introducciÓn a la cogeneraciÓngnf.cdn.avanzo.com/archivos/resources/2351_es_es.pdf · el operador...

INTRODUCCIÓN A LA COGENERACIÓN

Definición y ciclos

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Definicion

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Ciclo simple con turbina de vapor

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Ciclo simple con turbina de gas

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Ciclo combinado cogeneración/ condensación

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Ciclo simple con motor alternativo

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Ciclo de cola

Equipos (motores y turbinas)

Equipos motores

Turbinas

Gas

Vapor

Motores

Mezcla pobre

Mezcla semipobre

Estequiométricos

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Turbina de gas

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Turbina de gas

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Motor alternativo a gas

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Sección transversal motor alternativo

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Piston motor alternativo

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Turbina de vapor

Eficiencias y potencias de equipos

Motores

Rend. Elec: 34-45 %

P: 0,1-8,5 MW

Turbinas de gas

1-13 MW 20-35 %

40-50 MW 40-42%

Desarrollos nuevos 4 MW 40%

Turbinas vapor contrapresion

1-10 MW 20-30 % s/ vapor entrada

Rendimientos electricos y potencias unitarias

Rendimiento Electrico %

Potencia MW

Años 80 Actual Años 80 Actual

Motores 32-33 35-44 0-1 7,8

Turbina c.simple

24-25 35-42 0,5-5 200

Turbina c.combinado

40-45 55-60

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Caracteristicas turbinas de gas

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Caracteristicas motor de gas alto rendiemiento

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Recuperación de calor

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Nivel termico máximo 500ºC

Nivel termico máximo con postcombustión 1000ºC

Ausencia de llama directa(hornos)

Vapor alta presión P>16 bares

Vapor baja y media presión

Secados hasta 600ºC

Procesos con gases calientes hasta 1000ºC como

apoyo

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Aire de combustión

Agua caliente

Agua sobrecalentada

Aceite termico

Refrigeración (hasta 5ºC) absorción BrLi/agua

Frio industrial (hasta -40ºC) absorción

amoniaco/agua

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Recuperación de calor. Rendimientos eléctricos y térmicos

Rendimientoelectrico %

RendimientoTermico%

Total%l

Turbinas de gas en c.simple

(4-40MW)29-40 60-40 75-85

Turbinas de gas en.combinado (25-50MW) 35-45 50-30 75-85

Motores a gas Produciendo vapor 38-44 20-30 70-80

Motores de gasen secado 38-44 50-40

80-90

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Absorción en cola de cogeneración

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Frio con combustibles

Utilizar un motor alternativo en vez de uno

eléctrico

Utilizar un sistema de absorción

CALOR FRIO

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Conocimientos básicos

Unidades

F/h Kcal/h

Tonelada de refrigeración 3024 F/h

kW frio

Ciclo frigorífico convencional

Evaporador frio

Expansión

Condensador calor

Compresor consumo energético

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COP( coeficiente de funcionamiento)

Energía frigorífica producida

Energia consumida

Ejemplos de COP según compresor

Alternativos 2-3

Centrifugos 3-4

Tornillo 4-5

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Fluidos frigoríficos

Clorofluorocarbonos(CFC) Problemas

medioambientales

Refrigerantes azeotropicos( Refrigerante 500)

Hidrocarburos

Metano,etano, propano

Etileno, propileno

Inorgánicos

NH3, agua, CO2,SO2

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Sistemas de refrigeración a gas Sistemas a compresión

Sustituye motor eléctrico por motor o turbina de gas

Equipos grandes o muy pequeños

COP sobre energía mecánica dependiendo de

compresor

El precio del gas debe amortizar el extracoste de

inversión en instalaciones nuevas

Ejemplo COP sobre gas

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Sistemas de refrigeración a gas

Sistemas de absorción(NH3/H2O, BrLi/H2O)

Ciclo básico(ver figura)

Tipos

Simple efecto

Doble efecto

Amoniaco/agua < 5ºC hasta -40ºC

BrLi/agua >5ºC

COP

0,6-0,8 simple efecto // 1,3-1,5 kcal/ frigoria

0,9-1,2 doble efecto

Amoniaco 0,5

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Sistemas de refrigeración a gas

Sistemas de absorción(NH3/H2O, BrLi/H2O)

Energía térmica alimentación

Vapor a baja y media presión(P<8 bares)

Agua sobrecalentada (t>110-120ºC)

Agua caliente (70-90ºC) solo BrLi

Gases a 500ºC

Llama directa

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Sistemas de refrigeración a gas Ventajas de los equipos de absorción Posibilidad de usar distintas fuentes de energía

