CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico RÉGIMEN TÉRMICO EN CENTRALES TERMOELÉCTRICAS Y DESVIACIONES ENERGÉTICAS POR: JESÚS ESPINOZA GARZA 8 - 1/11 ...INTRODUCCIÓN 2.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico CONTENIDO 1.VARIABLES OPERATIVAS 4.DESVIACIONES AL RÉGIMEN TÉRMICO 5..DETERMINACIÓN RÁPIDA DEL “RÉGIMEN TÉRMICO BRUTO” EN GENERADORESDE VAPOR 8 ..EQUIPOS PRINCIPALES QUE INTERVIENEN EN EL RÉGIMEN TÉRMICO 3.2/11 . CONDENSADOR ■ Condensador principal ■ Torre de enfriamiento ■ Condensador de vapor de sellos ■ Condensador de vapor de eyectores 8 . Muchas Unidades presentan decrementos de potencia importantes y que en algunos casos no pueden eliminarse completamente después de los mantenimientos o bien los mismos vuelven a presentarse pocos meses después de realizado el mantenimiento.1..EQUIPOS PRINCIPALES QUE PARTICIPAN EN EL RÉGIMEN TÉRMICO. Dicha información se obtiene de los documentos originales proporcionados por el fabricante de los equipos. En este capítulo se presentan las desviaciones principales así como su causa y efecto. GENERADOR DE VAPOR ■ Sistema de Combustión ■ Precalentadores de Aire Regenerativos ■ Calentadores de aire a vapor ■ Recirculador de gases ■ Generador vapor-vapor 2.2. Los decrementos de potencia en algunas Unidades de Centrales Termoeléctricas de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) se deben principalmente a desviaciones al Régimen Térmico Bruto (RTB). A continuación se mencionan los equipos principales: 2.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico 1.3. Para determinar el RTB y conocer sus desviaciones es necesario contar con las características físicas y parámetros de operación y de diseño de todos los equipos que participan en el rendimiento de la unidad generadora.INTRODUCCIÓN. así como de pruebas de aceptación.3/11 . 2.. con el objetivo de que se visualicen en forma más real y se puedan tomar medidas para mantener tanto la potencia de la unidad como el RTB en sus valores de diseño. TURBINA ■ Turbina de alta presión ■ Turbina de presión intermedia ■ Turbina de baja presión 2. Este hecho motivó la creación de un paquete de computo (VScort) para la vigilancia de dichas desviaciones y su posible corrección en línea o en un mantenimiento posterior. C y S ► PCS. dentro de las cuales es necesario estrechar la supervisión en los siguientes: PARÁMETROS DE OPERACIÓN: ■ Carga de la unidad ■ Flujo de vapor principal y agua de alimentación ■ Temperatura de vapor principal ■ Presión de vapor principal ■ Presión absoluta (vacío) del condensador ■ Flujo de aire y combustible ■ Oxígeno (O2) antes de los PARs ■ Temperatura de gases en chimenea ■ Características físico-químicas del combustible (contenidos de: H2. CALENTADORES DE AGUA DE ALIMENTACIÓN. viscosidad..4/11 . Los parámetros operativos involucrados en el RTB de cada unidad. ■ Calentadores de agua de alimentación de alta presión ■ Calentadores de agua de alimentación de baja presión ■ Deareador 3. densidad y tensión superficial) ■ Temperatura de agua entrando al economizador ■ Temperaturas de vapor recalentado frío y caliente ■ Presiones de vapor recalentado frío y caliente ■ Temperaturas de succión y descarga de las bombas de agua de alimentación ■ Flujos de agua de atemperación en S-H y R-H 8 . comprende casi el total de las variables de los circuitos: Agua / Vapor y Aire / Gases.