóricos. RENOVETEC también cubre los ámbitos propios del negocio y la gestión, cuando la componente técnica es importante. Nuestros cursos se centran principalmente en los equipos, sus principios de funcionamiento, los elementos que los componen, las averías y problemas que pueden presentar, la resolución de estos problemas, el mantenimiento preventivo y la operación de equipos y sistemas que componen una instalación industrial. RENOVETEC organiza tres tipos de cursos: Cursos en abierto, convocados por RENOVETEC en las principales ciudades españolas Cursos In Company, desarrollados para una empresa en particular en sus instalaciones, y de acuerdo con sus necesidades Cursos online, a distancia, desde la plataforma RENOVETEC ONLINE RENOVETEC puede impartir cursos en Español, Inglés, Francés y Alemán. Ha impartido cursos en diversos países de Europa, África, Asia y América y participa en diversos proyectos en todo el mundo. 100% Técnicos, 100% Prácticos RENOVETEC Paseo del Saler Fuenalbrada Madrid Tfno info@renovetec.com

15 Son cursos realizados en las instalaciones de nuestros clientes, y adaptados especialmente a sus necesidades. El cliente elige: El programa exacto de formación, adaptado de manera precisa a sus necesidades El horario de impartición: mañanas, tardes, días completos, semanas alternas, etc. La fecha y el lugar Con ello se consigue: Ahorrar en desplazamientos y gastos asociados Adaptar el programa a la medida precisa Formar a un número mayor de técnicos con un coste inferior Otros Tipos de Cursos RENOVETEC CURSOS EN ABIERTO Cursos organizados por RENOVETEC en algunas de las principales ciudades españolas: Madrid, Sevilla, Barcelona y Valencia. SEMINARIOS GRATUITOS Seminarios y jornadas técnicas organizados por RENOVETEC o por entidades que mantienen relaciones con RENOVETEC CURSOS A DISTANCIA El alumno recibe el material del curso, ejercicios y es tutorizado a distancia. Ideal para los que buscan flexibilidad de horarios sin desplazamientos CURSOS PRESENCIALES A DISTANCIA Impartidos en directo desde las instalaciones de RENOVETEC, y recibidos por los alumnos desde su oficina o desde su hogar, a través de internet con una excelente calidad de voz e imagen, con la posibilidad de participación

16 LISTADO DE CURSOS ENERGÍAS RENOVABLES Centrales Termosolares Plantas de Biomasa Biocombustibles: Bioetanol, Biodiesel y Biogás Aerogeneradores Energía Fotovoltaica Centrales Hidroeléctricas (Minihidraúlica) Permitting y Gestión Financiera de Proyectos Energéticos MANTENIMIENTO INDUSTRIAL Bombas Centrífugas Válvulas y Sistemas de Estanqueidad Instrumentación Mantenimiento Predictivo Análisis de Vibraciones Alineación Láser Termografía Mantenimiento Eléctrico de Alta Tensión Mantenimiento Legal en Plantas Industriales Mantenimiento Legal en Edificios y Sector Terciario Mantenimiento Legal en Instalaciones Eléctricas Gestión del Mantenimiento Industrial Gestión del Mantenimiento en Edificios Mantenimiento de Sistemas de Climatización CENTRALES TERMOSOLARES El Campo Solar El Sistema HTF El Ciclo Agua-Vapor Sistemas Auxiliares (BOP) en Centrales Termosolares Turbinas de Vapor Generadores Eléctricos El Sistema de Alta Tensión Ingeniería de Centrales Termosolares Construcción de Centrales Termosolares Puesta en Marcha de Centrales Termosolares Operación eficiente de Centrales Termosolares RENOVETEC Paseo del Saler Fuenalbrada Madrid Tfno info@renovetec.com

17 LISTADO DE CURSOS Mantenimiento de Centrales Termosolares Prevención de Riesgos Laborales en Centrales Termosolares Gestión del Mantenimiento en Centrales Termosolares Atmosferas Explosivas CENTRALES DE CICLO COMBINADO Curso Técnico General de Centrales de Ciclo combinado Análisis energético de la producción y balances de energía en Ciclos Combinados Mantenimiento de Centrales de Ciclo Combinado Construcción de Centrales de Ciclo Combinado Curso de Turbinas de Gas Curso de Mantenimiento de turbinas de gas Turbinas de Vapor Curso de mantenimiento de turbinas de vapor Calderas de Recuperación HRSG Generador Eléctrico en Centrales de Ciclo Combinado Alta Tensión en Centrales de Ciclo Combinado Control Químico en Centrales Eléctricas PLANTAS DE COGENERACIÓN Curso Técnico General de Plantas de Cogeneración Microcogeneración: Micromotores y Microturbinas Turbinas de Gas Aeroderivadas e Industriales Mantenimiento de Turbinas de Gas Turbinas de Vapor Mantenimiento de Turbinas de Vapor Motores de Gas Mantenimiento de Motores de Gas Curso de Media y Alta Tensión en Plantas de Cogeneración Control Químico en Plantas de Cogeneración Mantenimiento Legal en Plantas de Cogeneración ALTA Y MEDIA TENSIÓN Alta y Media Tensión en Instalaciones Industriales Media Tensión en Instalaciones Industriales Mantenimiento de Alta Tensión Prevención de Riesgos en Alta Tensión Alta y Media Tensión en Aerogeneradores y Parques Eólicos

18 LISTADO DE CURSOS PLANTAS DE BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES Curso Técnico General de Plantas de Biomasa Curso Técnico General de Bioetanol, Biodiesel y Biogás Equipos Principales en Plantas de Biomasa Procesos y Equipos Principales en Plantas de Biocombustibles Diseño de Plantas de Producción de Biocombustibles Proyectos y Gestión Financiera en Plantas de Biomasa Proyectos y Gestión Financiera en Plantas de Biocombustibles Calderas y Ciclo Agua-Vapor en Plantas de Biomasa Turbinas de Vapor en Plantas de Biomasa Sistemas Auxiliares en Plantas de Biomasa El Sistema de Media y Alta Tensión en Plantas de Biomasa Ingeniería de Plantas de Biomasa y de Biocombustibles PREVENCIÓN DE RIESGOS Curso Básico de Prevención de Riesgos (50-60 horas) Prevención de Riesgos en Alta Tensión Prevención de Riesgos en Centrales Termosolares Prevención de Riesgos en Plantas de Cogeneración Prevención de Riesgos en Centrales de Ciclo Combinado Atmósferas Explosivas (ATEX) EFICIENCIA ENERGÉTICA Eficiencia Energética en Edificación e Industria Curso Práctico de Auditorías Energéticas en Edificación e Industria Optimización de la Producción en Centrales Eléctricas CURSOS OFICIALES Curso oficial de Operador de Calderas Curso de Mantenimiento higiénico-sanitario de Torres de Refrigeración Curo de Alta Tensión para trabajadores autorizados/cualificados (RD 614/01) Curso de Prevención de Riesgos Laborales Curso de Atmosferas Exploxivas Mantenimiento Legal en Plantas Industriales

19 ALGUNOS DE NUESTROS PRINCIPALES CLIENTES RENOVETEC Tel.: info@renovetec.com Paseo del Saler 6, Fuenlabrada, Madrid