cogeneration

1

Seccin 10

Optimizacin de sistemas de vapor - Cogeneracin

Turbina de contrapresin - Vlvulas de alivio de presin: Operaciones

Consideraciones econmicas de los proyectos de turbinas del SSAT

Impacto de las turbinas de condensacin Proyectos de turbinas de condensacin del SSAT

2

Cogeneracin Industrial

Las instalaciones industriales pueden lograr una "eficiencia energtica global" del 70 % o ms, porque necesitan energa trmica (calor)...

Entrada de combustible

Turbina 35 %

Caldera 85 %

3

Anlisis clsico de la cogeneracin El anlisis clsico de la cogeneracin responde a las siguientes

preguntas:

Cul es el impacto econmico real de la cogeneracin?

En qu casos es viable...

...que funcione o que est apagado?

... instalarlo?

Qu cambios, si fuera necesario, habra que hacer en el sistema de vapor?

Qu cambios, si fuera necesario, habra que hacer en el sistema de suministro elctrico y en las interconexiones de la red elctrica?

4

Factores primarios del anlisis de la cogeneracin

Los principales factores que influyen en el anlisis son: El costo elctrico de mayor impacto El costo del combustible de mayor impacto La eficiencia de la caldera la eficiencia de la turbina de vapor La demanda de vapor

5

Costos de mayor impacto El costo de mayor impacto es el impacto econmico resultante del

aumento o de la disminucin del consumo elctrico

Por lo general, el costo promedio de la electricidad NO sirve para el anlisis

Para evaluar el impacto real de los sistemas de generacin de energa elctrica, hay que entender plenamente la estructura de la tasa elctrica

6

Evaluacin de la turbina y de la vlvula de alivio de presin: ejemplo

Tenemos una unidad de proceso equipada con seis bombas idnticas instaladas en paralelo

Slo se necesitan tres de las seis bombas para operar de forma continua El resto son las bombas unidades de repuesto

(reserva) Cuatro de las bombas estn impulsadas por motores

elctricos y las otras dos por turbinas de vapor En este momento se usa una turbina

Identifique los incentivos econmicos asociados con la operacin de la segunda turbina

en comparacin con el funcionamiento de una bomba accionada con un motor elctrico y que hace pasar vapor a travs de un vlvula de alivio de presin (PRV) para satisfacer las demandas de baja presin

7

Sistema de vapor Caldera nmero 1

Carbn

Purga Electricidad comprada Purga

Purga

Condensado del proceso Agua de reposicin

Condensado de la turbina Descarga al desage

Venteo

Caldera nmero 2 Fuel oil pesado (HFO)

Caldera nmero 3 Gas metano

Demanda elctrica del sitio

Indica la instalacin de un caudalmetro

Demanda de vapor del proceso de AP

8

Consideraciones econmicas de las turbinas y de las vlvulas de alivio de presin

El flujo de vapor a travs de una turbina es de 21 Tph nominales con una descarga de 2 bar

Electricidad comprada: 0,10 $/kWh

Combustible: Gas metano ($ 1,0/Nm3)

Vapor: 25 bar(g) y 375 C

Perodo de funcionamiento: 8.760 h/ao

El condensado lquido saturado se descarga de la carga a 2 bares

Eficiencia de la caldera: 80 %

Eficiencia isentrpica de la turbina: 35 %

Qthermal = 14.300 kW

9

Operaciones de las vlvulas de alivio de presin

( )

( ) Tphskgm

hhmQkWQkgkJh

kgkJh

kgkJh

PRV

condensatePRVoutPRVthermal

thermal

condensate

PRVout

steam

63,1945,52,5629,180.3

300.14

300.14

2,562

9,180.3

9,180.3

==

=

=

=

=

=

= P = 25 bares; T = 375 C

P = 2 bares; isentlpico; T = 354,7 C

P = 2 bares; condensado saturado; T = 133,7C

10

Operaciones de las vlvulas de alivio de presin

Demanda trmica 2 bares de presin BP (14,3 MW)

Flujo de vapor en la vlvula de alivio de presin 19,6 Tph

Temperatura de descarga del vapor de la vlvulas de alivio de presin: 355 C (isentlpico)

