UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

CENTRAL TERMOELCTRICA VENTANILLACurso: Laboratorio de Ingeniera Mecnica IICdigo del curso: MN 463Seccin: A

INTEGRANTES:RAMOS CUIPA JORGE 20127023HDAVIRAN MELGAREJO MICHEL 20111186JCRUZ-SARAVIA-JAMES JUNIORS 20112093EPADILLA-SANCHEZ-OSCAR FERNANDO 20122574FTOCASQUE-SEVILLANO-JORGE LUIS 20091091I

2015 II

INTRODUCCIN

En presente informe contiene informacin acerca de la Central Termoelctrica Ventanilla, en la cual se presentar su ubicacin, empresa poseedora de dicha central, caractersticas generales de la central e informacin acerca de su aporte al Sistema Interconectado Nacional (SEIN).Se suministrar informacin general de las centrales termoelctricas, aquellas que se encuentran operando en el pas, su aporte y en qu posicin se encuentra la central termoelctrica de Ventanilla con respecto a potencia efectiva generada.Se observar cuanto es la produccin de energa elctrica de la Central Termoelctrica de Ventanilla en los ltimos aos.

NDICE

Introduccinndice 11. Informacin General Generacin Elctrica 1.1. Sistema Elctrico Interconectado Nacional.. 2 1.2. Parque de Generacin del SEIN ... 2 1.3. Centrales de Generacin del SEIN .. 4 1.4. Centrales Trmicas Convencionales .. 52. Central Termoelctrica de Ventanilla 2.1. Datos Generales de la Central.... 6 2.2. Descripcin de la Central..... 7 2.3. Antecedentes....... 8 2.4. Caractersticas de la unidades de la Central.... 14 2.5. Produccin de la Central ...... 16

1. INFORMACIN GENERAL GENERACIN ELCTRICA

1.1. SISTEMA ELCTRICO INTERCONECTADO NACIONAL (SEIN)El Sistema Elctrico Interconectado Nacional (SEIN) del Per es abastecido por un parque de generacin conformado por centrales hidrulicas y centrales trmicas; asimismo, en los ltimos aos se han puesto en operacin centrales tanto hidrulicas como trmicas, que por cuyas caractersticas han sido catalogadas como centrales de Recursos Energticos Renovables (RER), dado el fomento por parte del Estado Peruano a un mayor aprovechamiento de los recursos renovables. La industria de generacin elctrica en el Per es conformada por empresas de generacin tanto privadas como del Estado, 37 de stas conforman las empresas integrantes del Comit de Operacin Econmica del Sistema Nacional (COES-SINAC), las cuales han puesto a disposicin de este Comit sus unidades de generacin, para que ste las requiera a operacin segn un despacho econmico en tiempo real de todo el conjunto.

1.2. PARQUE DE GENERACIN DEL SEINEl parque de generacin del SEIN que es despachado por el COES-SINAC, a diciembre de 2013 est conformado por 79 centrales, de las cuales 48 son centrales hidrulicas, 27 son centrales trmicas y 4 son centrales solares, cuya produccin en conjunto representan el 53.3 %, 46.2 % y 0.5 % respectivamente, de la produccin de energa elctrica correspondiente al ao 2013. En su conjunto estas centrales tienen una potencia efectiva de 7775.6 MW, de los cuales 3171.3 MW corresponden a centrales hidrulicas, 4524.3 MW a centrales trmicas y 80 MW a centrales solares.

Las unidades de generacin que componen estas centrales, se basan en distintos tipos de tecnologas y distintos tipos de fuentes primaria de energa. La potencia efectiva por tipo de fuente de energa primaria a diciembre de 2013, se distribuye conforme el siguiente grfico.

1.3. CENTRALES DE GENERACIN DEL SEINEl SEIN est conformado por reas operativas, ligadas tanto al mbito geogrfico del pas, como a aspectos propios de la red de transmisin; estas reas se pueden resumir en tres (03) reas: rea norte, rea centro y rea sur, las cuales se encuentran interconectadas con los enlaces de trasmisin Paramonga Chimbote, en el caso de las reas norte y centro, y la interconexin Mantaro Socabaya en el caso de las reas centro y sur.En el siguiente cuadro se muestra la relacin de empresas y el tipo de generacin que operan segn el rea donde se encuentran ubicadas sus respectivas centrales.

