TIPO : Declaración al CDEC-SING AUTOR : Ariel Utreras Z ...
24
TIPO : Declaración al CDEC-SING AUTOR : Ariel Utreras Z. AREA : Unidad de Negocios U16. Información de parámetros de la Unidad U16 según el Anexo Técnico “Determinación de Parámetros para los Procesos de Partida y Detención de Unidades Generadoras”
Transcript of TIPO : Declaración al CDEC-SING AUTOR : Ariel Utreras Z ...
TIPO : Declaración al CDEC-SING AUTOR : Ariel Utreras Z. AREA : Unidad de Negocios U16.
Información de parámetros de la Unidad U16 según el Anexo Técnico “Determinación de Parámetros para los Procesos de Partida y Detención de
Unidades Generadoras”
1.- Introducción El objetivo del presente informe es determinar, informar y actualizar los parámetros asociados a los procesos de partida y detención de la Unidad U16 según lo solicitado en la carta “CDEC-SING N° 0682/2016” del 26 de abril de 2016, siguiendo lo establecido en el Anexo Técnico “Determinación de Parámetros para los Procesos de Partida y Detención de Unidades Generadoras”, en adelante, “el Anexo”. 2.- Entrega de información A continuación se presenta la información solicitada en el Artículo 6° del Anexo. Para la información asociada a las partidas, se presentarán los antecedentes asociados tanto a las partidas en frio como en tibio según lo establecido en el Artículo 4°, Inciso B de dicho documento. Los modos de arranque de la Turbina a vapor dependen la temperatura de los rotores de la turbina de alta y media presión. Por consecuencia la Turbina a Gas debe cumplir con determinadas condiciones operacionales para dar un adecuado arranque a la turbina a vapor. Nota: Se entiende que el proceso de partida se inicia, en el momento en que el Despacho de Carga, solicita que la unidad generadora, entre en operación desde el estado “apagado” y finaliza cuando alcanza su mínimo técnico. En Anexo 1 se presentan las curvas estimadas de arranque para las condiciones tanto frio como caliente de la unidad entregadas por el fabricante, las cuales tienen las siguientes consideraciones:
No considera el tiempo de purga. No considera el tiempo para tener las condiciones de calidad de vapor necesarias para empezar a girar la
turbina de vapor. Sólo considera el punto de partida desde cuanto la unidad cumple las condiciones necesarias (Ready for
start) para iniciar la secuencia de partida. Algunos de estos criterios son lo que se muestran en figura N°1:
FiguraN°1: Display DCS secuenciador GT para condición GT Ready For Start
De acuerdo a estas consideraciones los tiempos entregados en este informen son estimados en función de las partidas realizadas en los meses de marzo, abril y mayo 2016, las cuales consideran los aspectos no considerados en las curvas entregadas por el fabricante. A continuación se presentan las evidencias para justificar el consumo de combustible para cada tipo de partida (Tibia y fría) y para cada una de sus etapas:
El cálculo y los datos al igual que para la determinación de combustible se obtienen del sistema de datos IMS. Además se promediaron arranques en tibio de unidades en dos meses distintos y dos meses para partida en frío.
Para el cálculo del consumo de gas, desde mínimo técnico a carga base se promediaron los consumos a tres niveles de carga.
Arranques en modo caliente no hemos tenido dada la condición requerida (Temperaturas de rotores HP e IP mayores a 480 °C) Para todos los efectos, la partida en caliente no difiere de la partida tibia.
2.1.- Cantidad y tipo de combustible utilizado en el proceso de partida en tibio y en frío. (Anexo 4) 2.1.1.- Partidas en tibio 2.1.1.1- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización
Gas natural (Nm3) 33.883
Promedio de combustible utilizado desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización.
Marzo 2016: 35.083 Nm3 Abril 2016: 32.082 Nm3
Promedio de combustible utilizado en las partidas en estos dos meses entre el inicio del proceso de partida hasta la sincronización: 33.883 Nm3. 2.1.1.2.-Desde la sincronización hasta el mínimo técnico (124 Mw).
Gas natural (m3) 57.404
Promedio de combustible utilizado desde la sincronización hasta mínimo técnico (124 Mw)
Marzo 2016: 58.704 Nm3 Abril 2016: 56.104 Nm3
Promedio de combustible utilizado en las partidas en estos dos meses entre el inicio del proceso de partida hasta la sincronización: 57.404 Nm3.
2.1.1.3.- Desde el mínimo técnico (124 Mw) hasta la potencia nominal (350 Mw)
Gas natural (Nm3) 6.024
Promedio de combustible utilizado desde mínimo técnico (124 Mw) a carga base (350 Mw).
