Grupo insonorizado dividido en tres plantas para central de ciclo combinado en Coatzacoalcos, México

28 diciembre 2016/en Aplicaciones, Centrales de Energía México/por Gestor

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LUGAR: COATZACOALCOS – MEXICO
POTENCIA: Prime power 1563kVA; Stand by power 1719kVA; 480/277V 60Hz con factor de potencia 0.8.
Configuración especial: Grupo electrógeno insonorizado dividido en tres salas independientes. Una sala para el conjunto motor-alternador, una sala de control donde se ubica el cuadro de control y el cuadro de fuerza y una sala de depósito donde se ubica el depósito de combustible de 1500L. Este grupo está diseñado siguiendo los requisitos requeridos por la INGENIERÍA en su especificación, llevando un cuadro de control con un autómata programable para adaptarse a cualquier modo de funcionamiento requerido.

OBJETIVO DEL PROYECTO

El objeto de este proyecto fue el diseño, documentación, materiales, fabricación, pruebas, suministro (incluyendo embalajes), transporte y puesta en marcha de un grupo electrógeno diésel y sus cuadros eléctricos asociados, así como el depósito de combustible externo para dar servicio a las barras de servicios auxiliares de baja tensión de la cogeneración de ciclo combinado Afranrent en Coatzacoalcos en México.

La planta de cogeneración en ciclo combinado, tiene como fin la generación de energía eléctrica, así como la producción de vapor de baja presión para la alimentación a dos grupos de frío por absorción, que a su vez proporcionarán agua helada a la planta criogénica próxima a la cogeneración.

La instalación eléctrica de la Central de Cogeneración, estará compuesta por los transformadores elevadores, el sistema de generación de energía en 13.8 kV y el sistema de alimentación de servicios auxiliares de 4.16/0.48 kV. La energía se genera en la planta mediante una Turbina de Gas con su correspondiente generador síncrono de 135 MVA de potencia, factor de potencia de 0.90 y tensión 13.8kV±10%, y una Turbina de Vapor con su correspondiente generador síncrono de 55.412 MVA de potencia, factor de potencia de 0.85 y tensión 13.8 kV ± 10%. Mediante dos Transformadores Elevadores o Transformadores de Unidad se pasa de la tensión de generación (13.8 kV) a la tensión de transmisión (115kV). La energía generada se exporta a la red a través de una subestación de enlace en 115 kV.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Este proyecto fue desarrollado durante el último trimestre del pasado año 2015. El estudio de las especificaciones técnicas y los primeros diseños preliminares se realizaron durante la mitad del año 2015 para finalmente ser apremiados con el proyecto en septiembre de 2015.

En septiembre de 2015 tuvo lugar la reunión de lanzamiento del proyecto en las oficinas de GENESAL ENERGY. En dicha reunión se estableció el cronograma, los hitos, la documentación y los pasos a seguir para lograr los objetivos del proyecto.

A partir de la reunión de lanzamiento, se fijaron los documentos necesarios para el buen desarrollo del proyecto y sus fechas de entrega. En estos documentos, se incluyen los diseños eléctricos, mecánicos, lista de señales, lista de materiales, pruebas del equipo y cálculos necesarios para el diseño del grupo siguiendo las directrices marcadas por la especificación enviada por parte de la INGENIERÍA. Una vez enviados los documentos son verificados por el cliente aportando sus comentarios y su aprobación para dar comienzo al proceso de fabricación del grupo electrógeno siguiendo las directrices marcadas en los diseños eléctricos y mecánicos. Para los diseños mecánico,s se hace el diseño con programas específicos en 3D garantizando un diseño previo de la máquina al 99% del acabado final.

Para el diseño eléctrico, se utiliza un programa específico de diseño donde se realizan los planos eléctricos desarrollados, esquemas unifilares, lista de materiales, distribución de armarios de control y fuerza totalmente detallados.

El proceso de fabricación, se empieza siguiendo fielmente los diseños realizados para que una vez finalizada, se hagan las pruebas en fábrica en presencia del cliente, siguiendo el documento de pruebas aprobado por el mismo.

En diciembre de 2015, se llevan a cabo las pruebas en la fábrica de GENESAL ENERGY en presencia del cliente con el objetivo de comprobar que el diseño mecánico y eléctrico se llevó a cabo según los documentos aprobados. Comprobando que las dimensiones del equipo se correspondan con el diseño en 3D y el cableado eléctrico se corresponda con los esquemas eléctricos desarrollados. Además de esto, se sigue un riguroso protocolo probando todas las alarmas del equipo, todos los modos de funcionamiento solicitados por el cliente y una prueba en carga realizada con un banco resistivo-inductivo que simula las cargas existentes en la realidad y prueba el conjunto motor-generador al 110% de su potencia.