Reducción de necesidades de potencia eléctrica y de instalaciones de transformación

Economía de funcionamiento

Posibilidades de aprovechamiento simultaneo de calor y frio

Protección del medio ambiente(CFC)

Ausencia de ruidos y vibraciones

Pocas piezas y partes móviles

Bajos costes de mantenimiento

Alto rendimiento a baja carga

Tecnología demostrada.Fiabilidad de funcionamiento

Reducción de la demanda eléctrica punta a nivel pais

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Sistemas de refrigeración a gas APLICACIONES Sustitución directa de sistemas eléctricos

Solo planteable desde el punto de vista del cliente cuando se trata de una instalación nueva o una ampliación debido a la elevada inversión

Comentario

Acoplamiento a una instalación de cogeneración con motor o turbina Ventajas Aumenta demanda térmica y por tanto el tamaño de la

instalación Aumenta horas anuales de funcionamiento en

algunos casos Estabiliza la demanda termica(noche/dia

invierno/verano) Ahorra energía eléctrica Larga vida útil Mantenimiento fácil y barato

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Sistemas de refrigeración a gas APLICACIONES Acoplamiento a una instalación de cogeneración con

motor o turbina Desventajas Inversión (mejor BrLi que amoniaco) Pocas firmas suministradoras sobre todo en

amoniaco La mayor parte de los proyectos de frio industrial son

t< 5ºC Proyectos exportadores Consumen agua(torre de refrigeración)

Sectores industriales Alimentación(cárnicas,c.vegetales,lacteos,cerveza…)

• Frio industrial o climatización de salas

Industria química farmaceutica o fibras artificiales • Refrigeración de procesos a temperatura controlada

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Sistemas de refrigeración a gas APLICACIONES Sectores industriales

Otros • Climatización salas aplicación pinturas • Refrigeración maquinaria • Climatización en general

Terciario

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ASPECTOS COMERCIALES

Oportunidades de cogeneración

Industrial

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Ladrillos

Azulejos

Textil

Quimico

Automovil

Minero

Papel

Alimentaria

Otros

Sectores susceptibles de implantar cogeneracion

Consumo

>10 millones de kWh PCS(posible adición de

frio)

Periodo de utilización del combustible

>5000-6000 horas anuales

1 turno MAL

2 turnos POSIBLE 3 turnos IDEAL

Equipos

Calderas vapor ,aceite termico,agua caliente

Secaderos,aire acondicionado ,refrigeración

Otros

Características técnicas y operativas

Tratamiento de residuos Purines (prima p euros/kWh)

Lodos (prima p euros/kWh)

Otros residuos (prima p< euros/kWh)

A desaparecer

Terciario

Sector terciario Hospitales

Aeropuertos

Estaciones

Centros comerciales

Grandes Hoteles

Centros de calculo

Polideportivos

District heating

Sector terciario Problemas(Pg)

Horas de funcionamiento

Dimensión relativamente pequeña

Inversión especifica alta(dimensión/absorción)

Mecanismos decisión del cliente

Variación de demandas electrica y termica

Menor competencia de otros

combustibles/r.calor

Enfoque financiación por terceros / Venta de

energias(ESCOs)

Dimensionamiento y consumos de gas

Dimensionamiento y consumo de gas

Dimensionamiento

Ree

Demanda de calor=consumo

combustible*Rendimiento

Dc=(15.000.000tepcs/7500 h)*0,9PCI/PCS*0,85

Dc= 1530 te PCI/h

Rendimiento electrico: 40%

Rendimiento termico: 35%

0,55=E/(Q-(V/0,9))

V=1530 Q=1530/0,35 E=1469 te/h#1708 kW

Dimensionamiento y consumo de gas

Consumo de gas

(Potencia

kW*horas*0,86*1,1PCS/PCI)/Rend.electrico

Ejemplo

Estudios de viabilidad

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Dimensionamiento

A partir de la demanda térmica

Potencia= calor recuperable*rendimiento electrico

rendimiento termico

A partir de la demanda electrica

Potencia= consumo electrico *(100/x %)

/horas funcionamiento

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Dimensionamiento

Rendimiento eléctrico equivalente

Q= consumo combustible PCI

V= calor aprovechado PCI

E= energía eléctrica producida PCI

Ree= E/( Q-(V/0,9))

Ree = 55% gas natural y GLP en motores(49,5%

P<1MW)

59% gas natural y GLP en turbinas de gas

56% gasoleo y fuel oil

Mayor rendimiento electricidad producida que

central en ciclo combinado

Inversiones Potencia

Tipo de equipo

Proceso

MOTORES(euros/kW) 1MW 5MW >10MW

SECADO 650 600 500

VAPOR+AC 750 650 600

ABSORCION 900 800 700

TURBINAS(euros/kW) 1MW 5MW >10MW

SECADO 1200 700 650

VAPOR+AC 1300 850 700

Competitividad del gas natural frente a otros combustibles

Aspectos legales

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Situacion actual

RD 1/2012

Supresión del regimen especial para

instalaciones nuevas(hasta

preasignacion) incluidas

modificaciones sustanciales

El gobierno se faculta para via

reglamento establecer regimenes

economicos para nuevas instalaciones

en el ambito del regimen especial.

