Soluciones de Layout para PCHs

Transcripción

1 Soluciones de Layout para PCHs Ing. Robert Fink Ing. Luiz Valbusa SEMI Industrial Ltda. - Brasil Expo APEMEC 2014

2 Empresas del Grupo SEMI Engenharia SEMI Sistemas SEMI Industrial Montajes Electromecánicos Automatización de Centrales Gobernadores de Velocidad y Tensión Operación remota de centrales Suministros Eléctricos Turbinas Hidráulicas Hidromecánicos Tuberías Forzadas Válvulas de protección Paquetes turnkey

3 Fábrica

4 Productos Turbinas hidráulicas (Kaplan, Francis y Pelton) Equipamientos hidromecánicos (compuertas, rejas etc.) Tuberías forzadas Equipamientos eléctricos y subestaciones Automatización de centrales hidroeléctricas Montajes electromecánicas Paquetes turnkey para PCHs

5 CAUDAL Turbinas Rango de aplicación de las turbinas CAÍDA

6 Tecnología y Experiencia Acuerdo con la Universidad de Génova para el diseño hidráulico de las turbinas Entre 1980 y 2014 nuestro equipo técnico tuve participación en aproximadamente 145 proyectos de PCHs que ya están en operación 1980 hasta 2007 son 529 MW ejecutados en otras empresas 2007 hasta 2014 son 185 MW ejecutados en Semi Totalizando 713,80 MW

7 Estructura PCH Área Suministro Civil Embalse, Bocatoma, Canal de aducción o Tubería forzada, Casa de máquinas Equipamiento mecánico Turbina Hidráulica, Válvula, Gobernador de Velocidad, Auxiliares mecánicos Equipamiento eléctrico Generador Equipamiento de control y comando Paneles eléctricos de protección, control y automatismo Equipamiento de alta tensión Transformador de poder, equipamientos de conexión Cables Línea de transmisión

8 Ubicación de las PCHs PCH Cascata Chupinguaia PCH Ângelo Cassol PCH Divisa

9 PCH DIVISA Datos Técnicos: Altura da caída bruta = 42,0 m Altura da caída neta = 39,81 m Caudal nominal turbinado = 15,80 m3/s Potencia nominal = KW Velocidad nominal = 400 rpm Número de unidades = 02 Tipo = Turbinas Francis de Eje Horizontal Ubicación = Estado de Mato Grosso Operación = Agosto del 2012 Desafíos para viabilizar el proyecto: Canal de aducción con m de largo Tubería forzada con 600 m de largo

10 Canal de Aducción: PCH DIVISA La solución adoptada fue la excavación del canal en tierra con recubrimiento en Geomembrana PEAD con espesor 1,5 mm. Ancho de la base del canal = 5,50 m Inclinación de los pendientes (m:1) = 1,5 Declividad del fondo = 0,015 % Resistencia a tracción en el limite elástico = 22 KN/m Resistencia al desgarro = 187 N Resistencia a la perforación = 400 N Deformación en el limite elástico = 12 % Envejecimiento térmico = Conforme Norma ASTM 5721 Resistencia UV = Conforme Norma ASTM G 53

11 PCH DIVISA Fabricantes de Geomembranas:

12 PCH DIVISA Canal de aducción con: Largo = m. Inclinación del pendiente = 1 : 1,5

13 PCH DIVISA Vista de aguas arriba para aguas abajo a partir de la bocatoma del canal de aducción

14 PCH DIVISA Vista de la Bocatoma mirando para aguas abajo Vista de la Bocatoma mirando para aguas arriba

15 PCH DIVISA Llegada del canal de aducción en la cámara de carga

16 PCH DIVISA Tubería forzada: El desafío para la tubería forzada fue lo de encontrar una solución que atendiera a las siguientes cuestiones: Perdida de carga reducida; Establecer un valor de sobrepresión confiable; Establecer un valor de sobrevelocidad en rechazo total de carga aceptable; GD 2 en el conjunto girante visando tener una estabilidad mínima necesaria durante la generación, la tomada y el rechazo de cargas. Costo para viabilizar el proyecto Largo de la tubería forzada = 600 m Diámetro de la tubería forzada= 2 x 2,90 m Relación largo / caída neta = 15,07 Velocidad en la tubería = 2,40 m/s

17 PCH DIVISA Tubería forzada con: Largo de la tubería forzada = 600 m Diámetro de la tubería forzada = 2 x 2,90 m Material de la tubería = PRFV ( Material plástico reforzado con fibra de vidrio) Sistema de montaje = Subterráneo

