Plantas de Cogeneración. Ciclo Orgánico de Rankine. Plantas de. Calefacción. Plantas de. Pellets. Indice

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1 Indice Plantas de Cogeneración Plantas de Cogeneración con Ciclo Orgánico de Rankine Plantas de Calefacción Plantas de Pellets

2 Cogeneración Empresa Municipal de Dinslaken Ltda. Dinslaken, Nordrhein-Westfalen, Alemania En funcionamiento desde diciembre 2007 La empresa municipal de Dinslaken Ltda fue fundada en el año 1903 y esta suminstrando a la región servicios de electricidad, gas natural, agua y calor. La empresa garantiza un servicio seguro y justo para todos sus clientes. Con la construcción de la nueva planta de cogeneración la empresa esta ampliando su servicio en la región. Como combustible la planta esta utilizando madera fresca de los bosques de la región. Objetivo de la inversión: Garantizar la producción de suficiente calor para sus clientes ahora y para el futuro. La utilización de un combustible renovable sin emissiones adicionales de dioxido de carbono como por ejemplo residuos forestales o agrícolas. Una elevada explotación del combustible solido para producir calor y electricidad con alta eficiencia. La producción de MW/h electricidad y la utilización del vapor de la turbina para producir MW por año agua caliente, cual se utiliza para calentar partes de la ciudad. de electricidad. La electricidad generada se introduce a la red publica de energia eléctrica. El agua caliente, que se genera mediante el calor producido se utiliza para calefaccionar las casas de la ciudad. La distribución del agua caliente se realiza mediante un red de tuberías subterráneas. La eficiencia total de esta planta de cogeneración es de 82% Los gases de escape de la combustión se purifican mediante separadoras y filtros electricos antes de ser expulsados por la chimenea. Combustión 12,6 MW Combustible: Madera fresca, residuos forestales, residuos de parques y jardines etc. Almacenamiento de la biomasa Capacidad de almacenamiento a suelo raso: m³ Capacidad de almacenamiento dentro de la planta: 720 m³ Rendimiento de la producción de vapor: 12 toneladas por hora Temperatura del vapor: 465 C Presión del vapor: 50 bar Turbina Potencia eléctrica: kw Purificación del humo de combustión: Separadoras con filtros electricos La potencia térmica de la planta es 12,6 MW. Como combustible se utilza solamente residuos de madera y forestales y rastrojos agricolas. El combustible se almacena en una bodega con una capacidad de m³. La biomasa se transporta a la planta con una retroexcavadora y con transportadores hidraulicos. Dentro de la planta hay varios transportadoras auxiliares que garantizan un suminstro uniforme y seguro de la biomasa. Al final la biomasa se transporta hidraulicamente a la caldera. La combustión ocurre en una parrilla móvil. El vapor generado en la caldera se destina a accionar una turbina para la generación

3 Cogeneración IN- Energie Ltda Ingoldstadt, Baviera, Alemania En funcionamiento desde 2005 La planta La empresa IN-Energie Ltda construyó en el año 2004 una planta de cogeneración en el polígono industrial cerca de la ciudad de Ingoldstadt en la provincia de Baviera. Esta planta forma parte de un complejo de instalaciones compuesta por una planta de biomasa, una planta de pellets, una planta para secar biomasa humeda y un centro logístico para el manejo de la biomasa. El calor para la planta de secado viene de la planta de cogeneración. Los excedentes de calor se distribuye a travez de una red de tuberias subterraneas a otros empresas industriales localizadas alrededor de la planta. De esta manera se aprovecha todo el calor, permitiendo un suministro muy seguro para todo los partners del projecto. La planta tiene una bodega de almacenamiento al nivel del suelo raso. Conectado a esta bodega hay un transportador hidráulico que transporta los astillas a la caldera. Adicionalmente se dispone de una retroexcavadora en el terreno para el transporte de los astillas. La combustión de la biomasa se realiza en una parrilla móvil. El aire de combustión se precalienta a 160 C antes de ingresar a la caldera. Asi los astillas humedas se secan antes de llegar al area de combustión. Con esta medida los astillas de madera llegan más secas al area de combustión lo que permite una combustión mas limpia y mas eficiente. La purificación de los gases de escape se realiza con separadores y filtros eléctricos. Combustión 21 MW Temperatura del aire de combustión: 160 C Combustible Madera fresca, residuos forestales, desechos de parques y jardines etc. Almacenamiento del combustible: Almacenamiento a suelo raso: 4000m³ Almacenamiento cubierto con transportador hidráulico: 720 m³ Rendimiento de la producción de vapor: 23 toneladas por hora Temparatura del vapor: 455 C Presión del vapor: 53 bar Turbina de vapor: Potencía eléctrica: 5800 kw Purificación de los gases de escape: Separadores y filtros eléctricos