1.4. CENTRALES TRMICAS CONVENCIONALES1.4.1. QU ES UNA CENTRAL TRMICA CONVENCIONAL?En lascentrales trmicas convencionales (o termoelctricas convencionales)se produce electricidad a partir de combustibles fsilescomo carbn, fueloil o gas natural, medianteun ciclo termodinmico de agua-vapor. El trmino convencionales sirve para diferenciarlas de otras centrales trmicas, comolas nuclearesolas de ciclo combinado.

1.4.2. COMPONENTES DE UNA CENTRAL TRMICA CONVENCIONAL

Caldera. En este espacio el agua se transforma en vapor, cambiando su estado. Esta accin se produce gracias a la combustin del gas natural (o cualquier otro combustible fsil que pueda utilizar la central), con la que se generan gases a muy alta temperatura que al entrar en contacto con el agua lquida la convierten en vapor.El agua que se transforma en vapor circula por unas caeras llamadas serpentines, donde se produce el intercambio de calor entre los gases de la combustin y el agua.

Turbina de vapor. Mquina que recoge el vapor de agua y que, gracias a un complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que la atraviesa. Esta turbina normalmente tiene varios cuerpos, de alta, media y baja presin, para aprovechar al mximo el vapor de agua.

El eje que atraviesa los diferentes cuerpos est conectado con el generador.

Generador. Mquina que recoge la energa mecnica generada en el eje que atraviesa la turbina y la transforma en elctrica mediante induccin electromagntica. Las centrales elctricas transforman la energa mecnica del eje en una corriente elctrica trifsica y alterna.1.4.3. FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento de las centrales termoelctricas convencionales es el mismo independientemente del combustible que se utilice.

Sin embargo, s hay diferencias en el tratamiento previo que se hace al combustible y del diseo de los quemadores de las calderas de las centrales.

Centrales de carbn. Donde el combustible debe ser triturado previamente. Centrales de fueloil. Donde el combustible se calienta para una utilizacin ms fcil. Centrales de gas natural. Que no precisa almacenaje, llegando as directamente por gaseoductos. Centrales mixtas. Que pueden utilizar diferentes combustibles, siendo necesarios los tratamientos previos anteriormente citados.

Una vez el combustible est en la caldera, se quema. Esto provoca que se produzca energa calorfica que se utilizar para calentar agua y as transformarla en vapor a una presin muy elevada.

A partir de este vapor se hace girar una turbina y un alternador para que este produzca electricidad. La electricidad generada pasa por un transformador para aumentar su tensin y as transportarla reduciendo las prdidas por Efecto Joule.

El vapor que sale de la turbina se enva a un elemento llamado condensador para convertirlo en agua y as retornarlo a la caldera para empezar un nuevo ciclo de produccin de vapor.

2. CENTRAL TERMOELCTRICA VENTANILLA

2.1. DATOS GENERALES DE LA CENTRAL

2.1.1. UBICACINLa central de Ventanilla est localizada en la Avenida del Bierzo, en el distrito de Ventanilla, provincia del Callao, departamento de Lima. Especficamente, est localizada en la margen derecha del rio Chilln, en la localidad denominada Pampa de los Perros, alrededor de 10 kilmetros de la carretera a ventanilla (Av. Nstor Gambeta). El proyecto est ubicado a 50 metros sobre el nivel del mar, y las coordenadas del proyecto son: 115614.19 latitud sur y 770709.07 longitud este.

2.1.2. EMPRESA POSEEDORAEMPRESA DE GENERACIN ELCTRICA S.A.A. (EDEGEL S.A.A.):Empresa del Grupo ENEL S.A.

2.2. DESCRIPCIN DE LA CENTRAL

La central cuenta con dos unidades turbo gas y una unidad turbo vapor que pueden operar en conjunto en modo de ciclo combinado; asimismo, las dos unidades turbo gas puede operar independientemente en modo de ciclo abierto. Las unidades turbo gas (TG3 y TG4) son del tipo dual; es decir, pueden operar con combustible diesel o con gas natural. El vapor utilizado en la unidad turbo vapor (TV) es generado empleando el calor de los gases calientes expulsados por las unidades turbo gas durante su operacin; dicha unidad solo opera en modo de ciclo combinado. Esta central es la primera central de ciclo combinado de nuestro pas que opera con gas natural.Figura 1: Central Termoelctrica de Ventanilla