Consumo a mínimo técnico (124 MW): 30.206 Nm3/h Consumo a carga base (350 MW): 66.355 Nm3/h
Tiempo mínimo para ir de mínimo técnico a carga base a 11,5 MW/min: 20 min Consumo de gas para ir de mínimo técnico a carga base: 6.024 Nm3
2.1.3.- Partidas en frío 2.1.3.1- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización
Gas natural (Nm3) 24.982
Promedio de combustible utilizado desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización.
Marzo 2016: 27.928 Nm3 Abril 2016: 22.035 Nm3
Promedio de combustible utilizado en las partidas en estos dos meses entre el inicio del proceso de partida hasta la sincronización: 24.982 Nm3. 2.1.3.2.-Desde la sincronización hasta el mínimo técnico
Gas natural (Nm3) 56.674
Promedio de combustible utilizado desde la sincronización hasta el mínimo técnico.
Marzo 2016: 58.630 Nm3 Abril 2016: 54.718 Nm3
Promedio de combustible utilizado en las partidas en estos dos meses desde la sincronización hasta el mínimo técnico: 56.674 Nm3 2.1.3.3.- Desde el mínimo técnico hasta la potencia nominal
Gas natural (Nm3) 6.024
Promedio de combustible utilizado desde mínimo técnico a carga base.
Consumo a mínimo técnico (124 MW): 30.206 Nm3/h Consumo a carga base (350 MW): 66.355 Nm3/h
Tiempo mínimo para ir de mínimo técnico a carga base a 11,5 MW/min: 20 min Consumo de gas para ir de mínimo técnico a carga base: 6.024 Nm3
2.2.- Energía eléctrica consumida en el proceso de partida en tibio y en frío Tal como se hizo en el inciso anterior, se determinará para cada etapa asociada a una partida en caliente y en frío. El cálculo y los datos al igual que para la determinación de combustible se obtienen del sistema de datos IMS, sistema que guarda y almacena datos hora de consumos. 2.2.1.- Partidas en tibio 2.2.1.1- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización.
Energía eléctrica consumida (MWh)
14,9
Promedio de energía eléctrica consumida desde el inicio del proceso hasta la sincronización.
Marzo 2016: 15.9 MWh. Abril 2016: 13.8 MWh.
Promedio de energía eléctrica consumida desde el inicio del proceso hasta la sincronización: 14.9 MWh. 2.2.1.2.-Desde la sincronización hasta el mínimo técnico.
Energía eléctrica consumida (MWh)
8,8
Promedio de energía eléctrica consumida desde la sincronización hasta el mínimo técnico.
Marzo 2016: 8.8 MWh. Abril 2016: 8.7 MWh.
Promedio de energía eléctrica consumida desde el mínimo técnico hasta la sincronización: 8.8 MWh. 2.2.1.3.- Desde el mínimo técnico hasta la potencia nominal.
Energía eléctrica consumida (MWh)
1,50
Promedio de energía eléctrica consumida desde mínimo técnico a carga base.
Consumo de energía eléctrica a carga base: 4.5 MW. Consumo durante los 20 minutos desde mínimo técnico a carga base: 1.5 MWh.
2.2.2.- Partidas en frío 2.2.2.1.- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización.
Energía eléctrica consumida (MWh)
14.9
Promedio de energía eléctrica consumida desde el inicio del proceso hasta la sincronización.
Marzo 2016: 15.9 MWh. Abril 2016: 13.8 MWh
Promedio de energía eléctrica consumida desde el inicio del proceso hasta la sincronización: 14.9 MWh 2.2.2.2.- Desde la sincronización hasta el mínimo técnico.
Energía eléctrica consumida (MWh)
16,8
Promedio de energía eléctrica consumida desde la sincronización hasta el mínimo técnico.
Marzo 2016: 17.2 MWh. Abril 2016: 16.3 MWh.
Promedio de energía eléctrica consumida desde el inicio del proceso hasta la sincronización: 16.8 MWh. 2.2.2.3.- Desde el mínimo técnico hasta la potencia nominal.
Energía eléctrica consumida (MWh)
1,50
Promedio de energía eléctrica consumida desde mínimo técnico a carga base.
Consumo de energía eléctrica a carga base: 4.5 MWh. Consumo durante los 20 minutos desde mínimo técnico a carga base: 1.5 MWh.
2.3.- Tiempo requerido para el proceso de partida.
2.3.1.- Partidas en Tibio: 2.3.1.1- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización.