Marco legislativo

LEY 82/80

RD 907/82 OMIE 7-7-82/5-9-82

RD 2366/94

RD 2818/98

RD 6/2000, RD 841/2002

RD 436/2004

RD 661/2007

RD 1565/2010

RD 1/2012

Aspectos legislativos relacionados con la viabilidad

Dimensionamiento

Ree

Precios exportación

RD 661/2007

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RD 661

1. Se puede vender toda la energía eléctrica neta producida por la instalación. 2. Existen dos modalidades de venta de la energía, una a “tarifa”, en la cual se retribuye la energía eléctrica vendida a un precio fijo durante todas las horas del año, y otra a “mercado”, en que se retribuye la energía en función del precio del mercado y a la que se le añade una prima en función de la potencia de la instalación. 3. Las tarifas y las primas se actualiza trimestralmente en función de la variación de los índices de precios de los combustibles y el índice nacional de precios al consumo en dicho período.

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RD 661

4. Independientemente de la opción de venta elegida, se puede percibir un “complemento por eficiencia” y un “complemento por energía reactiva” sobre la energía eléctrica vendida.

5. Las instalaciones que vendan su energía a tarifa , deberán

de vender su energía en el sistema de ofertas gestionado por el operador del mercado, mediante la realización de ofertas, a través de un representante en nombre propio, a precio cero.

6. Exigencia de un Rendimiento Eléctrico Equivalente, menor

para las instalaciones de cogeneración de potencia igual o inferior a 1 MW.

7. Las instalaciones deberán acreditar ante la Administración,

al final de cada año el Rendimiento Eléctrico Equivalente real alcanzado, justificando el calor útil producido y efectivamente aprovechado.

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RD-661

8. Formalización de un aval de 20 €/ kW para la realización

de la solicitud de acceso a la red.

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RD 661 Precios

Las plantas de cogeneración podrán vender total o parcialmente,

su producción neta de energía eléctrica a través de dos

opciones:

1.- A tarifa, es decir, percibiendo por la energía vendida un

precio fijo para todas las horas del año, que se determina en

función de la potencia y de la antigüedad de la instalación

con respecto a la fecha de puesta en marcha.

POTENCIA Precio de venta

(MW) (c€/kWh)

< de 0,5 MW 16,6694

de 0,5 a 1 MW 13,6767

de 1 a 10 MW 11,0864

de 10 a 25 MW 10,5615

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RD 661 Precios

2.- Al precio que resulte de vender la electricidad

libremente al mercado, más una prima. Esta prima

consiste en un precio adicional al que resulte del

mercado, que se determina en función de la potencia y

de la antigüedad de la instalación con respecto a la

fecha de puesta en marcha.

A continuación se puede ver una tabla resumen para

cada prima según la potencia de la planta, para

instalaciones que utilicen gas natural:

(MW) (c€/kWh)

< de 0,5 MW ---

de 0,5 a 1 MW ---

de 1 a 10 MW 4,642

de 10 a 25 MW 3,8437

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RD 661 Precios

Tanto la tarifa como la prima serán actualizadas

trimestralmente en función de las variaciones de los valores

de referencia de los índices de precios de combustibles y el

índice de precios al consumo.

Por otro lado, anualmente se procederá a la actualización de

las tarifas y primas, al objeto de, corregir las desviaciones

globales que al cabo del año pudieran haberse producido por

la aplicación de las actualizaciones trimestrales y por otro

lado mantener una rentabilidad razonable, considerando las

previsiones del precio medio del mercado eléctrico del año

siguiente y los costes asociados a cada una de las

tecnologías.

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RD 661 Precios

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RD 661 Precios

Las instalaciones que hayan cumplido diez años de

explotación tendrán una corrección por antigüedad, tanto de

la tarifa como de la prima, en la actualización

correspondiente a los años posteriores, las que estén en

funcionamiento a la entrada en vigor de este nuevo R.D..

