mec_300_03_02

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 2

� PDVSA, 1983

MEC–300–03–02 TURBINAS DE GAS. GENERACION YACCIONAMIENTO (MANDO)

APROBADA

G. Parés / F. Rodríguez Werner VothENE.94 ENE.94

SERVICIOS INDUSTRIALES Y FACILIDADES AUXILIARES

DIC.96 G.P.0 E.J. A.N.

MANUAL DE ESTIMACION DE COSTOS CLASE V (TIPO CURVAS)

ESPECIALISTAS

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SERVICIOS INDUSTRIALES Y FACILIDADES AUX.

TURBINAS DE GAS.GENERACION Y ACCIONAMIENTO (MANDO) DIC.960

PDVSA MEC–300–03–02

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Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 INTRODUCCION 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 INCLUSIONES DEL ESTIMADO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Turbogenadores 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Turbina de Gas para Accionamiento (mando) 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 INVERSION 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Turbogeneradores a Gas 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Turbinas de Gas para Accionamiento (mando) 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mec/indice_mec.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mec/vol02/indice_vol02.htm

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1 INTRODUCCIONEste documento contiene información que permite obtener el estimado del costototal instalado (CTI), de facilidades para la generación de eléctricidad a través deturbínas de gas, las cuales forman parte de los sistemas de potencia y serviciosindustriales asociados a plantas de refinación y petroquímica.

También contiene este documento información que permite obtener el estimado delcosto total instalado (CTI), de facilidades para el accionamiento (mando), a travésdel uso de turbinas de gas.

La data de costos con la cual se generaron las correlaciones y curvas provienendirectamente de fabricantes y proveedores. Esta data se validó con informacióndisponible en las filiales operadoras de PDVSA.

Los costos están basados en US$, Costa Americana del Golfo (USGC), para elcuarto trimestre de 1.996.

Los tipos de turbinas de gas cubiertas en este documento son dos (2):

– Industrial

– Aereoderivadas

A título informativo, a continuación se presentan las características más importantesde los tipos de turbinas consideradas en este documento:

– Turbina a gas tipo industrial.

Este tipo de turbina es mucho más pesada, robusta y grande. Son de mayor pesopor unidad de potencia, requiriendo mayor tiempo de erección y arranque. Unamáquina de este tipo debe ser dividida en partes para su transporte y erección.Estas turbinas se pueden construir en dos (2) ejes, para aplicaciones pequeñas,y de un (1) solo eje para aplicaciones en donde se requieran potencias superioresa 35.000 hp (26.100 K.W.). Este tipo de turbinas, de gran rango de capacidad(potencia), son requeridas principalmente en centrales eléctricas donde lascondiciones de operación son muy estables, permitiendo su operación a unavelocidad prácticamente constante. Las turbinas industriales a diferencia de lasaerodrivadas, pueden utilizar una mayor variedad.

– Turbina de gas tipo “Aeroderivadas”.

Las aeroderivadas reciben su nombre, por el hecho de que originalmente fuerondiseñadas para su uso en la aviación. En consecuencia, se caracterizanfundamentalmente por ser livianas y de pequeño tamaño. En comparación conlas industriales, ambas turbinas poseen los mismmos componentes principales(compresor axial, cámara de combustión, turbina de alta presión, etc.),diferenciandose la aeroderivada en no incorporar la turbina de potencia en sudiseño original. En consecuencia, las turbinas aeroderivadas son de dos (2) ejesindependientes.




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Las turbinas aeroderivadas se diseñan bajo el concepto del menor espacio y pesoposible, empleandose para su construcción materiales altamente resistentes quepermiten minimizar el espesor de las paredes.

Estas turbinas son tipo paquete, de pequeñas dimensiones y pesan pocastoneladas, lo que significa menor tiempo de instalación.

2 INCLUSIONES DEL ESTIMADO

2.1 Turbogenadores

Las mínimas inclusiones del conjunto formado por la turbina de gas y el generador,consideradas para el estimado de costos e igualmente válidas para los dos (2) tiposde turbinas mencionadas, son:

– Turbina de gas, para un solo tipo de combustible

– Generador eléctrico enfriado por aire

– Sistema estandar de arranque del generador

– Patin base

– Cobertura

– Ducto de entrada estandar

– Ducto de salida estandar

– Silenciador del escape

– Controles estandares

– Centro control de motores

– Baterias

– Protecciones contra incendio

– Caja de engranaje de reducción, en unidades menores a los 33.500 hp (25.000K.W.)

