C-Energy Bohemia s.r.o. · 2017-02-06 · Rutas de cables, cableado de alto voltaje y bajo voltaje,...

Invelt holding, a.s. invelt-elektro s.r.o. INVELT SERVIS, s.r.o. INVELT ENERGO, spol. s r.o. Invelt Industry International,a.s. www.invelt.cz

Cliente: C-Energy Bohemia s.r.o.

Nombre del encargo: Transformación ecológica de la central térmica en

Planá nad Lužnicí

Extensión de suministros realizados por la sociedad invelt – elektro s.r.o.:

Diseño, fabricación y montaje del sistema DCS (sistema de control descentralizado) para el

control de la central térmica y de distribuidores de regulación de voltaje; suministro y montaje

de sensores tecnológicos, rutas de cables y cableado; elaboración del SW de control para el

sistema DCS y visualización; realización de pruebas del equipo tecnológico y su puesta en

marcha.

Característica breve de la obra:

En el recinto industrial de la central térmica en Planá nad Lužnicí, dentro del marco de la acción

“Transformación ecológica de la central térmica en Planá nad Lužnicí”, ha sido realizado el sistema

de control distribuido (DCS). Este sistema controla y monitoriza toda la tecnología nuevamente

instalada y el equipo eléctrico de la central.

Todo el sistema DCS está dimensionado para la conexión de 5.000 señales, está instalado en

29 campos de 7 distribuidores DCS en total, incluye 7 estaciones de automatización redundantes del

sistema SIMATIC PCS7 distribuidas en los individuales edificios de la central, dos distribuidores

con servidores redundantes, servidor de archivos, dos estaciones de operadores, una estación de

ingeniería y dos centros de trabajo para el personal en la sala de control de la central.

El sistema monitoriza y controla tanto la nueva tecnología como la tecnología actual de la central

térmica comprendiendo 4 unidades de cogeneración con los motores de gas de potencia de 10 MW

y calderas de gases de combustión (HRSG) para la producción de vapor y agua caliente, la parte de

la gestión de gas natural, la estación de intercambiadores de calor de agua caliente, cinco estaciones

de reducción y refrigeración para el tratamiento de vapor tecnológico, dos calderas de carbón de

lecho fluido de potencia de 40 t/h y una caldera de gas de reserva, el sistema de depuración y

evacuación de los gases de combustión (unidad de desulfuración), el sistema de gestión de agua de

la central y el equipo eléctrico de la central.

El sistema está conectado con el terminal de los servicios del sistema de ČEPS (Red checa de

transporte de energía) garantizando la operación de los motores de gas en el régimen de

“Regulación secundaria de potencia” y “MZ5” y “MZ15”.

El sistema DCS está completado con un sistema de cámaras cerrado (CCTV) para el control del

equipo tecnológico, incluyendo un distribuidor del servidor para cámaras y un ordenador de

monitorización, 18 cámaras industriales y dos monitores de vigilancia con pantallas de 42".

Forman una parte del suministro también cuatro distribuidores de los sistemas de excitación

y regulación de voltaje de los generadores de motores de gas.

El sistema de control está basado en el sistema del sistema de control de máxima calidad SIEMENS

SIMATIC PCS7. El sistema DCS PCS7 incluye un conjunto íntegro de medios de hardware

y software para la solución de una automatización completa en la industria.

Aprovecha la tecnología más moderna en el ámbito de los sistemas de control a nivel de

procesamiento y operación. Los individuales conjuntos tecnológicos son operados a través de las

estaciones de automatización con los módulos I/O conectados, siendo controlados y monitorizados


a distancia desde las estaciones de operadores dotadas del software de visualización. Las

individuales estaciones del sistema están interconectadas por la red óptica redundante siendo la

velocidad de transmisión 1 GB/s; se usa el protocolo Industrial Ethernet. Los grupos tecnológicos

importantes están controlados a través de los módulos de seguridad con el SW comprobado.