Vapor: 25 bares, 375 C Electricidad comprada: 1.000 kW 0,10 $/kWh


11

Consideraciones econmicas relacionadas con las turbinas de contrapresin

La mayora de los sistemas industriales requieren energa trmica (no flujo de masa de vapor)

La turbina saca energa del vapor y la convierte en energa del eje El vapor sale de la turbina con una temperatura reducida

El resultado es que aumenta el flujo de masa de vapor necesario para satisfacer la demanda trmica

12

Operaciones de las turbinas de vapor

( )

( ) Tphskgm

hhmQkWQkgkJh

kgkJh

kgkJh

turbine

condensateTurbineoutturbinethermal

thermal

condensate

Turbineout

steam

0,2183,52,5628,009.3

300.14

300,14

2,562

8,009.3

9,180.3

==

=

=

=

=

=

= P = 25 bares; T = 375 C

P = 2 bares; condensado saturado; T = 133,7 C

P = 2 bares; T = 271 C

13

Operacin de la turbina de vapor No se compra electricidad

1.000 kW de produccin de energa elctrica

Eficiencia isentrpica de la turbina: 35 %

Demanda trmica: 2 bares; 14,3 MW

Flujo de vapor = 21 Tph

Vapor: 28 bar(g) y 375 C

Temperatura del vapor = 271 C


14

Vlvulas de alivio de presin - Turbina de contrapresin: consideraciones econmicas

Ahorros de energa elctrica y de costos

Energa del combustible y aumento del costo

000.876$10,0000.1760.8 760.8760.8000.1

====

EnergiadeCostosdeAhorrosMWhEnergiadeAhorros

( ) ( )

( ) ( )

000.038.1$00,1144.40

1000000.1658.41

658.41760.880,0

5,4639,3180000.16,1921

760.8000.1

=

=

=

=

=

EnergialadeCostodelIncremento

GJEnergiadeIncremento

hhmmEnergiadeIncremento

boiler

feedwatersteamPRVTurbine

PCS del metano Costo del metano

15


Impacto econmico neto

Los principales factores que influyen en el anlisis son: El costo elctrico de mayor impacto

El costo del combustible de mayor impacto

Eficiencia de la caldera

La eficiencia de la turbina de vapor

La demanda de vapor

000.162$ 000.038.1$

000.876$

=

=

=

NetoEconomicoBeneficioeCombustibldelCostodelIncremento

ElectricaEnergiadeCostosdeAhorros

16


Impacto econmico neto

Este mismo anlisis se puede hacer y se debera hacer con los proyectos 7, 8 y 9 del SSAT, segn cul sea la turbina que se modela en el anlisis

Enfoque de sistemas versus enfoque basado en los componentes

000.162$ 000.038.1$ 000.876$

===

NetoEconomicoBeneficioeCombustiblCosto del delIncremento

ElectricaEnergiaCostos de Ahorros de

17

Proyecto 7 del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP

Do you wish to modify the HP to LP turbine operation?

If yes, select the appropriate turbine operating modeNote: If Option 1 is chosen, the model will preferentially use the HP to LP turbine to balance the LP demand

Specify a new isentropic efficiency (%) 35 %Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the modelNote: Isentropic efficiency of existing turbine is 35%

Option 2 - How do wish to define the fixed turbine operation?

Option 2 - Fixed steam flow 42 t/hOption 2 - Fixed power generation 2000 kW

Option 3 - How do wish to define the operating range?

Option 3 - Minimum steam flow 25 t/hOption 3 - Maximum steam flow 75 t/hOption 3 - Minimum power generation 1500 kWOption 3 - Maximum power generation 2500 kW

Efficiency : 35% Operation : Operates with fixed steam flowProject 7 - HP to LP Steam Turbine(s)

No

Option 2 - Fixed operation

Specify fixed steam flow

Option 3 not selected

18

Proyecto 8 del SSAT - Turbina de vapor de AP-MP

Do you wish to add an HP to MP turbine?

If yes, select the appropriate turbine operating mode

Specify a new isentropic efficiency (%) 70 %Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the model





Project 8 - HP to MP Steam Turbine(s)Not installed

No

Option 1 - Balances MP header



19

Proyecto 9 del SSAT - Turbina de vapor de MP-BP

Do you wish to add an HP to MP turbine?

