EL NUEVO CICLO INVERSOR DEL SECTOR ELECTRICO ESPAÑOL: LO S CICLOS COMBINADOS

Noviem bre 2000 EL NUEVO CICLO INVERSOR DEL SECTOR ELECTRICO ESPAÑOL: LO S CICLOS COMBINADOS IEEE PowerEngineering Society Capítulo Español

Elnuevo Ciclo Inversor delsector Electrico Español:Los Ciclos Com binados INDICE! Por qué Centrales de Ciclo Combinado?! Principios del Ciclo Combinado! Las Turbinas de Gas " Evolución histórica " Aspectos técnicos

PP MW (incl.tv) Mercado M undialde CT de CC&TG Volum en de Pedidos porr egión 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Elm Elmercado m undialde undialde CC/TG CC/TG creció creció un un 39% 39% en en 1999 1999 (95% (95% en en 1998 1998 ) 100000 Middle East & A frica 90000 +39% 87 87 GW GW India Sub Asia N orth East Asia South East Am erica Latin Am erica N o rth Europe East Europe W est +95% 32 GW 32 GW 62 GW 62 GW 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Source:PGCM,McCoy PowerR eports Years:91-99 Region:Global Hz:50 & 60 Cycle:SC & CC MW:PP Range:A l

Volum en M undialde Pedidos por Tecnología Pedidos anuales [GW /a] 160 140 120 100 80 60 40 20 0 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 Año Note:-GT,ST & HG > 3M W Otros TV para CC Turbinas de Gas Source:PO-BD/MI 52%

C om paración de los costos de Inversión Costos de Inversión de Centrales Llave en mano No se incluyen los costos de desarrollo 350-700 Central de Ciclo Combinado Central Diesel 700-1200 600-1300 Central con Turbinas de Vapor Central con Turbinas de Gas Central Nuclear 200-500 1500-3000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 US$/kw

C om paración de R endimientos Rango de Rendimientos por tipo de tecnología 48-60 Central de Ciclo Combinado Central Diesel 40-49 40-48 Central con Turbina de Vapor Central con Turbina de Gas Central Nuclear 30-43 33-37 30 35 40 45 50 55 60 Range %

Em isiones de CO2 portipo de Tecnología Cogeneración con C.T.C.C. (gas) C.T.C.C. ( gas ) Cogeneración con C.T. Convencional ( carbón ) C.T. Convencional ( carbón ) 0 50 100 150 200 250 300 g C equivalente/kwhe

Principios de Operación

Alcance de Sum inistro de una C.T.C.C. Llave en M ano Torre de Refrigeración Edificio de Turbinas ( TG & TV ) Parque de AT Tratamiento de Agua Equipo Eléctrico Caldera de Recuperación de Calor ( HRSG )

KA26-1 Características delciclo Triple presión con recalentado Alto rencim iento delciclo Agua/Vapor Diseñado para una alta flexibilidad de operación Precalentam iento delcom bustible y delagua de alimentación Baja hum edad delvaporde salida de la Turbina de Vapor Bypass del100% delvapor Alta disponibilidad No es necesario un bypass de los gases de salida de la TG Flexibilidad térm ica para... Variación de carga Flexibilidad de com bustibles

KA26-1 Datos Técnicos delciclo Ciclo con tres presiones y recalentado: Vaporvivo: p = 110 bar,t= 565 C p = 1600 psi,t= 1050 F Vaporrecalentado: p = 24 bar,t= 565 C p = 350 psi,t= 1050 F Vaporde Baja Presión: p = 2.5 bar,t= sat. p = 40 psi,t= sat.

Diagram a de Flujo delproceso de Ciclo Combinado Energía Mecánica Temperatura del Compresor de la TG Combustible Combustión secuencial - TG en ciclo Abierto TG en Ciclo Cerrado Energía Mecánica de la TG Energía Mecánica de la TV Energía Calorífica a la Caldera de Recuperación Entropía

Tecnologia de TG & CC Historia 1939 Primera Central con TG en el mundo (NEUCHATEL, CH) 1956 Primera Central de Ciclo Combinado en el mundo (DUDELANGE, LU) 1984 Primera generación de quemadores premix (LAUSWARD, DE) 1989 Central de Ciclo Combinado de alto rendimiento - 52% (MK 12, NL) 1991 Segundo generación de quemadores: EV burner (MIDLAND, US) 1993 Primera GT11N2 en operación (E.W. BROWN, US) 1993 Primera GT13E2 en operación (KHI/KGRC, JP) 1995 Primera GT24 en operación (GILBERT STATION, US) 1996 Primera GT26 en operación (BIRR, CH) 1998 CTCC avanzada de eje único (Taranaki, NZ)

CTCC ALSTOM Power Desarro lo de R endimientos Temperatura de entrada a la TG, en ºC 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 GT13D GT13E GT13E2 GT24/GT26 60 55 50 45 Rendimiento del CC (PCI), en % 1980 1985 1990 1995 Año 2000

Tecnología Q uem adores TG Tecnología TG HUNTORF Combustión secuencial Quemador Difusión 1ª generación quemadores premix 2ª generación quemadores premix GT24/GT26 Combustión secuencial 1939 Cámara Cámara anular tipo Silo sencilla Quemadores EV 1978 1984 1991 1992 1993 Tiempo

Tecnología Q uem adores TG Q.Simple Desarrollo de Q uem adores de TG desde 500 ppm NOx hasta <25 ppm NOx Q uem adores D ry Low NOx 1ª generación 2ª generación quem adores EV Com bustión Secuencial GT8C GT13E GT13E2 GT24 /GT26 GT11N2 Cám ara de com bustión tipo Silo Cám ara de Com bustión Anular Desarrollo de cám aras de com bustión de TG desde 20 MW/m 3 hasta 200 MW/m 3 de densidad de potencia

Turbina de Gas tipo G T11N 2 Adm ite elm mayor nóm ero de Com bustibles - Gas de Bajo poder calorífico,hasta gasoleos

Turbina de Gas tipo G T13E2 Com bustor tipo anular

Turbina de Gas tipo G T24/GT26 Combustión Secuencial - Cámaras de Combustión tipo anular

G T24/GT26 Sistem a de Combustión Secuencial Combustor SEV SEV Inyector combustible Combustor EV EV Quemador EV EV Turbina BP BP Turbina HP HP Compresor

G T26 C om bustión Secuencial Turbina de Alto R endimiento #

G T24/G T26 C om bustión Secuencial Excelente C onsum o Específico a Cargas Parciales 140% Consum o Específico a C argas Parciales Com bustión Secuencialvs.C onventional 130% Consum o Específico relativo 120% 110% 100% 12% Com bustión Secuencial Tecnología C onvencional 90% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Carga de la TG