hitachi sistema de cogeneracion de energia con turbina de gas

“Tecnología Japonesa para la
Eficiencia Energética y
Proyectos de Mecanismo de
Desarrollo Limpio (MDL)”
HITACHI
HITACHI
Noviembre 22, 2007
Hitachi México, S.A. de C.V.
Ing. M. Granados, Gerente Div. 1
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P.1
Contenido
1. Sistema de Cogeneración
con Turbina de Gas H-25/H-15
2. Tecnologías de Ahorro
de Energía
Para Clientes Industriales
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P.2
HITACHI
HITACHI
TURBINA DE GAS H-25/H-15
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P.3
Contenido
Historia
Experiencia
Características
Desempeño
Aplicaciones a Plantas
Inspección y Mantenimiento
Servicio Global a Turbinas Hitachi
Historia
1966
1ª. Turbina de Gas Hitachi Liberada
1988
1ª. Unidad H-25 en Operación Comercial
1998
1ª. Planta de C/C H-25 en Operación Comercial
2000
1ª. Unidad H-25 en Ultramar en Operación Comercial
2002
1ª. Unidad H-25 LNC en Operación
Comercial
2006
Ventas de H-25/H-15 Sobrepasan las 100
unidades
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P.5
Experiencia en Turbinas de Gas H-25/H15
Asia
Europa y Rusia
10
6
Africa
América
Del Norte
20
América Central
y del Sur
6
30
5
12
20
Asia del Sur
Asia Occidental
y Medio Oriente
Total 104 unidades
: H-25: 99 unidades
: H-15
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5 unidades
P.6
Registro de Instalación de Turbinas de Gas
Totas las Instalaciones de Turbinas
de Gas Hitachi
MODELO
Total 521 unidades
Capacidad/Unidad
Unidades Vendidas
H-25
31,000 kW
99
H-15
16,900 kW
5
MS1002
5,050 HP
2
MS3002
15,140 HP
28
MS5001
26,300 kW
286
MS5002
38,000 HP
12
MS6001B
39,160 kW
28
MS6001FA
70,140 kW
3
MS6001FA
85,400 kW
31
167,800 kW
20
65,400 HP
1
123,400 kW
6
MS7001B/E/FA
MS7002
MS9001B/E
H-25
Con
Acuerdo de
Manufactura
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P.7
Características de las Turbinas de Gas
H-25/H-15
Características
Confiable Diseño para Servicio Pesado
Mantenimiento en sitio disponible
Utiliza Tecnología Avanzada ya Probada
Compresor
17 etapas
Tipo separación
horizontal
Combustores
10 botes
Tipo flujo reverso
Turbina
3 etapas
Tipo impulso
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P.8
Desempeño – Ciclo Simple
Desempeño
Capacidad
Eficiencia
H-25
H-25
H-15
130
Gas
Natural
Aceite
destilado
Gas
Natural
120
kW
31,000
30,000
16,900
%(LHV)
34.8
33.6
34.3
Unidades
110
Salida (%)
Característica
Curva de Corrección
100
90
80
Régimen
Térmico
Flujo de
Escape
Temperatura
de escape
kJ/kWh
10,340
10,710
10,500
Btu/kWh
9,806
10,157
9,950
Kg/s
94.0
94.3
52.9
Deg C
564
564
564
70
-20
-10
0
10
20
30
40
50
Temperatura de Admisón a Compresor (°C )
Turbinas de Gas Clases 30MW/17MW de Alta Eficiencia
Condición ISO (Temperatura: 15°C)
Caída de Presión de Admisión : 3.5 pulg H2 O Caída de Presión de Escape : 2.5 pulg. H2 O
Caso de Combustor Convencional
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P.9
Emisiones de NOx
Combustor
Reducción
de NOx
Flujo de
Inyección
(%*1)
NOx ppm
(15% O 2)
-
0
188
Vapor
2.5
53
Agua
3.0
25
-
0
264
Vapor
2.5
74
Agua
3.0
42
Gas Natural
Seco
0
25
Gas Natural
Aceite
destilado
Seco
0
25
Agua
2.5
42
Combustible
Gas Natural
Combustor
Convencional
Aceite
destilado
LNC
(Tipo combustible único)
LNC
(Tipo combustible dual)
Nota: *1 : Relación de flujo
Temperatura Ambiente :
Humedad Relativa :
Condición de Operación:
de masa a aire de admisión
15 grados C
60%
Carga Base
Alcanza
25 ppm
mediante LNC
LNC: Combustor de bajo NOx
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P.10
Diseño de Paquete Modular (H-25)
4
2
Arreglo Flexible en Sitio
8.5 m
1
3
No.