La corrección por antigüedad a las instalaciones en

funcionamiento a la entrada en vigor de este R.D. les será

aplicada a partir de los quince años desde su puesta en

marcha o a los diez años desde la entrada en vigor de éste,

lo que antes ocurra.

Independientemente de la modalidad de venta que se elija, al

precio que resulte de vender la energía en cualquiera de las

dos opciones de venta, se le deberán añadir dos

complementos más, uno por eficiencia y otro por reactiva,

que se detallan en los apartados siguientes.

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RD 661 Precios

Durante el año 2010, a la vista del resultado de los informes de

seguimiento sobre el grado de cumplimiento del Plan de Energías

Renovables (PER) 2005-2010 y de la estrategia de Ahorro y Eficiencia

Energética en España (E4), así como de los nuevos objetivos que se

incluyan en el siguiente Plan de Energías Renovables para el período

2011-2020, se procederá a la revisión de las tarifas, primas y

complementos.

Esta revisión tendrá en cuenta los costes asociados a cada una de las

tecnologías, el grado de participación del régimen especial en la

cobertura de la demanda y su incidencia en la gestión técnica y

económica del sistema, garantizando siempre unas tasas de

rentabilidad razonables con referencia al coste del dinero en el

mercado de capitales.

Cada cuatro años, a partir de entonces, se realizarán una nueva

revisión manteniendo los criterios anteriores.

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RD 661 Precios

Las revisiones de la tarifa regulada no afectarán a las

instalaciones cuya acta de puesta en servicio se hubiera

otorgado antes del 1 de enero del segundo año posterior al

año en que se haya efectuado la revisión.

Una vez se alcance el 85% del objetivo de potencia para

cada grupo o subgrupo, en el caso de la cogeneración 9.215

MW, se establecerá un plazo máximo, no inferior a 12

meses, durante el cual las nuevas instalaciones que sean

inscritas en el registro de producción en régimen especial

tendrán derecho a la prima o en su caso la tarifa regulada

establecida en este R.D.

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RD 661 Precios

Independientemente de la modalidad de opción de venta que se elija, las instalaciones que acrediten un rendimiento eléctrico superior al mínimo por tipo de tecnología, percibirán un complemento de eficiencia en base a un ahorro de energía primaria incremental, cuya cuantía se determinará por la siguiente fórmula:

Complemento por eficiencia: 1,1 x (1/REE mínimo - 1/REE

instalación) x Cmp Donde: REE mínimo: es el rendimiento eléctrico equivalente estipulado en este

R.D..Para el caso de motores cuyo combustible sea gas natural es el 55%,para plantas de más de 1 MW de potencia y 49,5% para las de menos de 1 MW .

REE instalación: es el rendimiento eléctrico equivalente de la instalación. Cmp: es el coste de la materia prima en c€/kWhpcs publicado

periódicamente por el Ministerio de Industria. Actualmente 2,7088 c€/kWh.

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RD 661 Precios

Se faculta a la Comisión Nacional de la Energía para la realización de las

inspecciones necesarias para poder calcular y verificar el valor del Complemento

por Eficiencia anteriormente definido.

Complemento por eficiencia

CEF= 1,1*Cn*(1/REEmin-1/REE)

Cn 2,7088

REE 65

POTENCIA CEF

(MW) (c€/kWh)

< de 0,5 MW 1,43543248

de 0,5 a 1 MW 1,43543248

de 1 a 10 MW 0,83347692

de 10 a 25 MW 0,83347692

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RD 661 Precios

Independientemente de la modalidad de opción de venta que

se elija por la instalación, se percibirá un complemento por

reactiva. Este complemento se fija como un porcentaje del

valor 8,4681 c€/kWh, en función del período horario en el

que se entregue la energía. Este valor será revisado

anualmente.

A efectos de cálculo de las bonificaciones y recargos se

considera la calificación de las horas según la discriminación

horaria tipo 3.

A continuación se expone la tabla con los distintos

porcentajes en función de período horario.

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RD 661 Precios(RD-1565) Cos phi= 0,995

Complemento 4% sobre tarifa

reactiva

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RD 661 Precios(2008)

Las instalaciones que hayan optado por la opción de venta a

tarifa, pueden acogerse de manera voluntaria al régimen de

discriminación de dos períodos siguientes:

El titular de la instalación se podrá acoger a dicho régimen

por períodos no inferiores a un año, y deberá solicitarlo a la

empresa distribuidora con una antelación mínima de un mes.