Plazo de ejecución: 2013 ÷ 2015


Extensión de suministros de la sociedad INVELT ENERGO, spol. s r.o.:

El equipo electrotécnico comprendiendo el diseño, fabricación, montaje, pruebas y puesta en

operación.

Salida de potencia de los motores de gas.

Subestación de distribución de dos sistemas de 10,5 kV con accesorios.

Consumo propio de los motores de gas, HRSG y sus accesorios.

Sistemas de las protecciones eléctricas, mediciones eléctricas, sincronización, sistemas de

excitación.

Equipo eléctrico de la estación de intercambiadores de calor, de la estación de compresores,

de la caldera de gas K4, de las calderas de lecho fluido K5 y K6.

Rutas de cables, cableado de alto voltaje y bajo voltaje, conexión a tierra.


La sociedad ha suministrado los equipos electrotécnicos para las cámaras de gas nuevamente

instaladas y para las calderas intercambiadoras de calor, las calderas de gas y las de lecho fluido.

Asegura la alimentación de energía eléctrica para los accionamientos eléctricos auxiliares y otros

dispositivos de estos motores de gas, calderas y sus accesorios (consumo propio) y la salida de

potencia a los sistemas superiores (el sistema eléctrico de la central térmica y la red de distribución

de la empresa E.ON).

El consumo propio de los motores de gas, calderas y los equipos tecnológicos relacionados es

solucionado a nivel de voltaje de 400/230 V CA y 220 V CC. Cada motor y caldera disponen de su

propio distribuidor secundario. Estos distribuidores secundarios son alimentados desde el

distribuidor principal que tiene dos entradas a través de dos transformadores 6/0,42 kV, 1600 kVA,

interconectados por motivos de operación con dos sistemas diferentes de la central térmica. Las

salidas para cada accionamiento eléctrico de la tecnología instalada son controladas por un sistema

de mando remoto o, en caso de necesidad, también localmente a través de una caja de mando local.


Los accionamientos eléctricos o dispositivos que necesitan la alimentación ininterrumpida

garantizada están interconectados con los distribuidores de alimentación garantizada, cuya fuente

son 3 bloques de convertidores paralelos de 220 V CC (la alimentación de corriente continua es

suministrada desde los actuales sistemas redundantes de la Central “rectificador+baterías”).

Los distribuidores de consumo propio están ubicados en la subestación común sobre el suelo de

acero por encima del espacio para los cables.

Todos los conductos de los cables están solucionados de modo estándar, bien a través de los canales

portacables bien a través de rutas de cables sobre las paredes de los edificios. El cableado ha sido

elegido de conformidad con los requisitos de la seguridad contra incendios (cableado habitual de

PVC o el que no propague el fuego).

Además, han sido realizadas modernizaciones o instalaciones nuevas de equipos eléctricos para la

caldera K4 nueva, para la estación de agua caliente, estación de compresores, bombas eléctricas

y otros equipos.

Para los generadores de los motores de gas han sido suministrados los distribuidores del sistema de

excitación junto con el sistema de sincronización de los interruptores de generadores.

La salida de potencia de los motores de gas (4 x 9,38 MW/10,5 kV) está realizada a través de la

subestación de dos sistemas 10,5 kV/40 kA con interruptores de vacío extraíbles. En la subestación

queda una conexión de reserva para la conexión futura de la turbina actual. La subestación permite

la variabilidad en interconexiones de fuentes (de los motores de gas y, en el futuro, también de

turbina de vapor) con dos transformadores de tres arrollamientos de 65 MVA, que están conectados

con el sistema superior de 110 kV E.ON y con el sistema eléctrico de 6 kV de la Central. La

interconexión propia de la subestación de 10,5 kV (ésta se encuentra en la subestación común) y de

los transformadores de tres arrollamientos está realizada mediante los cables paralelos de un hilo en

las rutas de cables en los puentes de tuberías.