A principios de enero de 2016, una vez aprobadas las pruebas en fábrica y aprobada toda la documentación relacionada con el proyecto, se prepara el transporte para ser enviado desde las instalaciones de GENESAL ENERGY hasta la planta de cogeneración de ciclo combinado de AFRANRENT en COATZACOALCOS (MEXICO).

Una vez llegado a MÉXICO, se instala el generador en obra y técnicos de GENESAL ENERGY en Junio de 2016, se desplazan para realizar una completa puesta en marcha del equipo probando no solo el equipo sino todo el funcionamiento que lleva consigo el grupo electrógeno probando todas las maniobras de sincronización entre grupo y redes de baja tensión que alimentan las barras de servicios auxiliares, dejando el grupo disponible para asumir las mínimas tensiones que se puedan provocar en los servicios esenciales de la planta de cogeneración de ciclo combinado de Afranrent.

Igualmente se realiza un curso de formación a los usuarios de la planta para que tengan un conocimiento exhaustivo del funcionamiento del equipo.

CARACTERÍSTICAS

Para cumplir con los requisitos de presión sonora, se insonoriza el grupo con panel acústico compuesto por lana de roca y chapa perforada y se equipan unos filtros silenciadores en la entrada y en la salida de aire. Los silenciadores de gases de escape se instalan dentro del contenedor, evitando así complicaciones en la instalación en obra.

El contenedor se divide en 3 zonas, zona de motor- generador, zona sala eléctrica y zona depósito de combustible.

La sala de grupo dispone de dos puertas de doble hoja, una por cada lado para facilitar labores de mantenimiento, la sala dispone de alumbrado normal y de emergencia.
La sala de control dispone de una puerta simple para acceso al exterior, la sala dispone de alumbrado normal y de emergencia y se encuentra climatizada. Dentro disponemos del armario de control (con autómata, pantalla táctil, relé de protección, sincronizado, etc.) y del armario de fuerza (con interruptor LSIG de salida de potencia y embarrado para conexión de los cables de fuerza).
La sala del depósito dispone de acceso desde el exterior por las propias puertas del contenedor y disponemos de alumbrado interno. Dentro se ubica un depósito cilíndrico de doble pared de 1500 L.

Suministro energético para las principales Centrales Nucleares en España

29 noviembre 2016/en Aplicaciones, Centrales de Energía España/por Gestor

LUGAR: Centrales Nucleares de Cofrentes, Almaraz y Trillo (ESPAÑA)

POTENCIA: Prime power 630kVA; Standby power 700kVA; 400/230V 50Hz con factor de potencia 0.8

Configuración especial: Grupos electrógenos, cuadros de control, cuadros de conmutación y potencia, cuadros de conectores y bomba de trasiego de combustible, especialmente diseñados para soportar terremotos según las condiciones sísmicas definidas en la norma “IEEE 344 Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations”.

OBJETIVO DEL PROYECTO

El objeto de este proyecto fue el diseño, documentación, materiales, fabricación, pruebas, cualificación sísmica, suministro, transporte y puesta en marcha de 3 grupos electrógenos diésel y sus cuadros eléctricos asociados, para dar servicio al edificio “Centro Alternativo para la Gestión de la Emergencia (CAGE)” de las Centrales Nucleares de Cofrentes, Almaraz y Trillo.

Tras el accidente en la Central Nuclear (C.N.) de Fukushima-Daiichi en Japón, la Western European Nuclear Regulators Association (WENRA), definió, entre otros, los stress test que debían llevarse a cabo en las CC. NN. Europeas.

A tenor de estas evaluaciones, el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), solicitó a cada central la creación de un centro desde el cual se pudiese dar apoyo a la gestión de una emergencia en el caso de que, a juicio del director de la central, se debiese de abandonar alguno de los lugares que habitualmente dan soporte a la sala de control, es decir, el Centro de Apoyo Técnico (CAT) y el Centro de Apoyo a la Operación (CAO). El nuevo Centro de Gestión de Emergencias, denominado CAGE, debía implementarse en cada uno de los emplazamientos de las CC. NN. Españolas.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Este proyecto fue desarrollado durante la primera mitad del año 2015. El estudio de las especificaciones técnicas y los primeros diseños preliminares se realizaron durante el último trimestre de 2014 para finalmente ser apremiados con el proyecto en febrero de 2015 por parte del cliente. En dicha fecha, tuvo lugar la reunión de lanzamiento del proyecto en las instalaciones del cliente, en la que se estableció el cronograma, los hitos, la documentación y los pasos a seguir para lograr los objetivos del proyecto.

Al tratarse de un proyecto crítico, articulado como último reducto de energía segura para poder realizar una parada segura del reactor de la central nuclear en caso de emergencia o de desastre natural, se planteó el proyecto con una primera fase de elaboración de prototipos de cada uno de los equipos. Posteriormente se realizaría una serie de ensayos de cualificación sísmica que determinarían su aptitud para soportar los sismos previstos en la zona sin que estos afectarán al funcionamiento de los componentes y se mantuviesen operativos después de haberse producido el incidente.