If yes, select the appropriate turbine operating mode

Specify a new isentropic efficiency (%) 70 %Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the model





Project 8 - HP to MP Steam Turbine(s)Not installed

No

Option 1 - Balances MP header



20

Anlisis del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP

SSAT - Potencia del eje (Eficiencia del generador = 100 %)

21


Do you wish to modify the HP to LP turbine operation?

If yes, select the appropriate turbine operating mode Note: If Option 1 is chosen, the model will preferentially use the HP to LP turbine to balance the LP demand

Specify a new isentropic efficiency (%) 35 % Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the modelNote: Isentropic efficiency of existing turbine is 35%


Option 2 - Fixed steam flow 42 t/h Option 2 - Fixed power generation 2000 kW



Efficiency : 35% Operation : Operates with fixed steam flowProject 7 - HP to LP Steam Turbine(s)

Yes, modify operation of existing turbine

Option 2 - Fixed operation

Specify fixed steam flow


22


SSAT - Potencia del eje (Eficiencia del generador = 100 %)

23


Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost 20.0%Fuel Cost -1.0%Make-Up Water Cost -0.9%Total Cost (in $ '000s/yr) -0.2%

On-Site EmissionsCO2 Emissions -1.0%SOx Emissions N/ANOx Emissions -1.0%

Power Station EmissionsCO2 Emissions -SOx Emissions -NOx Emissions -Note - Calculates the impact of the change in site power import on emissions from an external power station. Total reduction values are for site + power station

Utility BalancePower Generation -Power Import 20.0%Total Site Electrical Demand -

Boiler Duty -1.0%Fuel Type -Fuel Consumption 12622.3 Nm3/h 12746.9 Nm3/h -124.6 Nm3/h -1.0%Boiler Steam Flow -1.0%

Fuel Cost (in $/MWh) -Power Cost (as $/MWh) -

Make-Up Water Flow -0.9%

Reduction

Reduction-2188 t/yr

110,572 111,663 -1,091421

4,380 3,506 874

Model Status : OK

Results Summary

Current Operation After Projects

SSAT 3 Header Experts Training Example

425 -4115,373 115,594 -221

Current Operation After Projects221726 t/yr 223914 t/yr

0 t/yr 0 t/yr 0 t/yr439 t/yr 443 t/yr -4 t/yr

Reduction After Projects6225 t/yr 4036 t/yr19 t/yr 19 t/yr

Total Reduction

14 t/yr 10 t/yr

Current Operation After Projects Reduction1998 kW 2996 kW -5000 kW 4002 kW 998 kW6998 kW 6998 kW -

140754 kW 142144 kW -1389 kWNatural Gas Natural Gas -

150.1 t/h 151.6 t/h -1.5 t/h

89.68 89.68 -100.00 100.00 -

73 m3/h 74 m3/h -1 m3/h

24

Proyecto 7 del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP Las diferencias entre los resultados de los clculos "manuales" con

respecto a los del "modelo" puede ser significativos cuando se trabaja con proyectos como los de cogeneracin

Los resultados del modelo son muy precisos Use un enfoque de los SISTEMAS en lugar de uno de los

componentes

Impacto de la temperatura de condensado

Impacto de la purga, del flujo de vapor del desgasificador, del agua de reposicin, etctera

Haga un balance msico, energtico y econmico detallado

Para el anlisis, use SIEMPRE un modelo basado en el SISTEMA

25

Impacto del precio de la electricidad El precio de la electricidad aumenta de 0,10 $/kWh a 0,125 $/kWh


Boiler Duty -1.0%Fuel Type -Fuel Consumption 12622.2 Nm3/h 12747 Nm3/h -124.8 Nm3/h -1.0%Boiler Steam Flow -1.0%


Make-Up Water Flow -0.9%76 m3/h 77 m3/h -1 m3/h

89.68 89.68 -125.00 125.00 -

Natural Gas Natural Gas -

150.1 t/h 151.6 t/h -1.5 t/h

5000 kW 5000 kW -

140753 kW 142144 kW -1392 kW

0 kW 998 kW -5000 kW 4002 kW 998 kW

Current Operation After Projects Reduction

Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost 20.0%Fuel Cost -1.0%Make-Up Water Cost -0.9%Total Cost (in $ '000s/yr) 0.0%