4 Cogeneración TIWAG Kufstein Kufstein, Tirol, Austria En funcionamiento desde 2003 En el terreno de la empresa municipal de Kufstein la empresa TIWAG ha construido una nueva planta de biomasa para cogeneración de energía. El vapor que sale de la turbina se convierte en agua caliente para calefaccionar partes de las casas de Kufstein. La distribución del agua caliente se realiza mediante un red de tuberías subterráneas. La planta puede producir hasta 18 MW de calor. La potencia térmica de la planta puede alcanzar 28.4 MW. En esta planta se utiliza solamente residuos de madera como combustible. Entre estos se puede citar como ejemplo la corteza de arboles, residuos forestales, madera usada, residuos de parques y jardines etc. Al lado de la planta existe una bodega techada para almacenamiento y proteccion de las astillas de la lluvia de una capacidad de m³. La planta funciona por lo menos horas por año. Para el almacenamiento de la biomasa se dispone de cinco transportadores hidráulicos. Cada uno tiene una superficie de 7 a 15 m² y se utiliza para corteza de arboles, aserrín, astillas de madera, residuos agricolas, etc. Al final de cada transportador hidráulico hay un transportador transversal que mezcla todos los residuos en una proporción igual y los transporta hasta la caldera. La combustión ocurre en una parilla. El aire de combustión que entra a la caldera alcanza una temperatura de hasta 180 C. Esto permite una combustion mas eficiente. Para reducir los emisiones de óxido nitrico la planta utiliza una nueva tecnología denominada Proceso de SNCR. Para la purificación de los gases de escape la planta utiliza filtros eléctricos y separadores de gases. 28,8 MW Eficiencia térmica: 85% Producción de vapor: 30 toneladas por hora Temperatura del vapor: 450 C Presión del vapor: 64 bar Consumo de combustible: toneladas por año Potencia eléctrica: kw kw

5 Cogeneración con Ciclo Orgánico de Rankine Bioenergía Pfalzgrafenweiler Pfalzgrafenweiler, Baden-Württemberg, Alemania En funcionamiento desde diciembre 2007 La empresa Bioenergía Pfalzgrafenweiler Ltda construyó en el barrio industrial de la ciudad de Mannheim en Alemania una planta de biomasa, la cual esta produciendo calor para los empresas industriales en esta zona. El calor es distribuido por un red de tuberías a las naves industriales. La red de distribución tiene una longitud de 3,2 kilometros y transporta calor para la calefacción y calor para el uso en procesos industriales. Una planta de cogeneración con ciclo orgánico de Rankine, permite la producción de electricidad y calor al mismo tiempo. El combustible que se utiliza en la planta es biomasa forestal. La electricidad se introduce en la red publica de energía electrica. Para garantizar un funcionamiento seguro y continuo de la planta se ha elegido la siguiente confi guration: Un transportador hidráulico con un sistema automático de control. Eso permite un funcionamiento seguro todo el año y sin interrupciones. Un sistema de combustión con una parrilla enfriada; eso permite la utilizacion de distintos combustibles solidos de biomasa. Un sistema de combustión adecuado permite la combustión mas eficiente de la biomasa con un indice de confiabilidad muy elevado. Los gases de escape pasan varios filtros y separadores para garantizar el cumplimiento con los leyes ambientales que garantizan una buena calidad del aire. Cogeneración con ciclo orgánico de Rankine permite la producción de calor y electricidad en escala pequeña en una forma que es economicamente viable. Eso es uno de los ventajas de esta tecnología. Combustibles: Astillas de madera Consumo de combustible de la biomasa: toneladas por año Combustión: 4 MW Ciclo orgánico de Rankine en combinación con una turbina y un generador Potencia eléctrica: 600 kw