– Instalación completa en el sitio

– Conexionado

– Inspecciones

– Pruebas y arranque

– Fundaciones

– Obras civiles complementarias

– Suministro e instalación de tuberias, instrumentación y electricidad.

– Pinturas en talleres y en el sitio

– Cualquier otro trabajo asociado a la instalación




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NOTA:

Se excluyen del costo de inversión de los turbogeneradores, los referentes a:

– Edificaciones (sala de turbinas y sala del cuarto de control)– Sistema de reducción de NOx– Sistema de inyección de agua o vapor para control de emisiones– Interruptores (breakers) del generador– Filtros en la entrada– Chimenea del escape– Sistemas de transformadores y distribución eléctrica.– Equipos de compresión y tratamiento del gas combustible.La inclusión o exclusión, de estos equipos periféricos se dejan a criterio del usuario.Si desea conocer el impacto de incluirlos, se deben tener en cuenta las siguientesconsideraciones:

– Si el equipo es mayor de 33.500 h.p. (25.000 K.W.), se debe aumentar el precioobtenido de las correlaciones en un 10%.

– Si el equipo es menor de 35.500 h.p. (25.000 K.W.), se debe aumentar el precioobtenido de las correlaciones en un 15%.

Conviene señalar, que en la mayoría de las cotizaciones recibidas, los costos deestos equipos perifericos indicados, son excluidos. Por lo que consideramos másrepresentativos excluirlos de las correlaciones de costos.

En la Fig. 1 se representa un esquema típico de un grupo turbogenerador a gas.

2.2 Turbina de Gas para Accionamiento (mando)Las minimas inclusiones en la turbina de gas, para accionamiento (mando),consideradas en el estimado de costos e igualmente válidas para los dos (2) tiposde turbinas mencionadas, son:

– Turbina de mando, alimentada con gas natural– Caja de reducción, en unidades menores a los 33.500 h.p. (25.000 K.W.).– Patín base– Cobertura– Ductos de entrada– Ductos de salidas– Silenciador de escape– Controles estándares– Protección contra incendios– Sistema de arranque




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– Instalación completa en el sitio– Conexionado– Inspecciones– Pruebas y arranque– Fundaciones– Obras cíviles complementarias– Suministro e instalación de tuberías, instrumentación y electricidad.– Pinturas en taller y en el sitio– Cualquier otro trabajo asociado a la instalación

NOTA:

Se excluye en este estimado de la turbina de gas para accionamiento (mando), loscostos referentes a las edificaciones (sala de turbinas y sala del cuarto de control),el equipo a ser accionado tal como (bomba, compresor y generador), sistema dereducción de emisiones de NOx, CO, tipo húmedo o seco.




41.5 m

6 2 1 3 4 5 7 9 10

13.5

m

6 2 31 4

16 15 17 14 8 11 12 7 9 10

1 TURBINA DE GAS

2 CAMARA DE COMBUSTION

4 GENERADOR / EXITADOR

3 BLOQUE DE ENGRANAJES

5 BLOQUE DE ENTRADA DE AIRE

6 CHIMENEA DE ESCAPE

7 DUCTO DE BARRA DEL GENERADOR

8 MODULO INTERRUPTOR DEL GENERADOR

9 TRANSFORMADOR AUXILIAR

17 BLOQUE DE VALVULA DE CONTROL

16 SISTEMA REDUCCION NOx, HUMEDO

15 BLOQUE DE ”FUEL OIL”

14 BLOQUE DE ENFRIAMIENTO

13 BLOQUE AUXILIAR

12 MODULO DE CONTROL

11 MODULO DE ARRANQUE

10 TRANSFORMADOR PRINCIPAL

LISTA DE EQUIPOS Y ACCESORIOSNo.

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Fig 1. ESQUEMA TIPICO DE GRUPO TURBOGENERADOR A GAS




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3 INVERSION

3.1 Turbogeneradores a GasEl costo total instalado (CTI) para los diferentes tipos de turbogeneradores a gasconsiderados, viene dado por las siguientes ecuaciones:

– Turbogenerador a gas tipo industrial.CTI = 10,92 * (capacidad)0,76

donde:CTI : MUS$, 4to. trimestre,1996Capacidad : K.W. (potencia generada)Localización : U.S. Gulf Coast, (USGC)

En la ecuación del CTI, los costos indirectos corresponden a un 30% de los directos.