Reduction

110,572 111,663 -1,091421

5,475 4,382 1,093

Model Status : OK

Results Summary



425 -4116,468 116,470 -2

26

Impacto del precio del combustible El precio del combustible se ha reducido de 1,0 $/Nm 3 ($ 25 por

GJ) a 0,5 $/Nm 3 ($ 12,5 por GJ)


Boiler Duty -1.0%Fuel Type -Fuel Consumption 12622.2 Nm3/h 12747 Nm3/h -124.8 Nm3/h -1.0%Boiler Steam Flow -1.0%


Make-Up Water Flow -0.9%76 m3/h 77 m3/h -1 m3/h

44.84 44.84 -100.00 100.00 -

Natural Gas Natural Gas -

150.1 t/h 151.6 t/h -1.5 t/h

5000 kW 5000 kW -

140753 kW 142144 kW -1392 kW

0 kW 998 kW -5000 kW 4002 kW 998 kW

Current Operation After Projects Reduction

Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost 20.0%Fuel Cost -1.0%Make-Up Water Cost -0.9%Total Cost (in $ '000s/yr) 0.5%

Reduction

55,286 55,831 -546421

4,380 3,506 874

Model Status : OK

Results Summary



425 -460,087 59,763 325

27

Impacto del combustible El combustible de mayor impacto es ahora carbn a un precio de $ 170 por tonelada

($ 5,4 por GJ) en lugar de gas metano (1,0 $/Nm3 ; $ 25,0 por GJ) La eficiencia de la caldera es ahora de 86,7 % (para el carbn) en comparacin con

81,7 % (para el gas metano) Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost 20.0%Fuel Cost -1.0%Make-Up Water Cost -0.9%Total Cost (in $ '000s/yr) 2.4%

On-Site EmissionsCO2 Emissions -1.0%SOx Emissions -1.0%NOx Emissions -1.0%



Boiler Duty -1.0%Fuel Type -Fuel Consumption 15 t/h 15.1 t/h -0.1 t/h -0.7%Boiler Steam Flow -1.0%



Reduction

Reduction-3561 t/yr

22,299 22,519 -220421

4,380 3,506 874Current Operation After Projects

425 -427,101 26,450 650

Current Operation After Projects360803 t/yr 364364 t/yr2621 t/yr 2647 t/yr -26 t/yr1007 t/yr 1017 t/yr -10 t/yr

Reduction After Projects6225 t/yr 2664 t/yr19 t/yr -7 t/yr

Total Reduction

14 t/yr 4 t/yr


132645 kW 133954 kW -1309 kWTypical Eastern Coal (Bituminous) Typical Eastern Coal (Bituminous) -

150.1 t/h 151.6 t/h -1.5 t/h

19.19 19.19 -100.00 100.00 -

73 m3/h 74 m3/h -1 m3/h

28

Mejora de la eficiencia de la turbina La eficiencia isentrpica de la turbina es ahora de 65 % en vez de 35 %

Una turbina con mayor eficiencia extrae ms energa elctrica del vapor por lo que se reduce la entalpa del vapor del escape

Lo que da como resultado que las calderas generan ms vapor

La energa producida es >> 1.000 kW

29


Una turbina con mayor eficiencia extrae ms energa elctrica del vapor por lo que se reduce la entalpa del vapor del escape

Lo que da como resultado que las calderas generan ms vapor

La energa producida es >> 1.000 kW

30


Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost 37.1%Fuel Cost -1.8%Make-Up Water Cost -1.6%Total Cost (in $ '000s/yr) -0.4%

On-Site EmissionsCO2 Emissions -1.8%SOx Emissions N/ANOx Emissions -1.8%



Boiler Duty -1.8%Fuel Type -Fuel Consumption 12638.9 Nm3/h 12870.1 Nm3/h -231.2 Nm3/h -1.8%Boiler Steam Flow -1.8%