El equipo electrotécnico de las calderas de carbón de lecho fluido K5 y K6 asegura la alimentación

eléctrica para la tecnología de las calderas de los distribuidores secundarios de modo similar como

en el consumo propio de los motores de gas. Además de ello, el suministro contiene lámparas para

la iluminación de las plataformas tecnológicas.

La solución realizada permite a la Central térmica en Planá nad Lužnicí garantizar, de forma más

fiable, los suministros de energía eléctrica para sus clientes ya que hoy, además de la fuente original

(red E.ON) está disponible otra fuente independiente y completa (motores de gas). Además de ello

es posible explotar el sistema eléctrico de la Central en el modo isla.

La sociedad anónima INVELT ENERGO, spol. s r.o. ha suministrado los equipos electrotécnicos

bajo la modalidad “Llave en mano”. Dicha sociedad ha sido autor de toda la documentación de

diseño, ha asegurado los suministros bien a través de la producción propia de la sociedad INVELT

Group®, bien comprando los suministros a empresas renombradas; ha garantizado el montaje

y pruebas incluso la puesta en operación.



Extensión de suministros realizados por la sociedad INVELT SERVIS s.r.o.:

Suministro de tecnología HRSG, calderas K4, K5, K6 y la gestión de la obra, pruebas

y puesta en operación.


La modernización de la actual caldera K4 utilizada como fuente de reserva, consistió en el cambio

del combustible principal y en el aumento de los parámetros existentes de vapor producido.

Nuevamente, el combustible principal es gas natural. En la operación de la Central, la caldera

reconstruida sigue manteniendo la función de una fuente de reserva.

La caldera K4 modernizada es una caldera de vapor estacionaria, horizontal, de sobrepresión, de un

tambor, acuotubular con circulación natural.

Se trata de una caldera autoportante que está alojada en un bastidor de soporte mediante rodillos.

Las partes principales de la caldera son el quemador de gas, calentador de agua, vaporizador

y sobrecalentador de vapor con regulación de temperatura. El quemador colocado en la parte

delantera de la caldera es un quemador de gas de dos bloques. El vaporizador está formado por la

cámara de combustión, vaporizador, un tambor y tubería de transporte y de irrigación de agua. La

caldera es transportable en dos bloques, un bloque está formado por vaporizador con

sobrecalentador, el otro es calentador de agua.

Caldera K4

Tipo de vapor, acuotubular, transportable

Denominación G18, 5S

Combustible gas natural

Volumen nominal de vapor 18,5 t/h

Presión nominal de vapor 2,1 MPa

Temperatura nominal de vapor 300°C

Temperatura de agua de alimentación 105°C


El módulo térmico del motor de gas es una unidad tecnológica colocada en su propio bastidor base.

Han sido suministrados cuatro módulos en total, siempre un módulo para cada motor de gas.

El destino del módulo térmico es la regulación de temperaturas de los diferentes circuitos del motor,

la evacuación de calor del refrigerador del motor y el precalentamiento del agua de la refrigeración

de la cubierta y del aceite. La fuente de potencia térmica que se transmite a través de los

intercambiadores de placas del circuito del módulo de alta temperatura (HT) al sistema del agua de

calefacción es el calor adquirido del refrigerador del bloque de motor y del refrigerador del aceite

de motor. El circuito de HT está dimensionado para el régimen de temperatura de 95/65 °C.

Una parte del módulo es también el circuito de refrigeración de baja temperatura (LT) para la

evacuación de calor desde el segundo grado de refrigeración de la mezcla de relleno. Este calor de

baja potencia se evacua a través del intercambiador de separación hasta las torres de refrigeración.

El circuito de LT está dimensionado para el modo térmico de temperatura recuperable de 20 °C.

El módulo también permite neutralizar la potencia calorífica sobrante que no es requerida para la

operación, tanto del calor del motor como del intercambiador de gases de combustión.