6 Cogeneración con Ciclo Orgánico de Rankine Aserradero Echtle Ltda. Nordach, Baden- Württemberg, Alemania En funcionamiento desde diciembre 2006 El Aserradero Echtle Ltda. localizado en Nordach, en la Selva Negra de Alemania, funciona con el procesamiento posterior de la madera aserrada. La producion anual de madera aserrada es aprox m³ por año. La demanda de madera aserrada y seca aumentó significativamente en los últimos años y ha forzado a la empresa a ampliar la capacitad de sus instalaciones para secar mayor cantidad de madera aserrada. Addicionalmente la empresa necesitaba mas calor para la calefación de una nueva nave industrial. Por estos consideraciones la empresa instaló una planta de cogeneración con ciclo orgánico de Rankine. La planta esta utilizando los residuos de madera del aserradero para producir electricidad y calor en forma de cogeneración. El calor se utiliza para secar la madera aserrada y la electricidad es introducido en la red publica de energía electrica. La planta permite la utilzación de una amplia espectro de biomasa como combustible. Eso incluye la corteza de los arboles, los residuos de los aserraderos, astillas de madera y residuos frescos de parques y jardines etc. En total toneladas de biomasa solida se queman anualmente en la planta. El sistema de transporte hidráulico esta localizado centralmente y permite el suministro seguro de combustible permanentemente. En el edificio de la planta esta la caldera, el calentador, los equipos para la instalación del ciclo orgánico de Rankine y toda las instalaciones anexas. La madera se quema en la caldera y el calor liberado se utiliza para calentar un solvente orgánico(normalmente aceite de silicona). Una planta de Ciclo Orgánico de Rankine es similar al funcionamiento de una planta a vapor. Pero en lugar de agua se utiliza un solvente orgánico que posea un punto de ebullición mas bajo. Eso permite que la planta funcione a un nivel de temperatura mas bajo. Esta propiedad trae algunas ventajas tecnologicas importantes desde el punto de vista de la seguridad, ya que exige menos medidas, asi como la producción en masa de modulos para la cogeneración. El vapor del aceite acciona una turbina para la generación de electricidad. Despues el aceite se liquifica y reutilizado nuevamente en un ciclo cerrado. Los humos de la combustion pasan por varios intercambiadores de calor para recuperar el calor. En esta planta se utilizan varios filtros y separadores para garantizar el cumplimiento de los leyes ambientales y una adecuada calidad del aire. El monitoreo para supervisar el funcionamiento de la planta se realiza a base de un sistema completamente automático desde un observatorio central. Sistema de combustion: caldera de parrilla Potencia termica: 5,2 MW Combustibles: Residuos del aserradero, corteza, astillas de madera, residuos de parques, etc. Temperatura de trabajo: 290 C/ 10 bar Módulo de cogeneración: Ciclo Orgánico de Rankine en combinación con una turbina y un generador Temperatura de trabajo: 270 C Potencia electrica: 900 kw Utilización del calor para secar madera aserrada Purificación de los gases de escape con separadores y filtros electricos