Reduction

Reduction-4062 t/yr

110,716 112,742 -2,026422

4,380 2,757 1,623Current Operation After Projects

428 -7115,518 115,927 -409


0 t/yr 0 t/yr 0 t/yr439 t/yr 448 t/yr -8 t/yr

Reduction After Projects11561 t/yr 7498 t/yr

36 t/yr 36 t/yr

Total Reduction

26 t/yr 18 t/yr


140939 kW 143518 kW -2579 kWNatural Gas Natural Gas -

150.3 t/h 153.1 t/h -2.8 t/h

89.68 89.68 -100.00 100.00 -

73 m3/h 74 m3/h -1 m3/h

31

Turbina-vlvulas de alivio de presin: informacin del resumen de los ejemplos

Estos ejemplos muestran la importancia crtica de la precisin de los parmetros de mayor impacto

Es MUY IMPORTANTE hacer este anlisis en todas las instalaciones Cada instalacin es nica y necesita un proceso de debida diligencia

significativo antes de implementar estos proyectos

Costo de la electricidad

($ /Kwh)

Costo del combustible

($/GJ)

Eficiencia de la turbina

(%)

Eficiencia de la

caldera del SSAT (%)

Electricidad adicional

(kW)

Vapor adicional

(Tph)

Ahorro de costos

($K/ao)

0,100 25,0 35,0 81,7 998 1,5 (221)

0,125 25,0 35,0 81,7 998 1,5 (2)

0,100 12,5 35,0 81,7 998 1,5 325

0,100 5,4 35,0 86,7 998 1,5 650

0,100 25,0 65,0 81,7 1.853 2,8 (409)

32

Consideraciones econmicas relacionadas con las turbinas de contrapresin

PowerNatural gas

Operacin de la PRV Operacin de la turbina

Ahorros netos ( $$$$)

Costo de la generacin de energa elctrica con la turbina de vapor

Cos

to o

pera

tivo

anua

l ($)

33

Variables para las aplicaciones industriales Flujo de vapor constante Suministro de vapor de alta presin Vlvulas de alivio de presin (PRV) instaladas Sistemas de cabezales de vapor mltiples Demanda simultnea de vapor y energa elctrica Muchas horas de funcionamiento

34

Puntos ms importantes / Acciones recomendadas

1. Se usan turbinas de contrapresin en lugar de estaciones de descarga de presin

2. La eficiencia de la turbina NO es la eficiencia con respecto a la primera ley, sino que es una comparacin de la turbina real con la turbina ideal

3. Cuando hay operaciones continuas con demandas trmica y elctrica simultneas conviene poner una turbina de contrapresin

4. El anlisis de cada instalacin es algo nico y depende de varios factores econmicos y operativos

5. Para analizar una turbina, hace falta un buen modelo termodinmico del sistema de vapor

35

Turbinas de vapor de condensacin La presin de descarga de

vapor de las turbinas de condensacin es inferior a la presin atmosfrica

Para que el vapor regrese a la bomba, hay que condensarlo

Por lo general, la calidad del vapor saliente es muy superior al 90 %

Turbina de condensacin

Fuente: US DOE ITP Steam BestPractices Program

36

Turbinas de vapor de condensacin

El vapor que entra en el condensador tiene una gran cantidad de energa del combustible


100 unidades de energa trmica

27 unidades de energa del eje

73 unidades de energa trmica


37

Turbinas de vapor de condensacin

Los factores principales que influyen sobre las operaciones de las turbinas de condensacin son:

El costo de la energa elctrica que hay que comprar

El costo del combustible que hay que comprar

La eficiencia de la turbina La eficiencia de la caldera

La presin de descarga de la turbina


38

Turbinas de vapor de condensacin Algunas causas de reduccin de la eficiencia

son:

depsitos en las palas

erosin de las palas

desgaste de las juntas

vapor hmedo

estrangulamiento

Algunos elementos que pueden mejorar la eficiencia son:

cambiar las palas

mejorar las juntas

cambiar la turbina

aumentar la carga Turbina de condensacin


39

Turbinas de vapor de condensacin La presin del condensador

se puede reducir (mejorar) de las siguientes maneras:

extraccin de los gases no condensables del condensador

limpieza del condensador

alimentacin del condensador con agua a temperatura reducida

alimentacin del condensador con agua enfriada adicional



40

Sistema de vapor Caldera nmero 1

Carbn

Purga Electricidad comprada Purga Purga

Condensado del proceso Agua de reposicin

Condensado de la turbina Descarga al desage

Venteo

Caldera nmero 2 Fuel oil pesado (HFO)

Caldera nmero 3 Gas metano

Demanda elctrica del sitio

Indica la instalacin de un caudalmetro

Demanda de vapor del proceso de AP

41

Proyecto 10 del SSAT - Turbina de vapor de condensacin

La implementacin del proyecto 10 del SSAT implica un gran cambio en la demanda de vapor

Hay que evaluar este proyecto con mucho cuidado

Do you wish to modify the HP to condensing turbine operation?