Parámetros del módulo térmico (considerando la potencia nominal de motor)

Potencia calorífica nominal 4,05 MWt

Régimen térmico 95/65°C


Los generadores de vapor HRSG de 1 a 4 (Heat Recovery Steam Generator) aprovechan el calor de

los gases de combustión de los motores de gas tratándose, en esencia, de la caldera calentada por

estos gases de combustión. Se han suministrado cuatro generadores de vapor, uno para cada motor.

El tipo HRSG es una caldera de vapor estacionaria, de sobrepresión, de un tambor, acuotubular con

circulación natural. Está compuesta de calentador de agua, vaporizador y sobrecalentador con

regulación de temperatura. El vaporizador está formado por cámara de combustión, vaporizador, un

tambor y tuberías de transporte y de irrigación de agua.

Detrás de la parte de vapor (HRSG) está intercalado el calentador de agua a gases de combustión, el

cual, en la parte de agua, está incorporado en el circuito de agua de calefacción. La potencia

calorífica del calentador es 1,274 MWt.

La caldera junto con el tambor y calentador de gases de combustión forma tres conjuntos de

montaje. Todas las partes del conjunto de presión HRSG junto con los conductos interiores de gases

de combustión y calentador a gases de combustión están colocadas en la estructura portante

formando así un conjunto compacto.

Una parte del conjunto operativo es el suministro de andamios y galerías HRSG, de los conductos

de entrada de gases de combustión incluso el sistema de depuración de los gases de combustión, de

los conductos de gases de combustión en forma de by-pass que permiten solamente la operación de

los motores de gas, de los conductos de evacuación de gases de combustión y de chimeneas.

Caldera HRSG:

Tipo de vapor, acuotubular, de gases de combustión

Denominación FG4S

Volumen nominal de vapor 4 t/h



Temperatura nominal de vapor 280°C

Temperatura de agua de alimentación 105°C

El sistema de depuración de gases de combustión está instalado como una parte de la tubería de

gases de combustión detrás de los motores sirviendo para la reducción de emisiones de NOx y CO.

Un procedimiento probado de eliminación de los óxidos de nitrógeno que tiene una alta eficacia es

el método que se basa en la reducción catalítica selectiva (SCR). En el flujo de gases de combustión

se inyecta la urea técnica y, consecuentemente, en el catalizador se reducen estos gases surgiendo

nitrógeno y agua. Además, una parte del sistema de depuración de los gases de combustión es un

catalizador metálico a reducir emisiones de CO.

Parámetros de reducción (con 15% O2)

Óxidos de nitrógeno (NOx) 75 mg/Nm3

Monóxido de carbono (CO) 100 mg/Nm3


Las calderas de carbón K5 y K6 reemplazan, dentro de la modernización de la fuente de carbón, las

viejas calderas de polvo K2 y K3 que son fuentes básicas de calor de la Central. Ambas calderas

nuevas son del mismo tipo. El combustible principal es lignito, el combustible de arranque es gas

natural.

La caldera K5 (K6) es una caldera de vapor de lecho fluido, de un tambor, vertical, de depresión, de

cuatro tiros con circulación natural. Se compone de bloques de calentadores de agua

(economizador) y vaporizador y de bloques de los precalentadores de vapor con regulación de

temperatura. La caldera no está equipada de calentador de aire teniendo en cuenta la influencia

positiva del aire de combustión no calentado en la producción de emisiones y teniendo en vista una

temperatura elevada de punto de rocío de los gases de combustión. El control de las calderas es

plenamente automatizado permitiendo una regulación continua de potencias en plena extensión

operacional. Las calderas cumplen las emisiones prescritas de NOx mediante medidas primarias,

por ello se no usan las medidas secundarias.