Punta Valle Punta Valle

Periodos 1-5 Periodo 6 1,37 0,64

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RD 1565

Modificacion sustancial

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Proceso autorizaciones

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Implantacion Estudio viabilidad

Selección equipos principales

Punto conexión

Registro preasignacion

Compra de equipos(contrato mantenimiento)

Montaje

Puesta en marcha

Pruebas recepción

Recepcion provisional(aval)

Explotacion

Recepcion definitiva

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Papel de Empresas de Servicios energeticos

Desarrollo de proyectos rentables

que el cliente final no acomete por:

Riesgo financiero

Escasa capacidad de financiacion

Riesgo tecnico

Externalizacion servicios

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Financiación de proyectos de ahorro energético

Líneas oficiales de apoyo tanto subvenciones como financiación. Las subvenciones suelen estar ligadas al uso de energías renovables.

Estatales(I.D.A.E)

Comunidades Autónomas

Europeas(proyectos con componente innovador)

Líneas bancarias habituales normalmente en la modalidad leasing

Formación de sociedades que explotan los proyectos durante un tiempo o con carácter indefinido y venta de energías al cliente

Alquiler de instalaciones.

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Financiación de proyectos de ahorro energético

Financiación por terceros

COMPETITIVIDAD DEL GAS NATURAL

ASPECTOS ECONOMICOS

Consumo combustible=rendimiento electrico+

rendimiento termico+

Perdidas

Coste combustible=(1/Re)*Pc

Mantenimiento=0,4-1,2 c€/kWh

Recuperación calor=(1/Re)*Rt*(1/Rc)*Pc

Siendo Rc el rendimiento de un equipo convencional (caldera)

Coste generación=Coste combustible+

mantenimiento-

recuperación calor

Costes de generación

Ejemplos Industrial y Terciario Características del motor

Potencia electrica: 1942kW

Consumo de gas: 4817 kW

R.calor intercooler:476 kW

R.calor agua alta temperatura:420 kW

R.calor aceite:246 kW

R.calor gases escape a 150ºC: 968 kW

R.calor gases escape a 120ºC:1077 kW

R.calor total: 1384 kW

Ejemplos Industrial y Terciario Secado Vapor/a.caliente Calefacción/a.acond

Re(%) 40 40 40

Rt(%) 42,5 28,8 36,2

M(c€/kWh) 0,9 1 1,04

M no solo depende del combustible

Coste de generación(pts/kWh):

Secado

Comb. (1/0,4)*1,1PCS/PCI*Pg

Mant. 0,9

Recup. ( 0,425/0,4)*1,1*Pg ( 0,425/0,4)*(0,86/0,85)*Pfo/9,6

Pfo Pg precios combustibles en unidades comerciales

Ejemplos Industrial y Terciario

Coste de generación:

Vapor y agua caliente


Mant. 1

Recup. ( 0,288/0,4)*(1/0,87)*1,1*Pg (0,288/0,4)*(0,86/0,85)*Pfo/9,6

Pfo Pg precios combustibles en unidades comerciales

Coste de generación:

Calefacción y aire acondicionado(50%)


Mant. 1,04

Recup. ( 0,362/0,4)(1/0,85)*1,1*Pg*0,5 + ( 0,362/0,4)*(0,65/3)*Pe*0,5

Pfo Pg precios combustibles en unidades comerciales y Pe el precio electrico

c€ ó €/kWh ¿Que es 0,65 y 3?

ASPECTOS COMERCIALES

Proyectos alternativos Competividad de la cogeneración dentro de un

entorno liberalizado

Competitividad del gas natural frente a otros

combustibles

Analisis comparativo(vapor) Fuel oil Gasoil Gas natural

Re(%) 45 41 41

Rt(%) 16 20 25

M(c€/kWh) 0,8 0,84 (mp) 0,61


Coste de generacion:

Fuel oil Gasoil Gas natural

Comb. (1/0,45)*0,86*(Pfo/9,6) (1/0,41)*0,86*(Pgo/8,3) (1/0,41)*1,1*Pg

Mant. 0,8 0,84 0,61

Recup. 0,16/0,45*0,86/0,85*P’fo/9,6 ¿ 0,25/0,41*1/0,85*1,1*P’g

Pfo Pgo Pg precios combustibles en unidades comerciales

Analisis comparativo(calef./a.acond) Gasoil Gas natural

Re(%) 41 40

Rt(%) 35 36

M(c€/kWh) 1,1 0,9


Coste de generacion:

Gasoil Gas natural

Comb. (1/0,41)*0,86*(Pgo/8,3) (1/0,40)*0,86*1,1*Pg

Mant. 1,1 0,95

Rec. 0,5*(0,35/0,41)*(0,86/0,85)*P’go/8,3 0,5*(0,36/0,40)*(1/0,85)*1,1*P’g

0,5*0,35/0,41*(0,6/3)*Pe 0,5*0,36/0,40*(0,6/3)*Pe

Pfo Pgo Pg precios combustibles en unidades comerciales y Pe(c€/kWh)