If yes, enter a new isentropic efficiency (%) 70 %Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the modelNote: Isentropic efficiency of existing turbine is 65%

If yes, select the units to specify the condenser pressureNew condenser pressure (bara)Note: Existing condenser pressure is 0.15 bara

If yes, select the new mode of operation

Option 1 - Fixed power generation 1000 kWOption 2 - Fixed steam flow 25 t/h

Project 10 - HP to Condensing Steam Turbine(s)Efficiency : 65% Operation : Operates at fixed power generation

0.15bara

No, maintain current operation

Option 1 - Fixed power generation

42


El SSAT permite Agregar una turbina de

condensacin. Modificar los aspectos

principales de la turbina actual Eficiencia isentrpica Presin de descarga Carga

flujo energa elctrica

Eliminar la operacin de una turbina


43


Do you wish to modify the HP to condensing turbine operation?

If yes, enter a new isentropic efficiency (%) 70 %Note: A generator electrical efficiency of 100% is assumed by the modelNote: Isentropic efficiency of existing turbine is 65%

If yes, select the units to specify the condenser pressureNew condenser pressure (bara)Note: Existing condenser pressure is 0.15 bara

If yes, select the new mode of operation

Option 1 - Fixed power generation 1000 kWOption 2 - Fixed steam flow 25 t/h

Efficiency : 65% Operation : Operates at fixed power generation

0.15

Project 10 - HP to Condensing Steam Turbine(s)

bara

Yes, switch off existing turbine

Not installed

Impacto del apagado de la turbina de condensacin

44


Gran cambio en la demanda de vapor

45

Proyecto 10 del SSAT - Turbina de vapor de condensacin Cost Summary ($ '000s/yr)Power Cost -20.0%Fuel Cost 4.3%Make-Up Water Cost 0.5%Total Cost (in $ '000s/yr) 3.3%

On-Site EmissionsCO2 Emissions 4.3%SOx Emissions N/ANOx Emissions 4.3%


Utility BalancePower Generation -Power Import -20.0%Total Site Electrical Demand -

Boiler Duty 4.3%Fuel Type -Fuel Consumption 12622.3 Nm3/h 12083.5 Nm3/h 538.8 Nm3/h 4.3%Boiler Steam Flow 4.3%


Make-Up Water Flow 0.5%

Reduction

Reduction9465 t/yr

110,572 105,851 4,720421

4,380 5,256 -876Current Operation After Projects

420 2115,373 111,527 3,846


0 t/yr 0 t/yr 0 t/yr439 t/yr 420 t/yr 19 t/yr

Reduction After Projects-6238 t/yr 3227 t/yr-19 t/yr -19 t/yr

Total Reduction

-14 t/yr 5 t/yr

Current Operation After Projects Reduction1998 kW 998 kW -5000 kW 6000 kW -1000 kW6998 kW 6998 kW -

140754 kW 134746 kW 6009 kWNatural Gas Natural Gas -

150.1 t/h 143.7 t/h 6.4 t/h

89.68 89.68 -100.00 100.00 -

73 m3/h 73 m3/h 0 m3/h

46

Rendimiento de las turbinas de condensacin Costo del suministro elctrico de mayor impacto sobre la turbina de condensacin

Combustible Costo del suminstro elctrico para condensacin de mayor impacto [$/MWh] Costo Eficiencia isentrpica de la turbina [%]

[$/GJ] 40 60 80

2,0 56 39 30

4,0 111 78 60

6,0 167 116 89

8,0 223 155 119

10,0 278 194 149

12,0 334 233 179

Entrada de vapor 25 bares

Entrada de vapor 375 C

Salida de vapor 0,1 bar(a)