El proceso de combustión de carbón aprovecha el sistema INVELT FLUID lo que es la combustión

en lecho fluido de fuente en el que se hace entrar el aire primario a través de una pequeña parilla

estacionaria. Esta tecnología es una solución que se ajusta plenamente con los requisitos de las

mejores técnicas disponibles (MTD - BAT) garantizando el cumplimiento de los parámetros

requeridos, prestando un bajo consumo de materiales y energías, reduciendo los costes de inversión

y explotación y, ante todo, los costes de mantenimiento.

La gasificación y, parcialmente, la combustión del combustible se efectúan en dos reactores de

lecho fluido colocados en la parte inferior de la cámara de combustión. En los reactores se hace

entrar el aire de combustión primario y el combustible. Por encima de los reactores, a lo alto de la

cámara de combustión, desembocan en el hogar toberas del aire de combustión secundario, terciario


y el aire para terminar perfectamente la combustión los gases inflamables y de las partículas

volantes del lecho fluido.

En la cámara de combustión están instalados dos quemadores monobloque de gas de arranque y un

sobrecalentador de vapor radiante. Los gases de combustión de la cámara de combustión entran

luego en el segundo tiro en cuya parte inferior está instalado el separador persiana para la

separación de la fracción gruesa de cenizas volantes. Las cenizas volantes separadas regresan a los

reactores de la caldera. De este modo, el separador persiana cumple la función de ciclón de la

caldera de lecho fluido con circulación aumentando así su eficiencia total. En el tercer tiro están

instalados cuatro bloques del sobrecalentador de vapor; en el cuarto tiro hay cinco bloques del

sobrecalentador de agua. Todos los bloques en los tiros tercero y cuarto son de convección y están

diseñados con respecto a la reducción de su abrasión y atasco.

El sistema de presión está formado por: doble cabezal de alimentación, sistema de regulación de

temperatura de agua delante del economizador, bloques del calentador de agua, tambor, paredes de

membrana del vaporizador y bloques de los sobrecalentadores (de convección y de radiación) con

regulación de temperatura de vapor de salida en dos niveles. El flujo de agua es regulado de modo

que se mantenga la temperatura requerida a la entrada en el sobrecalentador de agua en función del

volumen de SOx en los gases de combustión. Esta medida evita la condensación de agua contenida

en los gases de combustión en la superficie de los tubos de entrada del sobrecalentador de agua

debido a una temperatura elevada del punto de rocío en el influye el alto contenido de sulfuro en el

combustible. El agua pasa por los bloques del sobrecalentar de agua formados por serpentines de

tubos hasta el tambor. El tambor junto con las paredes de membrana forman el vaporizador. Las

paredes de membrana forman, por su disposición, la cámara de combustión y los tiros tercero

y cuarto. En el vaporizador surge una mezcla de vapor y agua que regresa al tambor. Una parte del

tambor son instalaciones interiores que garantizan la conductividad debida del vapor saturado

evacuado. Luego, éste se introduce en la parte de entrada del sobrecalentador. Los bloques del

sobrecalentador de convección están formados por haces de serpentines de tubos. La regulación de

sobrecalentamiento se realiza por inyección del agua de alimentación. Desde el sobrecalentador de

radiación continúa a través de la cámara de salida hasta la tubería de vapor.

La caldera está parcialmente apoyada y parcialmente colgada en una estructura portante fabricada

de perfiles laminados.

A la vez se unen a la caldera las plataformas de servicio y galerías. Una parte de la modernización

de las calderas es la solución y suministro de combustible desde los depósitos de carbón y la

evacuación de cenizas desde el lecho fluido por los transportadores sin fin refrigerados.

Calderas K5 y K6: Tipo de vapor, acuotubular, de lecho fluido

Denominación G40S

Combustible lignito (gas natural para arranque y estabilización)

Volumen nominal de vapor 40 t/h


Temperatura nominal de vapor 486 °C

Temperatura de agua de alimentación 105 °C


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