13.5m
1
47 t
Tanque de aceite de lubricación,
Engranaje reductor y auxiliares
82 t
2
Generador
85 t
3
Sistema de toma de aire
51 t
4
Sistema de escape
7t
4.6 m
2
4
PESO
Turbina de Gas + Base
1
3
PAQUETE
?
6.6m
12.4m
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P.11
Aplicación a Plantas
Aplicaciones Varias
Planta de Cogeneración
Planta de Ciclo Combinado
Sistema de Suministro Multi-Energía
Manejo de Compresores con Sistema de Inversores
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P.12
Aplicación a Plantas
– Planta de Cogeneración
Eficiencia de la Planta de Cogeneración
> 80 %
Vapor
Combustible
Configuración
Aire
HRSG
de Sistema
Turbina de Gas H-25
Salida de Potencia
Desempeño
(Típico)
Agua
Generador
29,910 kW
Salida Térmica
(6 MPa/ 300 C)
Eficiencia Total
Más de
60 Ton/Hr
80 % (LHV)
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P.13
Desempeño de la Planta de
Cogeneración
Cantidad Típica de Producción de Vapor para el Sistema de Cogeneración H-25
El sistema de Cogeneración con HRSG proporciona 50-60 ton/hr de vapor
Producción de Vapor
Sin Combustion Adicional
Producción de Vapor
Con Combustión Adicional
HRSG Inlet Temp. 700C
HRSG Inlet Temp. 560C
100
70
250?
Saturated Steam
90
300?
60
Steam Flow (t/h)
Steam Flow (t/h)
Saturated Steam
350?
400?
50
450?
300?
250?
350?
80
400?
450?
70
500?
500?
60
40
2
4
6
8
Steam Pressure (MPa)
10
2
4
6
8
10
Steam Pressure (MPa)
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P.14
Desempeño de Planta de Cogeneración
Eficiencia (%)
80
Exhaust Temp. (C)
90
Sistema de
Cogeneración
70
600
H-25
500
400
20
25
30
35
40
Gas Turbine Output (MW)
45
60
50
25
20
: Tipo Aero-derivado
: Tipo de servicio pesado
Condiciones de Vapor
Presión: 2.0MPa
Temperatura: 262 grados C
Sistema de
Ciclo simple
25
30
35
40
Capacidad de Turbina de Gas (MW)
45
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P.15
Distribución Típica de Planta de
Cogeneración
No.
4
9
10
8
3
12
2
11
7
1
6
13
5
EQUIPO
1
TURBINA DE GAS
2
GENERADOR
3
HRSG( ”HEAT RECOVERY
STEAM GENERATOR”)
4
CHIMENEA
5
CASA DE TOMA DE AIRE
6
PAQUETE DE CONTROL T.G.