2.3. ANTECEDENTES2.3.1. PROYECTO CONVERSIN DE CICLO SIMPLE A CICLO COMBINADOEl desarrollador del proyecto Conversin de ciclo simple a ciclo combinado en la Central Trmica de Ventanilla es Empresa de Generacin Elctrica S.A.A. (EDEGEL S.A.A.).La actividad del proyecto consiste en la conversin de dos turbinas a gas de 160 MW, de ciclo simple a ciclo combinado. Esta conversin permitir adicionar alrededor de179 MW de capacidad al sistema interconectado nacional, con un incremento de minino de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs). La capacidad instalada del proyecto es de 490 MW y la generacin promedio anual de energa est estimada en 3 863.16 GW-h. Se estima que el proyecto desplazar 375 051 toneladas de dixido de carbono equivalente (tCO2e) por ao y 2 625 358 en el primer perodo de acreditacin de 7aos, generando un monto equivalente de certificados de reduccin de emisiones (CERs). El proyecto consiste en la conversin a ciclo combinado de dos turbinas Siemens V84.3A, a gas ciclo simple, las cuales entraron en operacin comercial el ao 1998. El equipo principal, utilizado para esta conversin, est compuesta por dos recuperadores de calor generadores de vapor con post combustin, una turbina de vapor Siemens KN SST6-5000 de 179MW, un condensador, dos torres de enfriamiento y un generador de 230 MVA. El lmite del proyecto es el sistema elctrico interconectado nacional (SEIN). El proyecto estar conectado al SEIN a travs de la subestacin de Ventanilla, localizada en las instalaciones del proyecto.

Monto de Inversin: 156, 580,403 millones de dlares Vida til del Proyecto: 20 aos. Se espera normalmente que estos equipos tengan una vida til de 30 aos pero el ciclo combinado de Ventanilla est compuesto entre otras cosas por dos turbinas de gas antiguas y una turbina a vapor nueva. Las dos turbinas a gas antiguas ya tienes ms de 10 aos por lo que el ciclo combinado tendra una vida til de solo 20 aos.

Reduccin acumulada de CO2 equivalente

En caso de proyectos de generacin de energa: Capacidad en megavatios: La planta de ciclo combinado tiene alrededor de 490 MW. De esto 490 MW aproximadamente179 MW son producto de la expansin de la capacidad elctrica de Ventanilla gracias a la incorporacin de la turbina a vapor como parte del proyecto de conversin a ciclo combinado.Poblacin beneficiaria: La localidad denominada Pampa de los Perros en el distrito de Ventanilla.

Actividad econmica: Las principales actividades econmicas de las comunidades aledaas al proyecto de inversin son: La ganadera (ganado porcino).

Impactos:Impactos sociales: Generacin empleos directos e indirectos, negocios y servicios locales. Se espera que el proyecto genere, durante la etapa de desarrollo, 200 empleos. Tambin, cuando la planta trmica entre en operacin comercial se crearn 17 nuevos empleos permanentes. Adicionalmente, las etapas de desarrollo y construccin generarn un gran impacto en el rea local y tambin a nivel municipal.

Transfiriendo tecnologa Nueva. Este proyecto ser la primera central trmica de ciclo combinado de esta magnitud, y representar la central trmica de tecnologa ms avanzada en el Per. La tecnologa ser proporcionada por Siemens Westinghouse, lo cual permitir recibir, a trabajadores calificados, entrenamiento en la implementacin y operacin de tecnologa avanzada delas turbinas a gas y el sistema de generacin elctrico. Este entrenamiento se realizar tanto el Per como a nivel internacional, con una duracin de 9000horas/hombre, puesto que el proyecto requiere un staff bien entrenado para el mantenimiento y operacin del recuperador de calor generador de vapor y equipos auxiliares, as como tambin la turbina de vapor y la unidad degeneracin elctrica. Mejoras de la calidad de vida de los habitantes de la zona gracias al incremento de los ingresos locales. Impactos econmicos: Permitir la reduccin de las tarifas elctricas, puesto que proporcionar energa con una planta trmica de alta eficiencia y desplazar a plantas trmicas cuyo costo de generacin es ms alto, a la vez que reduce las emisiones de GEIs. Aumento de la capacidad nacional en la potencia de generacin, canalizando de esta manera, nuevos proyectos en la industria y minera, los cuales contribuirn con el desarrollo global del pas. Contribuyendo a la contabilidad fiscal del Per a travs del pago de impuestos Ayudando al Per a mejorar su balanza comercial de hidrocarburos a travs dela reduccin de la importacin de petrleo para ser utilizado en generacin elctrica. Impactos medioambientales: La implementacin del proyecto generar energa extra, sin consumir combustible fsil, lo cual permitir reducir las emisiones de CO2.