18 PCH DIVISA Para la tubería la opción fue utilizar tubos en PRFV en el sistema de montaje subterránea

19 PCH DIVISA Vista de aguas arriba para aguas abajo a partir de la cámara de carga

20 PCH DIVISA Vista de aguas abajo para aguas arriba

21 PCH DIVISA Resultados de la puesta en marcha:

22 PCH DIVISA

23 PCH DIVISA

24 PCH DIVISA Vista de aguas abajo de la Casa de Máquinas

25 PCH DIVISA

26 PCH Cascata Chupinguaia Datos Técnicos: Altura da caída bruta = 23,70 m Altura da caída neta = 23,00 m Caudal nominal turbinado = 26,25 m3/s Potencia nominal = KW Velocidad nominal = 200 rpm Número de unidades = 02 Tipo = Turbinas Francis de Eje Vertical Ubicación = Estado de Rondônia Operación = Diciembre del 2009 Desafíos para viabilizar el proyecto: El cliente tenia preferencia por un proyecto con turbinas Francis Canal de aducción con m de largo Tubería forzada con 90 m de largo

27 PCH Cascata Chupinguaia

28 PCH Cascata Chupinguaia Canal de Aducción: La solución adoptada fue la excavación del canal en tierra con recubrimiento en Geomembrana PEAD con espesor 1,5 mm. Ancho de la base del canal = 10,0 m Inclinación de los pendientes (m:1) = 1,5 Declividad del fondo = 0,015 % Resistencia a tracción en el limite elástico = 22 KN/m Resistencia al desgarro = 187 N Resistencia a la perforación = 400 N Deformación en el limite elástico = 12 % Envejecimiento térmico = Conforme Norma ASTM 5721 Resistencia UV = Conforme Norma ASTM G 53

29 PCH Cascata Chupinguaia Canal de aducción con Geomembrana en PEAD colocada

30 PCH Cascata Chupinguaia Canal de aducción con Geomembrana en PEAD colocada

31 PCH Cascata Chupinguaia Canal de aducción con agua en operación

32 PCH Cascata Chupinguaia Tubería forzada (galería): Construcción de dos galerías de hormigón con: Ancho de 3,0 m, Altura de 3,80 m y Largo 90,0 m

33 PCH Cascata Chupinguaia Galerías de Hormigón - Inicio Construcción Galería de Hormigón - Vista Interna Galerías de hormigón - Vista Externa

34 PCH Cascata Chupinguaia Vista General Casa de Máquinas y Subestación

35 PCH Cascata Chupinguaia Datos Técnicos Constructivos: Diámetro de descarga del rodete = mm Altura del distribuidor = 650 mm Diámetro de agujeros de los alabes directrices = mm Ancho de la entrada de la Caja Espiral = mm Altura de la entrada de la Caja Espiral = mm Peso del conjunto = 50 ton.

36 PCH Cascata Chupinguaia Imagen de la turbina con la caja en espiral de hormigón Foto mostrando la Parte Interna de la caja en espiral

37 PCH Cascata Chupinguaia Detalle de la Galería Mecánica ubicada aguas abajo de la Casa de Máquinas, del Pórtico y Sistema de Filtros de Agua

38 PCH Cascata Chupinguaia Vista del Pozo de la Turbina: Tapa superior, Distribuidor, Cojinete guía, Tubos de Drenaje y Eje

39 PCH Cascata Chupinguaia Vista del Piso de los Generadores

40 PCH Ângelo Cassol Datos Técnicos: Altura da caída bruta = 15,50 m Altura da caída líquida= 14,73 m Caudal nominal turbinado = 14,00 m3/s Potencia nominal = KW Velocidad nominal = 327,30 rpm Número de unidades = 02 Tipo = Turbinas Kaplan SM - Eje Horizontal Ubicación = Estado de Rondônia Operación = Diciembre del 2010 Desafíos para viabilizar el proyecto: Definir el tipo da turbina más adecuado económicamente a las condiciones de la central Reducir el tamaño del vertedero de crista libre para reducción de los costos de obras civiles.

41 PCH Ângelo Cassol Ventajas de la disposición propuesta: Reducción en el volumen de excavación; Reducción en el volumen de hormigón; Menor presión hidrostática sobre las compuertas de la Cámara de Carga y del Tubo de Aspiración; Reducción del lapso de la Puente Grúa; Mejores rendimientos de la turbina. Corte Transversal de la Casa de Máquinas

42 PCH Ângelo Cassol Conjunto Turbina Montada Lista Para Transporte Turbinas Montadas en la Casa de Máquinas

43 PCH Ângelo Cassol Vista del Generador Lado Aguas Arriba Turbina en montaje de campo

44 PCH Ângelo Cassol Vertedero de Cresta Libre Como solución de reducción del largo del vertedero de cresta libre fueran utilizadas compuertas basculantes Compuerta en la posición abierta Compuerta en la posición cerrada con vertimiento

45 Muchas gracias!