7
CUBÍCULO DE AUXILIARES DEL
GENERADOR
8
EDIFICIO DE CONTROL LOCAL Y
ELÉCTRICO
9
TRANSFORMADOR DE SUBIDA
DEL GENERADOR
10
138kV GIS
(“GAS INSULATED
SWITCHGEAR”)
11
TORRE DE ENFRIAMIENTO
12
PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUA
13
TANQUE Y EVAPORADOR DE
AMONIACO
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P.16
Instalación de Planta de Cogeneración
Refineria Alberto Pasqualini, Brasil
(Operación Comercial: Junio, 2006)
Salida de
Potencia
Salida Térmica
Eficiencia Total
27,120 kW
(6 MPa/ 300 deg C)
80 Ton/Hr
84.3% (LHV)
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P.17
Aplicación a Plantas
– Planta de Ciclo Combinado
Eficiencia Bruta del Ciclo Combinado
> 50 %
Desempeño Típico 1025 (1xH25 + 1xHRSG + 1 Turbina de Vapor)
Vapor
Combustible
Configuración
Aire
HRSG
Del Sistema
Generador
Condensador
Generador
Agua
Turbina de Gas H-25
Desempeño
(Típico)
Salida Total de la Planta
44,410 kW
Salida de la Turbina de Gas
30,080 kW
Salida de la Turbina de Vapor
14,330 kW
Eficiencia Bruta
50.1 % (LHV)
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P.18
Aplicación a Plantas
– Planta de Ciclo Combinado
Desempeño Típico 2025 (2xH25 + 2xHRSG + 1 Turbina de Vapor)
Combustible
Aire
Turbina de Vapor
Generador
Configuración
Del Sistema
Condensador
HRSG
Turbina de Gas H-25 y Generador
Salida Total de la Planta
89,280 kW
Diseño
Salida de la Turbina de gas
29,910 kW x 2
(Tipico)
Salida de la Turbina de Vapor
29,460 kW
Eficiencia Bruta
50.3 % (LHV)
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P.19
Instalación de Planta de
Ciclo Combinado
Goi Power Station de Goi Coast Energy, Ltd. en Chiba, Japón
(Operación Comercial: 01 Junio, 2004)
Salida de la planta : 127,680 kW
Cobumstible
Turbina de
Vapor
Aire
Generador
Turbina de Gas H-25
HRSG
Eficiencia Total
: Planeado 48.9%
Real 51.2%
Combustible
: Gas Natural
(H-25GTG + HRSG +STG) x 3 Trenes
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P.20
Sistema de Suministro de
Multi-Energía
Shimoyama Factory de Toyota Motor Corp. en Japón (1998)
Combustible
Aire
Sistema de Enfriamiento
En la Admisión.
Inyección de
vapor
HRSG
Gases de Escape
Generador
Sistema de Suministro
De Multi-Energía
Turbina de gas H-25
Turbina
De vapor
Generador
Electricidad
(15.7MW)
A la
Fábrica
Electricidad
(4.7MW)
Vapor BP
Vapor AP
Aire
Comprimido
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P.21
Manejo Mediante la Turbina de Gas H-25 de
Compresores movidos a Motor Eléctrico.
Mejor respuesta y fácil control de velocidad en un rango de 50-105%
Flexibilidad en selección del tamaño de los Compresores de Gas
Menor mantenimiento
Combustible
Aire
C.B.
C.B.
Turbina de Gas H-25
Tr.
Inversor
Interruptor
C.B.
Motor
Tr.
Inversor
Transformador
C.B.
Tr.
C.B.
Tr.
Compresor de Gas
Inversor
Betara Complex Development Project, Indonesia
(Operación Comercial: 2005)
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P.22
Inspección para Mantenimiento
Paradas Periódicas para Inspección
Tipo de Inspección
1
2
3
Inspección de Combustión
Inspección de Ruta de
Gases Calientes
Inspección Mayor
Intervalo (Hr)
Referencia de Operación Nota1)
16,000
(comb. Gas)
12,000
(comb. Aceite)
2 años
32,000
(comb. Gas)
24,000
(comb. Aceite)
64,000
(comb. Gas)
48,000
(comb. Aceite)
3
Largo Intervalo entre Mantenimientos
Tiempo de parada
7 días
4 años
16 días
8 años
25 días
2
1
* Intervalo y tiempo de parada estarán sujetos al ciclo y condiciones de oeración,
etc.
* Los tiempos para enfriamiento (1 día) y arranque (1-2 días) no están incluídos
en el tiempo de parada.
Nota 1) Caso de operación contínua
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P.23
Servicio Global a Turbinas HITACHI
Hitachi Power
Europe GmbH
Hitachi Power
Systems America, Ltd.
Hitachi Canadian
Industries Ltd.
Hitachi China Ltd.
Hitachi Turbine Global
Service Center
Hitachi Operation &
Maintenance Egypt SAE
Hitachi Middle
East Office.
Hitachi
Australia Ltd.
Hitachi Asia Ltd.
Asia Plant Maintenance
Service PTE Ltd.
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P.24
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TEL: 55-5282-9040
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