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Jornada Técnica sobre el Desarrollo Normativo para la CogeneraciónMadrid
15 Diciembre 2015
Òscar AndreuTURBOMACH
EMISIONES EN TURBINAS DE GAS
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Emisiones en turbinas de gas
NOx : Óxidos de Nitrógeno
CO: Monóxido de Carbono
CO2 : Dióxido de Carbono
Emisiones en turbinas de gas
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NOx Forma niebla fotoquímica Daña el tejido pulmonar y reduce su capacidad Causa bronquitis y asma
Efectos
CO Forma niebla tóxica Tóxico para los seres humanos y animales
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NOx Contribuye a la lluvia ácida
Afecta a:• Vegetación• Animales acuáticos• Infraestrucutras
lluvia
humedad en el aireóxidos de nitrógenodióxido de azufretrióxido de azufre
ácidos nítricosácido sulfurosoácido sulfúrico
Lluvia ácida
Efectos
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NOx y CO2 Son gases de efecto invernadero (especialmente el CO2) Contribuyen al calentamiento global
Efectos
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NOx y CONOx: Óxidos de Nitrógeno
NOx Nombre común para NO y NO2No son un producto de la combustiónSe forman por la elevada temperatura y presión en la cámara de combustión
CO: Monóxido de CarbonoSe forma en el caso de temperaturas bajas en la cámara de combustión
Menor Ratio Mayor Ratio fuel/aire fuel/aire
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Ratio Fuel/Aire
Emis
ione
s C
O /
NO
xNOx
CORango deOperación
deseado
Pobre Rico
NOx y CO
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Tipos de llamas de combustión en turbinas de gasLLAMA POR DIFUSIÓN
– Usada en quemadores convencionales– La mezcla aire/combustible se produce en la
zona de combustión
LLAMA CON PREMEZCLA
– Usada en quemadores de bajas emisiones– La mezcla aire/combustible se produce antes
de la inyección en la cámara de combustión– La combustión se produce a una temperatura
menor
Antorcha de ignición
Inyector
Cámara de combustión
Entrada de airepara premezcla
Combustión
Entrada de combustible
Combustión
Quemador Bunsen
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CombustiónQuemador Bunsen
Entrada de airepara premezclaEntrada de
combustible
Llama por difusión↑ Temp. de combustión↑ Creación de NOx
Llama con premezcla↓ Temp. de combustión↓ Creación de NOx
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Combustión
Sistema de bajas emisiones
SoLoNOx – Solar Low NOx
Combinación de ambas llamas en la misma cámara de combustión
Llama por difusión + Llama con premezcla
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Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Cámara de combustiónde bajas emisiones
InyectorInyector
Cámara de combustiónconvencional
Combustión
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Misma temperatura a la entrada de la turbina
2300°C 1600°C
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Combustión
750ºC 750ºC
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Combustible
Aire
70%
30%2300°C
Combustible
Aire
40%
60%PREMEZCLA 1600°C
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
ConvencionalLlama por difusión
Combustión
Misma temperatura a la entrada de la turbinaMisma cantidad de combustible
750ºC 750ºC
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Combustible
Aire
1600°C
40%
60%PREMEZCLA
Bajas emisiones - SoLoNOxCombinación de llama por difusión y
llama con premezcla
La llama exterior (Main) es de premezcla, produce un nivel bajo de emisiones de NOx. 97% del combustible.La llama interior (Pilot) es de difusión, produce un nivel alto de emisiones de NOx (relativo) pues consume 3% del combustible. Ayuda a la estabilidad de la llama exterior (actúa como ‘ancla’).
Combustión
Llama con premezclaLlama por difusión
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Bajas emisiones - SoLoNOx
Resumen comparativo Vs sistema convencional
Combustión
• Uso de quemadores con dos tipos de llama:
• Difusión (altas emisiones) (3% combustible)
• Premezcla (bajas emisiones) (97% combustible)
• Disminución de la temperatura de combustión para crear menos NOx
• Redistribución del aire de refrigeración de turbina:
• Se consigue la misma temperatura y caudal de gases de combustión en la
entrada a turbina
• Misma cantidad de combustible
• Misma potencia mecánica, misma potencia eléctrica
• Mismo rendimiento
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Cámaras de combustiónBajas emisiones - SoLoNOx
Mayor volumen de aire Más grandes
Convencional
Combustión
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InyectoresBajas emisiones - SoLoNOx
Mayor volumen de aire Más grandesDisponen de dos entradas de combustible
Convencional
Combustión
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Turbina de gas TITAN 130
Sistema convencional / Sistema de bajas emisiones
Sistema convencional Sistema de bajas emisiones
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Experiencia
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La combustión completa convierte todo el carbono del combustible en CO2
Combustible (CxHy) + Aire (N2,O2) CO2 + H2O + N2 + calor
CO2
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Gracias por su atención.