Durante la fase de diseño de los prototipos, se realizaron diversos estudios sísmicos empleando simulaciones por ordenador con la colaboración del “Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Coruña”. Se simuló el comportamiento de los cuadros de control y potencia, de los zócalos de anclaje al suelo y de la bancada metálica de soportación del grupo electrógeno con un depósito de combustible integrado con una capacidad de 700 litros. Con las simulaciones terminadas y los diseños aprobados por parte del cliente, comenzamos la fabricación de los prototipos que posteriormente fueron enviados al laboratorio de vibraciones donde se realizaron los ensayos de “Cualificación sísmica” donde se validaron satisfactoriamente para su posterior fabricación en serie.

SOLUCIÓN

Una vez terminados los equipos y con la validación por parte del CSN, fueron instalados en el interior del CAGE en la sala específicamente diseñada para el grupo electrógeno y sus cuadros asociados. Posteriormente se realizó la puesta en marcha de todos los equipos integrados dentro del sistema de gestión de la central.

PRUEBAS SÍSMICAS

Según lo establecido en la norma “IEEE 344 Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations” y los espectros sísmicos proporcionados por nuestro cliente que alcanzaban picos superiores a los “3g”, se realizaron las pruebas para la validación sísmica de los equipos que conformaron el total del suministro para cada una de las 3 Centrales Nucleares por 2 vías diferentes:

• Para los cuadros de control, potencia y conmutación, conectores, zócalos de anclaje y bomba de trasiego, se realizó un estudio sísmico mediante simulación por ordenador en colaboración con el “Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Coruña”. Una vez que se fabricaron los equipos, fueron enviados a un laboratorio de vibraciones para realizar los ensayos de cualificación y validación sísmica de los mismos acorde a los requisitos de la norma IEEE 344. Cabe destacar que según lo especificado en esta norma, los equipos ensayados para la cualificación, aunque hayan pasado satisfactoriamente los ensayos, deben ser desechados y no son aptos para su instalación definitiva, por lo que es necesario elaborar unos nuevos idénticos.

• Para el caso concreto de los grupos electrógenos, por su elevado coste, la validación de los mismos se realizó mediante informes, cálculos y simulaciones por elementos finitos (MEF) aplicando de igual manera los requisitos establecidos en las normas IEEE 344 y los eurocódigos de edificación para el cálculo de los pernos y los anclajes al suelo.

Información completa del caso de éxito aquí.

Planta de Ciclo Combinado GEN750TC

16 noviembre 2016/en Aplicaciones, Centrales de Energía Perú/por Gestor

CASO DE ESTUDIO

Grupo electrógeno diésel de emergencia, para ser instalado en la Planta de Ciclo Combinado en Chilca, provincia de Lima, Perú. La planta dispone de una turbina de gas, suministrada por General Electric y una turbina de vapor, suministrada por Siemens, capaces de generar 110 MWe netos.

REQUISITOS

Limitaciones de espacio.
División interna del grupo en 3 salas: sala de grupo, sala de control y sala de depósito. La sala de control deberá estar climatizada.
Autonomía de 6 horas de operación al 100% de la carga.
Atmósfera corrosiva y con alto contenido de polvo en suspensión.
Presión sonora máxima de 85 dBA a 1 metro de distancia.
Sistema de detección y extinción de incendios.

DISEÑO DEL GRUPO

El grupo seleccionado, una vez estudiadas las cargas a alimentar, es de 680/750 kVA, 60 Hz, 480 V. Para cumplir con los requisitos solicitados, GENESAL ENERGY opta por las siguientes soluciones:

Para solventar las limitaciones de espacio, se opta por realizar el montaje del grupo en un contenedor de 30’HC, especialmente diseñado para el proyecto.
Se divide el grupo en 3 salas:

Sala de grupo: En ella se ubica el grupo electrógeno junto con las baterías.
Sala de control: En esta sala se instala el cuadro de control y el cuadro de potencia del grupo. Las conexiones de cableado se hacen por la parte inferior del grupo.
Sala de depósito: En ella se instala un depósito a medida, paralelepípedo, homologado, de doble pared, de 1.500 litros de capacidad, que garantiza 6 horas de autonomía a plena carga.