47

Efecto de la presin de la turbinas de condensacin Cabe sealar que, en general, la presin mnima se alcanza cuando

se logra la mxima eficiencia de uso de la energa

En otras palabras, por lo general, si la presin de descarga desciende por debajo de un umbral de presin determinado, la efectividad del costo en su conjunto disminuye

Las prdidas de velocidad empiezan a ser excesivas

Esto depende mucho del diseo de la turbina

La existencia de grandes reas anulares de flujo de vapor reduce las prdidas

El condensado retorna a la caldera a una temperatura inferior

El diseo comn es para una presin en el condensador de 1,5 pulgadas de mercurio absoluto (0,74 psia)

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Efecto de la presin de la turbinas de condensacin

-4

+4

+8

Aum

ento

de

la ta

sa d

e ca

lor

[ %]

Presin del escape [mm de mercurio absoluto]

0 100 % de flujo

+10

25 % de flujo

-8

50 % de flujo

75 % de flujo

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,5 1,0

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Puntos ms importantes / Acciones recomendadas 1. Condensacin las turbinas se utilizan estrictamente

para generar energa elctrica o para impulsar equipos mecnicos grandes

2. Sirven para determinadas aplicaciones industriales

3. Las turbinas de condensacin son las que brinda mayor potencia del eje por unidad de flujo de vapor

4. El anlisis de cada instalacin es algo nico y depende de varios factores econmicos y operativos

5. Para analizar una turbina, hace falta un buen modelo termodinmico del sistema de vapor

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Turbinas - mejores prcticas habituales La integracin de los procesos y de los suministros lleva a una una

optimizacin de la energa de la planta en su conjunto

Instale turbinas de contrapresin en paralelo con estaciones de descarga de presin y minimice el flujo a travs de las estaciones de descarga

Evale la posibilidad de usar turbinas de vapor para impulsar equipos mecnicos en forma directa

Evale las turbinas de condensacin y optimice sus operaciones para que mantengan las condiciones de diseo

Las turbinas de condensacin pueden servir como un mecanismo de balance del sistema, sobre todo en las industrias con una generacin significativa de vapor con calor residual

Fuente: US DOE BestPractices Steam System Sourcebook

Nmero de diapositiva 1Cogeneracin IndustrialAnlisis clsico de la cogeneracinFactores primarios del anlisis de la cogeneracinCostos de mayor impactoEvaluacin de la turbina y de la vlvula de alivio de presin: ejemploSistema de vaporNmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Consideraciones econmicas relacionadas con las turbinas de contrapresinNmero de diapositiva 12Operacin de la turbina de vapor Vlvulas de alivio de presin - Turbina de contrapresin: consideraciones econmicasVlvulas de alivio de presin - Turbina de contrapresin: consideraciones econmicasVlvulas de alivio de presin - Turbina de contrapresin: consideraciones econmicasProyecto 7 del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP Proyecto 8 del SSAT - Turbina de vapor de AP-MP Proyecto 9 del SSAT - Turbina de vapor de MP-BP Anlisis del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP Proyecto 7 del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP Proyecto 7 del SSAT - Turbina de vapor de AP-BP Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Impacto del precio de la electricidad Impacto del precio del combustibleImpacto del combustibleMejora de la eficiencia de la turbina Mejora de la eficiencia de la turbina Mejora de la eficiencia de la turbina Turbina-vlvulas de alivio de presin: informacin del resumen de los ejemplos Consideraciones econmicas relacionadas con las turbinas de contrapresinVariables para las aplicaciones industrialesPuntos ms importantes / Acciones recomendadas Turbinas de vapor de condensacinTurbinas de vapor de condensacinTurbinas de vapor de condensacinTurbinas de vapor de condensacinTurbinas de vapor de condensacinSistema de vaporProyecto 10 del SSAT - Turbina de vapor de condensacin Proyecto 10 del SSAT - Turbina de vapor de condensacinNmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Rendimiento de las turbinas de condensacin Efecto de la presin de la turbinas de condensacinEfecto de la presin de la turbinas de condensacinPuntos ms importantes / Acciones recomendadas Turbinas - mejores prcticas habituales

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