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Utilización del gas en la industria

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Utilización del gas

Aspectos básicos de utilización del gas

natural

Materia prima(GLP, naftas, gas natural)

Combustible

Producción energía calorífica

Producción energía mecánica/eléctrica

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natural

Energia calorifica

Quemadores

Calderas/Secaderos/Hornos

Energia mecanica

Turbinas de gas/motores alternativos

Turbinas de vapor

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natural

Producción de energía mecánica

Bombeo o compresión

• Operaciones industria del gas

Generación de electricidad

Relación precio electricidad precio combustible

Automoción

• Aspectos medioambientales/legales

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Ceramica estructural

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Dosificación y

Mezcla

Fusión

Alimentación

Recocido o

Temple

Decorado

Gas natural o

E.Eléctrica 20%

Fuel-oil o gas natural 40%

Conformado

Acabado

Gas natural o

E.Eléctrica 25%

Recepción

M.Primas

MATERIAS PRIMAS

Vitrificantes: 39%

Fundentes: 12%

Estabilizadores: 12,6%

Afinadores: 2,3%

Colorantes: 0,12%

Catalizadores: 34%

Almacenamiento

y Expedición

Gas natural 15%

Fabricación de Vidrio Hueco

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Alimentacion. Lacteas

Transporte en cisternas 4ºC

Recepción-Descarga de cisternas

Filtración

Lavado de cisternas

Acidificación EvaporaciónCrema

Fermentación

Separación

Cuajo Suero

Maduración

Queso 1,3%

Secado

Leche en polvo

2,68%

Suero

0,8%Mantequilla

0,44%

Uperizado

Envasado

Expedición

Leche Esterilizada

Botella blanca 11,1%Leche Uperizada

U.H.T.

55%

Leche del día

7,01%

Leche

Concentrada

5,94%

Preenfriado

Almacenamiento 4º CI

Descarga de efluentes

Vapor Agua Detergentes

Suciedad

1,13% Nata

Centrifugación

Homogeneizado

1ª Etapa de pasterización 35

3ª Etapa - 75

2ª Etapa - 64 ºC

Retención - 12 seg.

Desodorizado

4ª Etapa 75-64

5ª Etapa 64-35

Etapa final 35-4 ºC

Llenado

Cerrado

Esterilización

Torre

Expedición

Envasado

Fermentado

Envasado

Expedición

Yogurt

8,73%

L.Entera

L.Semidesnatada

L.Desnatada

L.Vitaminada

Batidos

59%

20%

20%

1%

1%

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Alimentacion.Lacteas

Almacenamiento

Nata

Mantequilla

Suero

L.Uperizada

L.Esterilizada

L.Pasteurizada

Yogures

Quesos

L.Concentrada

L.Polvo

L.Condensada

Batidos

Vapor E.Eléctrica

60%

0,21%

0,48%

1,73%

14,7%

2,27%

0,95%

2,17%

1,69%

0,16%

5,58%

1,93%

0,19%0,54%

12,18%

28,34%

1,15%

9,76%

6,85%

1,05%

5,67%

15,5%

6,51%

0,35%

0,13%

En términos de Energía Final la distribución de energía es la siguiente:

* E.Eléctrica 26%

* E.Térmica 74%

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Alimentacion Carnicas

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Alimentacion carnicas

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Alimentacion Carnicas

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Cales

M.Prima

Piedra Caliza

Trituración

Clasificación

Primaria

Almacenamiento

Intermedio

Clasificación

Secundaria

Calcinación Combustible 100%

E.Eléctrica 5%

E.Eléctrica 5%

E.Eléctrica 70%

Trituración

Calcinados

Trituración

Calcinados

Clasificación Apagado

Separación

Neumática

Hidróxido

Cálcico

Rechazos

E.Eléctrica 10%E.Eléctrica 10%

Diferentes Granulometrías

Cal Viva

Material

Todo Uno

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Yesos

M.Prima

Sulfato Cálcico

Deshidrat.