7 Calefacción Castillo de Loburg Ostbevern, Nord-Rhein Westfalen, Alemania En funcionamiento desde 2003 En el castillo de Loburg se construyó una planta de biomasa que suministra agua caliente y calefacción para todo el castillo y todo los edificios cercanos. La planta comenzó a funcionar en 2003 y suministra calefacción y agua caliente para el Colegio de Loburg que tiene 900 alumnos. tuberías subterráneas a los distintos edifi - cios hasta los consumidores finales. Sistema de combustión: 1,8 MW Eficiencia térmica: 80% Combustible: Consumo de combustible: maximo 560 kg por hora Capacidad del contenedor cubierto para los astillas: 300m³ Purificación para los gases de escape: Filtros eléctricos Los astillas de madera se almacenan en un contenedor cubierto que dispone tambien de un transportador hidráulico. Con este transportador y otros transportadores auxiliares los astillas se transportan a la caldera de parrilla. Las cenizas de la parrilla y de los fi ltros se guardan en contenedores separados. El calor para la calefacción y el agua caliente se distribuyen mediante una red de

8 Calefacción Centro de Colegios en Eslohe Eslohe, Nord-Rhein Westfalen, Alemania En funcionamiento desde 2003 Para calentar el Centro de Colegios en Eslohe se construyó una planta que al mismo tiempo suministra calor para la calefacción y agua caliente para otros edificios cercanos como por ejemplo un centro para curaciones, un asilo de ancianos y una piscina cubierta. La planta esta produciendo MW/h de energía por año. Como combustible se utilizan astillas de madera, lo que permite substituir m³ de gas natural por año. La planta tambien esta reduciendo los emisiones de dioxido de carbono en 700 toneladas por año. El calor para la calefacción y el agua caliente se distribuyen mediante una red de tuberías subterráneas de una longitud de 1,2 kilometros. El valor de la inversión alcanzó a 1,29 milliones de Euros. Los astillas de madera se alkmacenan en un contenedor cubierto que cuenta con un transportador hidráulico. Con este transportador los astillas se llevan a la caldera de parrilla. La ceniza de la parrilla y la ceniza de los filtros se guardan en contenedores distintos. Sistema de combustión de la planta: 1,5 MW Eficiencia térmica: 83% Combustible: Consumo de combustible: 500 kg por hora Capacidad del contenedor cubierto: 280 m³ Purificación de los gases de escape: Filtros eléctricos

9 Calefacción Colegio Valentin-Traudt Großalmerode, Hessen, Alemania En funcionamiento desde 2004 El Projecto En el colegio Valentin-Traudt se construyó la primera planta de calefacción en el distrito de Werra-Meißner en la región Hessen. 80% de la energia para calentar el colegio proviene de residuos forestales y madera usada de la región. Esta planta esta substituyendo m³ de gas natural por año La caldera con una potencia de 600 kw y el contendor para los astillas de madera se encuentran en un edificio separado al lado del colegio. El edificio tiene una superficie de 50 m². La caldera produce calor para la calefacción y agua caliente para el colegio. Para garantizar un buen funcionamiento durante los dias mas frios del invierno, la planta dispone de una caldera adicional que utiliza gas natural como combustible. Los astillas de madera se transportan en camiones o tractores a la planta donde se almacenan en un contenedor de una capacidad de 150m³. Los proveeedores de los astillas son agricultores y terratientes de la región. Con un transportador automático los astillas se conducen a la caldera. El agua caliente es conducida mediante una red de tuberías subterráneas a los radiadores del colegio. Para la purificación de los gases de escape se utiliza un ciclón y fi ltros especiales para asegurar el cumplimiento de las normas ambientales que son muy estrictas. Ventajas: Se utiliza un combustible de origen regional el cual no produce emissiones adicionales de dioxido de carbono. Cada año se evita la emision de 350 toneladas de dioxido de carbono Este projecto sirve como modelo para todo la región El capital permanece en la región y genera varios puestos de trabajo en las zonas rurales. El projecto esta demonstrando una simbiosis muy interesante entre economía y ecología. Potencia térmica total: 1600 kw Potencia de la caldera de biomasa: 600kW Potencia de la caldera de gas natural: 1000 kw Aporte de la caldera de biomasa a la energía producido: 80% Consumo de combustible: 510 toneladas de astillas de madera por año y un consumo de m³ de gas natural. Gastos de inversión incluyendo la red de distribución: aprox Euros

