EMISIONES EN TURBINAS DE GAS
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EMISIONES EN TURBINAS DE GAS Jornada Técnica sobre el Desarrollo Normativo para la Cogeneración Madrid 15 Diciembre 2015 Òscar Andreu TURBOMACH Emisiones en turbinas de gas Emisiones en turbinas de gas NOx : Óxidos de Nitrógeno CO: Monóxido de Carbono CO2 : Dióxido de Carbono Efectos NOx Forma niebla fotoquímica Daña el tejido pulmonar y reduce su capacidad Causa bronquitis y asma CO Forma niebla tóxica Tóxico para los seres humanos y animales Efectos NOx Contribuye a la lluvia ácida humedad en el aire óxidos de nitrógeno dióxido de azufre trióxido de azufre ácidos nítricos ácido sulfuroso ácido sulfúrico Lluvia ácida lluvia Afecta a: • Vegetación • Animales acuáticos • Infraestrucutras Efectos NOx y CO2 Son gases de efecto invernadero (especialmente el CO2) Contribuyen al calentamiento global NOx y CO NOx: Óxidos de Nitrógeno NOx Nombre común para NO y NO2 No son un producto de la combustión Se forman por la elevada temperatura y presión en la cámara de combustión Menor Ratio fuel/aire CO: Mayor Ratio fuel/aire Monóxido de Carbono Se forma en el caso de temperaturas bajas en la cámara de combustión NOx y CO Emisiones CO / NOx CO Pobre Rango de Operación deseado Ratio Fuel/Aire NOx Rico Combustión Tipos de llamas de combustión en turbinas de gas LLAMA POR DIFUSIÓN – – LLAMA CON PREMEZCLA Usada en quemadores convencionales La mezcla aire/combustible se produce en la zona de combustión – – – 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 Quemador Bunsen Combustión Cámara de combustión Inyector Antorcha de ignición Entrada de combustible Entrada de aire para premezcla Combustión Quemador Bunsen Llama con premezcla ↓ Temp. de combustión ↓ Creación de NOx Llama por difusión ↑ Temp. de combustión ↑ Creación de NOx Entrada de combustible Entrada de aire para premezcla 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 Combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Llama por difusión Combinación de llama por difusión y llama con premezcla Inyector Inyector Cámara de combustión convencional Cámara de combustión de bajas emisiones Combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Llama por difusión Combinación de llama por difusión y llama con premezcla 2300°C 750ºC 1600°C Misma temperatura a la entrada de la turbina 750ºC Combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Llama por difusión Combinación de llama por difusión y llama con premezcla Combustible Combustible 40% 70% 2300°C 750ºC PREMEZCLA 30% Aire 60% 1600°C Aire Misma temperatura a la entrada de la turbina Misma cantidad de combustible 750ºC Combustión Bajas emisiones - SoLoNOx Combustible Combinación de llama por difusión y llama con premezcla Llama con premezcla Llama por difusión 40% 60% PREMEZCLA 1600°C Aire 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 Bajas emisiones - SoLoNOx Resumen comparativo Vs sistema convencional • 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 Combustión Cámaras de combustión Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Mayor volumen de aire Más grandes Combustión Inyectores Convencional Bajas emisiones - SoLoNOx Mayor volumen de aire Más grandes Disponen de dos entradas de combustible Sistema convencional / Sistema de bajas emisiones Turbina de gas TITAN 130 Sistema convencional Sistema de bajas emisiones Experiencia CO2 La combustión completa convierte todo el carbono del combustible en CO2 Combustible (CxHy) + Aire (N2,O2) CO2 + H2O + N2 + calor Gracias por su atención.