Las partidas tienen un tiempo y proceso en común que contempla desde la solicitud del partida recibida del CDC hasta la sincronización al sistema eléctrico, tomándose 2 horas en este proceso. A continuación se resume el proceso:
Proceso en común Solicitud despacho CDC
Partida bomba condensado
Llenado condensador y estanque de agua alimentación
Partida bomba agua alimentación
Acondicionamiento químico del agua de proceso
Llenado Domo HP
Llenado Domo IP
Llenado Domo LP
Llenado OTC HP
Llenado OTC LP
Partida bombas agua enfriamiento principal
Partida planta de electrocloración
Preparación estación de gas
Partida compresor de gas (Si aplica)
GT Ready for start
SEQ ON (secuencia de partida GT ON)
Purga caldera Aceleración a 3000 rpm Encendido de turbina de gas Producción de vapor para sellos y eyectores de vacío Hacer vacío al condensador
Release By pass (By pass ST)
Estabilizar niveles de los domos (Nivel de partida a nivel de operación)
Sincronización
Carga mínima 5 MW
Estadística de los tiempos de partida fría hasta sincronización:
Tiempo (hh:min) 02:00
El tiempo declarado originalmente, corresponde solo al tiempo de aceleración de la TG de 0 a 3000
rpm. (20 minutos)
2.3.1.2.-Desde la sincronización hasta el mínimo técnico
Partida Tibia desde sincronización hasta MT [120 min]
Tiempo [min]
Proceso Comentario
Desde Hasta
10 Sincronización Hold Point 2 (27 MW
apróx.) Subir carga y cambiar quemadores de pilot a premix
60 Hold Point 2 (27 MW
apróx.) Hold Point 3 (45 MW
apróx.)
‐ Punto de espera para condición de calidad agua ‐ vapor‐ Release ST (ST Ready for start)
10 Hold Point 3 (45 MW
apróx.) ST enganchada
‐Inicio calentamiento ST ‐ST acelera de 0 a 3000 rpm
20 ST enganchada ST cargada ‐ Tiempo para tomar la carga en la turbina de vapor. ‐ Tiempo variable de acuerdo a Stress de ST
20 ST cargada TG en HP‐3
CC a MT 124 MW ‐ Tiempo variable de acuerdo a Stress de ST
Estadística de los tiempos de sincronización hasta mínimo técnico:
Tiempo (hh:min) 02:00
Promedio de tiempos de partida tibia desde sincronización hasta mínimo técnico.
Marzo 2016: 2:09 hrs Abril 2016: 1:36 hrs
Este tiempo varía de acuerdo a la temperatura inicial y el stress que desarrolle la turbina de vapor.
2.3.1.3.- Desde el mínimo técnico (124 MW) hasta la potencia nominal (350 MW) a una tasa de carga de 11.5 MW/min
Tiempo (hh:min) 00:20
2.3.3.- Partidas en frío 2.3.3.1.- Desde el inicio del proceso de partida hasta la sincronización
Las partidas tienen un tiempo y proceso en común que contempla desde la solicitud de partida recibida del CDC hasta la sincronización al sistema eléctrico, tomándose 2 horas en este proceso. A continuación se resume el proceso:
Proceso en común Solicitud despacho CDC
Partida bomba condensado
Llenado condensador y estanque de agua alimentación
Partida bomba agua alimentación
Acondicionamiento químico del agua de proceso
Llenado Domo HP
Llenado Domo IP
Llenado Domo LP
Llenado OTC HP
Llenado OTC LP
Partida bombas agua enfriamiento principal
Partida planta de electrocloración
Preparación estación de gas
Partida compresor de gas (Si aplica)
GT Ready for start
SEQ ON (secuencia de partida GT ON)
Purga caldera Aceleración a 3000 rpm Encendido de turbina de gas Producción de vapor para sellos y eyectores de vacío Hacer vacío al condensador
Release By pass (By pass ST)
Estabilizar niveles de los domos (Nivel de partida a nivel de operación)
Sincronización
Carga mínima 5 MW
Estadística de los tiempos de partida fría hasta sincronización:
Tiempo (hh:min) 02:00
El tiempo declarado originalmente, corresponde solo al tiempo de aceleración de la TG de 0 a 3000 rpm.
2.3.3.2.- Desde la sincronización hasta el mínimo técnico
Partida Fría desde sincronización hasta MT [180 min]
Tiempo [min]
Proceso Comentario
Desde Hasta
10 Sincronización Hold Point 2 (27 MW
apróx.) Subir carga y cambiar quemadores de pilot a premix
80 Hold Point 2 (27 MW
apróx.) Release para partir ST
‐ Punto de espera para condición de calidad agua ‐ vapor‐ Release ST (ST Ready for start)
50 Hold Point 2 (27 MW
apróx.) ST enganchada
‐Inicio calentamiento ST ‐ST acelera de 0 a 3000 rpm
10 ST enganchada ST cargada ‐ Tiempo para tomar la carga en la turbina de vapor. ‐ Tiempo variable de acuerdo a Stress de ST
10 ST cargada TG en HP‐2
Hold Point 3 (85 MW) ‐ Tiempo variable de acuerdo a Stress de ST
20 Hold Point 3 (85 MW) Mínimo técnico ‐Tiempo para cargar la Unidad hasta mínimo técnico
Estadística de los tiempos de partida fría desde sincronización hasta mínimo técnico:
Tiempo (hh:min) 03:01
Promedio para partida fría desde sincronización hasta mínimo técnico.