10 Pellets German Pellets Ltda. Herbrechtingen, Baden-Württemberg, Alemania en funcionamiento desde agosto 2007 de Pellets de la empresa German Pellets Ltd en Herbrechtingen se ha ampliado en una segunda etapa. La capacidad total de la planta es ahora toneladas de pellets por año toneladas provienen de asserín seco; el resto viene de asserín humedo, los cuales se puede secar con el calor de una planta de cogeneración que existe en el mismo lugar. Los pellets se utilizan industrialmente en plantas de biomasa de mayor tamaño. Una ampliación del deposito de pellets esta en proyecto. El transporte del asserín seco ocurre con un tornillo alimentador. El asserín humedo esta secado antes en un secador y despues mezclado con el asserín seco. El tornillo alimentador esta transportando el asserín seco a 2 molinos para triturarlo. Despues de la trituración el asserín esta humedicido con un poco de agua; eso esta mejorando los caracteristicas antes de la prensión en los prensas granuladoras. El asserín esta guardado en un depósito antes de ser suministrado a los 8 prensas granuladoras. En los prensas el asserín esta prensado bajo una pressión muy alto para producir pellets. Como la altas presiones aumentan la temperatura de los pellets; este calor se recupera posteriormente en los enfriadores y permite la estabilización de los pellets. En el paso siguiente se limpian los pellets de polvo y se transportan a la bodega donde se pesan en una balanza al ingresar. Capacidad de producción: 36 toneladas por hora Producción por año: toneladas Cantidad de prensas granuladoras: 8 Cantidad de molinos: 2 Capacidad del almacén: 7500 toneladas

11 Pellets German Pellets Ltda. Wismar, Mecklenburg- Vorpommern, Alemania En funcionamiento desde Mayo 2007 asserín seco. El tornillo alimentador transporta el asserín seco a 2 molinos para que sea triturados. Despues de ser triturados el asserín se humedece con un poco de agua; esto permite mejorar las caracteristicas del material antes de ser comprimidos en las prensas granuladoras. El asserín se almacena en un depósito antes de ingresar a las 8 prensas granuladoras. En las prensas los residuos son sometidos a presiones muy elevadas para producir los pellets. Al ser comprimidos los pellets se calientan; este calor es recuperado en los intercambiadores de calor, lo que permite darle estabilidad a los pellets. En el paso siguiente se limpian de polvo los pellets y transportan a la bodega de almacenamiento que tiene una capacidad de toneladas donde se pasan una balanza al ingresar. La empresa German Pellets Ltda. ha ampliado en 2007 su planta de pellets en Wismar. La planta completa tiene una capacidad de toneladas por año e inició la producción en Mayo Se producen toneladas de pellets de los residuos secos del aserradero, como asserín; el resto corresponde a residuos humedos los cuales deben secarse antes de mezclarlos con el asserín seco. En esta ampliación se ha incrementado la capacidad de producción pasando de 18 toneladas a 36 toneladas por hora. Los pellets se utilizan para uso industrial en plantas de biomasa de mayor escala. El transporte del asserín seco se realiza mediante un tornillo alimentador. El asserín humedo del aserradero se deben secar previamente antes de mezclarlo con el Capacidad de producción: 36 toneladas por hora Capacidad de producción: toneladas por año Numero de prensas granuladoras: 8 Cantidad de molinos: 2 Capacidad del almacenamiento de la bodega: toneladas