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico 2.VARIABLES OPERATIVAS.4. CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico ■ Flujo de agua de repuesto ■ Fugas de aire en el precalentador de aire regenerativo ■ Temperatura del aire a la salida del calentador de aire a vapor (vapor de extracción) ■ Flujo de gases de recirculación ■ Presiones y temperaturas de todas las extracciones de la turbina ■ Flujos de vapor de sellos en turbina ■ Condiciones climáticas (humedad. temperatura y presión barométrica) 8 .5/11 . CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico VARIABLES CONTEMPLADAS EN EL “VScort” de las CTs. 8 .6/11 . CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico DESVIACIONES AL RÉGIMEN TÉRMICO 8 .7/11 . (%). • Exceso de oxígeno (O2) en chimenea..DETERMINACIÓN RÁPIDA DEL “RÉGIMEN TÉRMICO BRUTO” EN GENERADORES DE VAPOR Manteniendo constantes. (ºC). /KgC). H.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico 4. • Análisis de CO. (mg/m3). O. 8 . (ppm). /h). (MW). • Temperaturas de gases en chimenea. (Kg. respectivamente. densidad y tensión superficial) ■ Condiciones climáticas (humedad. N. al menos los siguientes parámetros: ■ Carga de la unidad ■ Temperatura de vapor principal ■ Presión de vapor principal ■ Presión absoluta (vacío) del condensador ■ Características físico-químicas del combustible (contenidos de: H2. %) y Poder Calorífico Superior. con referencia a una determinación completa del RTB. Humedad. C y S ► PCS. Ceniza. • Temperaturas de Bulbo seco y Bulbo húmedo y Presión atmosférica. • Carga de la Unidad. temperatura y presión barométrica) Es posible efectuar una determinación ≈ exacta del RTB. Esto es posible comparando los resultados de las condiciones INICIALES Y FINALES. MEDICIONES REQUERIDAS. • Flujo de combustible. (ºC) Y (KgF/cm2). S. • Determinación de PST. (Kcal.8/11 . viscosidad. • Análisis del combustible (C. por ejemplo en las “Puestas a punto” para cuantificar los beneficios logrados. 9 5) Donde: XCENIZA = Contenido de Ceniza en el Combustible.000 14.v/v mg/m3 71. inicial = 71.905% PARÁMETRO In quemados PSTN O2 PST NOMENCLATURA CONDICIÓN INICIAL CONDICIÓN FINAL %. (mg/m3).Cálculo de las PST. PST (20.9 O2 ) PST N (20.224 240.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico CÁLCULO DE LAS VARIABLES.15 238. CT “Lerma” Datos: ● XCENIZA =0. Ejemplo de cálculo con la unidad-2. % w/w).905 181.23 8 .9/11 . (mg/Nm3).224% ● I cond. final = 61. I = In quemado. 1..45(100 I ) .22 61. (% w/w).66 5. (Contenido de Combustibles en las PST.49 5. w/w mg/m3N %.30 178.000. PST N XCENIZA x1.100% ● I cond. El beneficio obtenido solo por la reducción de PST en el consumo de combustible.66 240.. 2 RTB 2 RTB12 1 4..49)mg / Nm3 * 35Mw Wc 11.10/11 ..-h). con factor de planta: 0.32Kg 8760h $1. (%). (Kcal. extrapolado a la carga de 35 MW.85) $121. Con los datos y el programa “EFICAL”. 2 12 RTB 2 RTB1 Donde: η1 = Eficiencia Térmica de Referencia.32Kg / h 3 (mg / Nm )(Mw h) $ / AÑO 11.427 por año de operación.44 * * * (0.0055Kg (181.Eficiencia Térmica. a las mismas condiciones de operación de: η2 = Eficiencia a calcular RTB1 = Régimen Térmico de referencia.427 / AÑO h Kg AÑO 8 .85 es de $121.CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico 2. a las mismas condiciones de operación de: RTB2 = Régimen Térmico a calcular 3. como se describe a continuación: 0. /Mw.Régimen Térmico Bruto. CURSO TEÓRICO/PRÁCTICO: “Puesta a Punto de la Combustión en Generadores de Vapor” Régimen Térmico 5. con factor de planta: 0.85) $3.192 / AÑO h AÑO Kg 8 .89 Kcal / Kw h $ / AÑO 349.192 por año de operación .2 Kcal/Kwh.180 Kg / h 349.89 3017.08) Kcal / Kw h *10. El beneficio total por reducción en el consumo de combustible.749.85 y con una ganancia de 100.11/11 .66 Kg 8760h $1. como se describe a continuación: Wc (2916. es de $3’749.44 * * * (0. extrapolado a la carga de 35 MW.66 Kg / h 2916.