Trituración

Primaria

Clasificación

Granulométrica

Cocción

Almacenamiento

Combustible 100%

E.Eléctrica 3/20%

E.Eléctrica 10%

E.Eléctrica 55%

Captación de Finos

Trituración

Secundaria

Expedición

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Metalurgia no ferrea

Modelo

Preparación

de Moldes

Colada

Desmoldeo

Acabado

Solidificación

y Enfriamiento

Fusión

Materias

Primas

Chatarra

Oficina

Técnica

Coquilla

E.Térmica 10%

Chatarra

Recuperaciones

Aditivos

Energía

(Combustible

o Eléctrica 100%)

Aleaciones de cobre

Aleaciones de aluminio

Aleaciones de cinc

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Utilización del gas Aspectos inherentes al estado físico y composición

química del gas natural Eliminación de los costes de bombeo y calentamiento en el caso

de los combustibles líquidos y las perdidas por transformación en el caso de la energía eléctrica

Posibilidad de empleo de llama directa

Posibilidad de reducir al mínimo el exceso de aire y controlarlo adecuadamente

Facilidad de implantación de sistemas de recuperación de calor por tener los gases de combustión menor poder corrosivo y ser mas limpios

Mayor duración de los refractarios y posibilidad de emplear refractarios ligeros( fibra cerámica). Llama menos agresiva.

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Aspectos relacionados con el desarrollo de técnicas de utilización Quemadores de alta velocidad

Quemadores de llama plana

Quemadores regenerativos

Tubos radiantes con quemadores recuperativos o regenerativos

Quemadores en vena de aire/postcombustión

Quemadores para aire precalentado

Combustión sumergida

Sistemas de tubos sumergidos

Quemadores de infrarrojos

Sistemas de cogeneración con motor o turbina de gas

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Utilización del gas. Emisiones Aspectos inherentes al estado físico y

composición química del gas natural

Eliminación SO2/SO3

Ausencia inquemados sólidos/cenizas

Menores emisiones de CO

Menores emisiones de CO2

Menores emisiones NOx

Aspectos relacionados con el desarrollo de

técnicas de utilización

Menores emisiones por unidad de producto fabricado

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COMBUSTIBLE DE PROCESO

CALDERAS

SECADEROS

HORNOS

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Utilización del gas.Quemadores

Lograr la combustión completa

Proporcionar una llama estable

Tipos

Gran cantidad

Mezcla en cabeza

Premezcla

Industriales

Monoblocs

Adecuar el tipos a la función

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Utilización del gas.Quemadores

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Acometida a aparato

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Utilización del gas. Calderas

Tipo de energia secundaria

Vapor

Agua caliente

Agua sobrecalentada

Aceite termico

Tipo de diseño

Acuotubular

Pirotubular

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Utilización del gas. Calderas Sectores que utilizan calderas

Agroalimentario

Quimico

Petroquimico

Papel y cartón

Textil

Otros

Terciario y residencial

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Calderas

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Utilización del gas. Secaderos Diseños muy variados

Rotativos(trommel)

Cangilones

Tunel

Spray driers(atomizadores)

Lecho fluido

Secado pintura

CALENTAR VOLUMENES GRANDES DE AIRE A TEMPERATURA BAJA(T<500ºC)

PUEDE HACERSE CON GASES DE COMBUSTIÓN O CON FLUIDO INTERMEDIO(VAPOR, ACEITE TERMICO)

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Utilización del gas. Secaderos Sectores industriales donde se utilizan secaderos

Agroalimentario

Ceramico

Quimico

Textil

Mineria

Automoción

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Secadero ladrillos

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Secaderos(Rames industria textil)

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Utilizacion deI gas en la industria textil

Empleo de quemadores en vena de aire en

secaderos( rames)

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Utilización del gas. Hornos Diseños muy variados(Hornos continuos y discontinuos)

Rotativos

Tunel de vagones

Hornos de carro

Hornos fusion de vidrio

Hornos de reverbero

Hornos de rodillos

Hornos de cinta transportadora

Hornos de campana

Hornos de pan

Hornos de arco

Hornos continuos y discontinuos

CALENTAR UN PRODUCTO A TEMPERATURAS ELEVADAS (T>600ºC)

SUELE HACERSE CON GASES DIRECTOS

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Utilización del gas. Hornos

Sectores industriales donde se utilizan hornos

Cerámico

Siderúrgico

Metales no férreos

Alimentación

Vidrio

Cales y yesos

Químico

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Hornos

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Horno de ladrillos

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Hornos

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Horno rotativo

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Utilización del gas. Calderas Ventajas del uso del gas natural en calderas

Mejora de rendimiento por :

Disminución del exceso de aire

Ausencia de inquemados solidos

Mayor limpieza en las superficies de intercambio

Posibilidades de recuperación de calor

Economizadores (agua/gases). Calderas de vapor

Precalentadores de aire(Aire/gases). Calderas aceite

térmico

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Equipos consumidores. Calderas

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Medidas de ahorro en operación y mantenimiento. Ajuste del exceso de aire