La correlación es aplicable en un intervalo de capacidad de potencia generada, entre1.000 y 240.000 K.W. (746 a 178.970 h.p.).

La gráfica 1 presenta la correlación costo vs. capacidad, de este tipo deturbogenerador a gas.

La gráfica 2 presenta el costo unitario instalado vs. capacidad, para este tipo deturbogenerador a gas.

– Turbogenerador a gas tipo aereoderivado.CTI = 2,81 * (capacidad)0,89

donde:CTI : MUS$, 4to. trimestre, 1996Capacidad : K.W. (potencia generada)Localización : U.S. Gulf Coast (USGC)

En al ecuación del CTI, los costos indirectos corresponden a un 30% de los directos.

La correlación puede utilizarse para un intervalo de capacidades de potenciagenerada, entre 3.800 y 55.000 K.W. (2.834 a 41.014 h.p.).

La gráfica 1 presenta la correlación costo vs. capacidad, de este tipo deturbogenerador a gas.

La gráfica 2 presenta el costo unitario instalado vs. capacidad, para este tipo deturbogenerador a gas.




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3.2 Turbinas de Gas para Accionamiento (mando)El costo total instalado (CTI) para los diferentes tipos de turbinas de gas paraaccionamiento (mando), viene dado por las siguientes ecuaciones:

– Turbina de gas tipo industrial, para accionamiento (mando).CTI = 4,12 * (capacidad)0,80

donde:CTI : MUS$, 4to. trimestre, 1996Capacidad : h.p. (potencia transmitida)Localización : U.S. Gulf Coast, (USGC)


La correlación es aplicable en un intervalo de capacidades de potencia transmitida,entre 1.300 y 110.000 h.p. (970 y 82.030 K.W.).

La gráfica 3 presenta la correlación costo vs. capacidad, de las turbinas de gas tipoindustrial para accionamiento (mando).

La gráfica 4 presenta el costo unitario instalado vs. capacidad, para este tipo deturbina de gas industrial para accionamiento (mando).

– Turbina de gas aereoderivada para accionamiento (mando).CTI = 0,87 * (capacidad)0,95

donde:CTI : MUS$, 4to. trimestre, 1996Capacidad : h.p. (potencia transmitida)Localización : U.S. Gulf Coast, (USGC)


La correlación puede utilizarse para un intervalo de capacidades de potenciatransmitida, entre 5.000 y 70.000 h.p. (3.730 a 52.200 K.W.).

La gráfica 3 presenta la correlación costo vs. capacidad, de este tipo de turbina degas aereoderivada para accionamiento (mando).

La gráfica 4 presenta el costo unitario instalado vs. capacidad, para este tipo deturbina de gas aereoderivada para accionamiento (mando).




TURBOGENERADORES A GAS: TIPO INDUSTRIAL Y AEREODERIVADO.

POTENCIA (KW)

CT

I (M

$ U

SGC

)

1.000

10.000

100.000

1.000.000

1.000 10.000 100.000 1.000.000

TURBOGEN. A GAS (IND.) TURBOGEN. A GAS (AEREO.)

GRAFICO No. 1 4to. Trimestre 1.996 USGC.

RE

VIS

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anualIndice volum

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TURBOGENERADORES A GAS: TIPO INDUSTRIAL Y AEREODERIVADO.

POTENCIA (KW)

CO

STO

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RIO

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S $/

KW

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500

600

700

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1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

1.600

1.700

1.800

1.900

2.000

2.100

0 25.000 50.000 75.000 100.000 125.000 150.000 175.000 200.000 225.000 250.000 275.000 300.000

TURBOGEN. A GAS (IND.) TURBOGEN. A GAS (AEREO.)


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TURBINA DE GAS ACCIONADORA (MANDO): TIPO INDUSTRIAL Y AEREODERIVADA.

POTENCIA (hp.)

CT

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1.000 10.000 100.000 1.000.000

TURB. DE GAS MANDO (IND.) TURB. DE GAS MANDO (AEREO.)

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TURBINA DE GAS ACCIONADORA (MANDO): TIPO INDUSTRIAL Y AEREODERIVADA.

POTENCIA (hp.)

CO

STO

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ITA

RIO

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h.p.

)

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0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 110.000

TURB. DE GAS MANDO (IND.) TURB. DE GAS MANDO (AEREO.)·


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