2.3.2. CICLO COMBINADO2.3.2.1. QU ES UNA CENTRAL DE CICLO COMBINADO?La central trmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad mediante la utilizacin conjunta de dos turbinas: Un turbogrupo de gas Un turbogrupo de vapor

Es decir, para la transformacin de la energa del combustible en electricidad se superponen dos ciclos:

El ciclo de Brayton (turbina de gas): toma el aire directamente de la atmsfera y se somete a un calentamiento y compresin para aprovecharlo como energa mecnica o elctrica. El ciclo de Rankine (turbina de vapor): donde se relaciona el consumo de calor con la produccin de trabajo o creacin de energa a partir de vapor de agua.

2.3.2.2. VENTAJASLas caractersticas principales de las centrales trmicas de ciclo combinado son:

Flexibilidad. La central puede operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mnimo de aproximadamente el 45% de la potencia mxima. Eficiencia elevada. El ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por un margen ms amplio de potencias. Sus emisiones son ms bajas que en las centrales trmicas convencionales. Coste de inversin bajo por MW instalado. Periodos de construccin cortos. Menor superficie por MW instalado si lo comparamos con las centrales termoelctricas convencionales (lo que reduce el impacto visual). Bajo consumo de agua de refrigeracin. Ahorro energtico en forma de combustible.2.3.2.3. PARTES FUNDAMENTALES DE UNA CENTRAL DE CICLO COMBINADOPara entender el funcionamiento de una central trmica de ciclo combinado hay que conocer primero las partes que la forman:

Turbina de gas. Que consta de: Compresor, cuya funcin es inyectar el aire a presin para la combustin del gas y la refrigeracin de las zonas calientes. Cmara de combustin, donde se mezcla el gas natural (combustible) con el aire a presin, produciendo la combustin. Turbina de gas, donde se produce la expansin de gases que provienen de la cmara de combustin.Consta de tres o cuatro etapas de expansin y la temperatura de los gases en la entrada est alrededor de 1.400C saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600C.

Caldera de recuperacin. En esta caldera convencional, el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor. Turbina de vapor. Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos y est basada en la tecnologa convencional. Es muy habitual que la turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un mismo eje de manera que accionan un mismo generador elctrico.

Figura 2: Esquema de una central termoelctrica de ciclo combinado

2.3.2.4. FUNCIONAMIENTO DE LA CENTRAL TERMOELCTRICA DE CICLO COMBINADO

Figura 3: Funcionamiento de la central termoelctrica de ciclo combinado

2.4. CARACTERSTICAS DE LAS UNIDADES DE LA CENTRAL La central tiene las siguientes caractersticas:

En el siguiente cuadro se muestra algunas de las caractersticas de las turbinas que usa la central.

Turbina de Gas SIEMENS V84.3 A

Turbina de Vapor SIEMENS SST6-5000

2.5. PRODUCCIN DE LA CENTRALPRODUCCIN DE ENERGA (KW-h)

ENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOSETOCTNOVDICTotal

2013255.3253.8276.5252.5165.9168.4167229.7325310.3305.4297.63,007.30

2012227.8156.7196.4137.6232.5163.3235.5321.6309316.1285.6254.92,837.00

2011295,9156,5260,1289,7323,1315,1298,7291.2316,6310,8303,7274,63,435.90

2010171,6104,4154,9239,2322,7320,2340,6275,0302,4350,3331,2302,23,214.60

2009250,6214,8278,8244,1293,3186,4191,2353,4299,6347.9292,8303,43256.2

2008162,9268,2285,2272,5321,1339,4327,7291,9313,7300,7327,8276,73,487.80

2007148,5142.5162.7179.6264.2273.2340235300,8291.9310270.72919.2