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Medidas de ahorro horizontales Recuperación de calor

Sistemas de recuperación indirecta BT:

regeneradores

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Economizadores

Los economizadores son intercambiadores que precalientan el

agua de entrada en las calderas con los gases de chimenea

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Precalentadores de aire de tubos

Los precalentadores son intercambiadores que precalientan el aire

de combustión con los gases de chimenea

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Medidas de ahorro en proceso Calderas de alto rendimiento y condensación

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Aplicaciones descentralizadas del gas natural

Técnicas que sustituyen el sistema tradicional de calentamiento de agua o aire mediante el empleo de una caldera y fluidos caloportadores(vapor,agua sobrecalentada o aceite térmico)

Rt = Rc Rd Ri

Normalmente el rendimiento total es difícil que sobrepase el 70-80%. Las aplicaciones descentralizadas, bien sea para calentar agua o aire(quemador en vena de aire) ofrecen rendimientos superiores al 90% con el consiguiente ahorro energético.

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Combustion sumergida

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Tubos sumergidos

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Quemadores en vena de aire

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Aplicaciones descentralizadas del gas natural Quemadores en vena de aire

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Utilización del gas. Secaderos Ventajas del uso del gas natural en secaderos


Contacto directo de los gases de combustión con el

producto a secar(ausencia SO2 e inquemados sólidos)

Quemadores en vena de aire

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Utilizacion deI gas en la industria ceramica

Azulejos

Secadero horizontal

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Utilización del gas. Hornos

Ventajas del uso del gas natural en hornos


Contacto directo de lo la llama con el producto a

calentar

Aumento de la velocidad de calentamiento(aumento de

la productividad y disminución del consumo especifico)

Posibilidades de recuperación de calor

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Quemadores de alta velocidad

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Utilizacion deI gas en la industria metalurgica

Horno de calentamiento discontinuo

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HORNO DE CALENTAMIENTO CON Q.ALTA VELOCIDAD

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HORNO DE CALENTAMIENTO CONTINUO CON Q.ALTA

VELOCIDAD

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Competitividad del gas natural

Desplazamiento otros combustibles o fuentes de energía. Transformaciones a gas

GLP

<Precio

Inversión baja por aprovechamiento de equipos

Aprovechamiento quemadores y puede que redes

Gasoleo

<Precio

Inversión media. Sustitución de quemadores por otros similares a gas

Fueloleos

>Precio.Extracostes

Inversión alta. Sustitución de quemadores y uso de tecnicas avanzadas de utilización del gas

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Competitividad del gas natural. Extracostes del fueloil

- Calentamiento tanque de almacenaje

- Calentamiento tubería transporte tanque almacenaje- tanque nodriza

- Bombeo a nodrizas

- Calentamiento nodriza

- Calentamiento tubería distribución

- Calentamiento previo a quemador

- Bombeo a quemador

- Pulverización

Vapor (consumo de agua y energía)

Aire comprimido (consumo de energía eléctrica)

Presión fuel-oil (consumo bombeo)

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Competitividad del gas natural. Extracostes del fueloil

- Mano de obra

Descargas

Limpieza de caldera

Limpieza quemador

Limpieza e inspección tanques

Limpieza filtros

Inspección bombas

- Aditivos

- Financiación stocks

- Otros

Fugas de fuel-oil en redes

Corrosión de chimeneas

Menor duración refractarios y hogares

Imposibilidad utilizar fibra cerámica con fueloil

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Competitividad del gas natural - Mejora Rendimientos

Mejor rendimiento con gas natural por:

Menor exceso de aire

Ausencia de inquemados sólidos

Menor temperatura de salida de humos (equipos nuevos)

Posibilidad de instalación economizadores-recuperadores (equipos antiguos)

Posibilidad de empleo llama directa (secaderos/hornos)

Factores específicos de un determinado equipo o proceso

- Operatividad

Facilidad de operación

Posibilidad de operar a potencias bajas

Mayor modulación de potencia

Rapidez en la puesta en marcha

Facilidad de implantación de sistemas de regulación y control

-Otros factores específicos

Menor inversión (equipos nuevos)

Calidad

Productividad

Pérdidas al fuego

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Conclusiones

La implantación de gas natural en una

determinada zona trae consigo el

desplazamiento de otros combustibles o fuentes

de energía.

Los combustibles gaseosos en general y el gas

natural en particular ofrecen la posibilidad de

emplear una serie de técnicas de utilización que

determinan una mayor eficiencia energética.

introducciÓn a la cogeneraciÓngnf.cdn.avanzo.com/archivos/resources/2351_es_es.pdf · el operador...

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