Debido a que la atmósfera en la que trabajará el grupo es altamente corrosiva (ambiente marino), este se pinta de acuerdo a la norma ISO 12944, según un esquema C5M, que consiste en un granallado tipo SA 2 ½, según ISO 8501, con arena a presión, 1 primera capa de pintura rica en zinc de 80 µm, 2 capas de pintura epoxi de 100 µm cada una y una capa final de pintura de poliuretano (RAL 7032) de 100 µm, lo que da un espesor total de película seca de 380 µm.
La atmósfera de la zona donde se ubica el grupo tiene un alto contenido de polvo en suspensión. Por ello se instalan rejillas motorizadas en la entrada y en la salida de aire del grupo. Estas lamas se abren cuando el grupo está en funcionamiento y se cierran automáticamente cuando el grupo deja de funcionar.
Para cumplir con los requisitos de presión sonora, se insonoriza el grupo con panel acústico compuesto por lana de roca y chapa perforada y se equipan con unos filtros silenciadores en la entrada y en la salida de aire. Los silenciadores de gases de escape se instalan dentro del contenedor, evitando así complicaciones en la instalación en obra.
El sistema contraincendios instalado, se compone de una parte de detección formada por un sistema de detectores de humo en las 3 salas del grupo, y un sistema de extinción, compuesto por agua nebulizada en la sala de motor y en la sala de depósito y CO₂ en la sala de control.
El cuadro de control está diseñado bajo los requerimientos específicos de la ingeniería responsable del proyecto.
Autómata programable redundante.
Comunicación con el DCS redundante por modbus TCP/IP a través de fibra óptica
Pantalla táctil 12,4”.
Relé de protección cumpliendo las siguientes protecciones eléctricas según las normas ANSI: 50,51,51N, 59N, 59, 27, 81m, 81M, 46,49, 25, 78, 32, 40.
Relé de protección cumpliendo las siguientes protecciones eléctricas según las normas ANSI :87G, 24
Sincronizador entre grupo y redes.

Planta de Ciclo Combinado GEN750TC

Grupo Electrógeno Super Compacto GEN33D

19 octubre 2016/en Aplicaciones, Centrales de Energía España/por Gestor

Aplicacion: Grupo auxiliar para vehículo especial

Potencia: 30kVAS continuo, 33kVAS emergencia.

Configuración especial: Grupo súper compacto.

ESPECIFICACIONES

El grupo ha de ser instalado en un compartimento con un espacio reducido de tan solo 1105x950x750mm (Largo X Ancho X Alto)
Debemos adaptarnos a las entradas de aire y salidas de aire de refrigeración ya existentes en el vehículo
El grupo ha de tener una potencia de al menos 30KVAS
Integración con la instalación eléctrica del vehículo
Peso Ligero
Alta capacidad de refrigeración y de trabajar con sobrecarga a altas temperaturas
Soportar los movimientos propios de un vehículo de este tipo por terrenos escarpados

ESTUDIO DEL CASO

Por parte de la ingeniería se nos plantean varias cuestiones:

Se nos transmite la necesidad de alimentar equipos auxiliares electrónicos de alta tecnología equipados en un vehículo especial. El equipo ha de tener la capacidad de trabajar durante largas jornadas en condiciones adversas (altas temperaturas) con una carga de prácticamente el 100%.

La disposición sobre el vehículo ha de ser tal que permita el mantenimiento, tan solo, por un lado, ya que la carcasa exterior está blindada y solo se puede retirar una de las tapas que actúa de protección. La salida de aire ha de ser superior y la entrada de aire inferior por el propio diseño del vehículo

La disposición ultra compacta del habitáculo y el tamaño/potencia del motor, nos obliga a plantear una disposición en paralelo del monoblock, con transmisión de potencia por correa dentada. La bancada del grupo electrógeno además ha de ser lo más baja posible para no excedernos en altura, por lo que el cárter debe ir a una distancia de tan solo 10mm del suelo y la bancada posee un acceso para alojarlo. Se han instalado uno tacos antivibratorios de tipo anticizallamiento, capaces de soportar los movimientos y aceleraciones producidas por el vehículo en su uso habitual.

Para el sistema de refrigeración, finalmente se optó por emplear un motor refrigerado por aceite en vez de uno más convencional refrigerado por agua. Este tipo de motores de aceite pueden alcanzar temperaturas de trabajo mucho más elevadas tomando como base las mismas condiciones ambientales. En un motor convencional refrigerado por agua la máxima temperatura que puede alcanzar el refrigerante suele situarse sobre los 100ºC mientras que uno refrigerado por aceite puede alcanzar los 135ºC, lo que permite al equipo funcionar con temperaturas ambientales de 50ºC sin pérdida de rendimiento. Además, se disponen sendas tolvas encargadas de canalizar el aire de entrada (frio por la parte inferior) y de salida (caliente por la parte superior) de forma que circule de manera adecuada, refrigerando correctamente el equipo.

La instalación eléctrica se sirve por separado y en módulos diferenciados, para integrarla en los paneles de mandos del vehículo lo que facilita su control desde el interior, aunque el equipo se encuentre instalado en un compartimento exterior.

GRUPO ELECTRÓGENO SUPER COMPACTO GEN33D