Marzo 2016: 3:32 hrs. Abril 2016: 2:31 hrs.
Este tiempo puede variar de acuerdo a la temperatura inicial y el stress que desarrolle la turbina de vapor.
2.3.3.3.- Desde el mínimo técnico (124 MW) hasta la potencia nominal (350 MW) a una tasa de carga de 11,5 MW/min.
Tiempo (hh:min) 00:20
2.4.- Cantidad y tipo de combustible utilizado en el proceso de detención
Se entiende que el proceso de detención inicia cuando la unidad comienza a disminuir su potencia desde carga base hasta que se encuentre en estado apagado de llama en la componente GT, es decir, cuando no se tiene ningún proceso térmico en operación. A continuación se presentan las evidencias para justificar el consumo de combustible durante el proceso de detención para cada una de sus etapas: 2.4.1.- Desde potencia nominal hasta mínimo técnico
Gas natural (Nm3) 6.024 Promedio de combustible utilizado desde carga base a mínimo técnico.
Consumo a mínimo técnico (124 MW): 30.206 Nm3/h Consumo a carga base (350 MW): 66.355 Nm3/h
Tiempo mínimo para ir de carga base a mínimo técnico, a 11,5 MW/min: 20 min Consumo de gas para ir de carga base a mínimo técnico: 6.024 Nm3
2.4.2.- Desde mínimo técnico hasta apertura del interruptor
Gas natural (Nm3) 3.020 Este proceso demora 12 minutos desde mínimo técnico hasta apertura del interruptor. Se inicia retirando la turbina de vapor, mientras la turbina de gas mantiene su carga y su consumo de gas, mientras disminuye la generación aproximadamente al 50 % Luego se inicia el retiro de la turbina de gas. Los consumos promedios medidos en este proceso alcanzan los 3.020 Nm3 de gas . 2.4.3.- Desde apertura del interruptor hasta el estado “Apagado de Llama”
Gas natural (Nm3) 247 El consumo horario de combustible en mínima carga es de 2.971 Nm3/h Después de la apertura del interruptor, la unidad tiene 5 minutos de enfriamiento en 3000 rpm, antes de apagar la llama. El consumo de gas en estos cinco minutos de enfriamiento, es de 247 Nm3 2.5- Energía eléctrica consumida durante el proceso de detención 2.5.1.- Desde potencia nominal hasta mínimo técnico
Energía eléctrica consumida (MWh)
1,5
Promedio de energía eléctrica consumida desde carga base a mínimo técnico.
Consumo de energía eléctrica a carga base: 4.5 MWh Consumo durante los 20 minutos desde carga base a mínimo técnico: 1.5 MWh
2.5.2 Desde mínimo técnico hasta apertura de interruptor
Energía eléctrica consumida (MWh)
0,85
Promedio de energía eléctrica consumida desde mínimo técnico hasta la apertura del interruptor.
Consumo de energía eléctrica a mínimo técnico: 3.4 MWh
Consumo durante los 15 minutos desde mínimo técnico hasta la apertura del interruptor: 0.85 MWh
2.5.3 Desde apertura del interruptor hasta el estado detención (inicio de virado)
Energía eléctrica consumida (MWh)
3.1
Promedio de energía eléctrica consumida desde apertura del interruptor hasta el inicio del virado.
Consumo de energía eléctrica durante la detención: 3.4 MWh
Consumo durante los 55 minutos desde la apertura del interruptor hasta el inicio del virado: 3.1 MWh 2.6.- Tiempo requerido para el proceso de detención 2.6.1.- Desde potencia nominal hasta mínimo técnico:
Tiempo (hh:min) 00:20
Para disminuir la carga desde los 350 MW hasta 124 MW, a una tasa de 11,5 MW/min, son 20 minutos 2.6.2.- Desde mínimo técnico hasta apertura del interruptor
Tiempo (hh:min) 00:15
Para disminuir la carga desde mínimo técnico hasta la apertura del interruptor, son necesarios 15 minutos. 2.6.3.- Desde apertura del interruptor hasta el inicio de virado
Tiempo (hh:min) 00:55
El tiempo desde la apertura del interruptor, hasta la detención total del eje e inicio del virado, es de 55 minutos.
2.7.- Tiempo mínimo de operación antes de poder detenerse, una vez concluido el proceso de partida La Unidad 16 no tiene tiempo mínimo de operación. Puede detenerse en cualquier momento, una vez concluido el proceso de partida. 2.8.- Tiempos mínimos detención para obtener las distintas tipos de postura. Se considera partida fría, cuando la temperatura del eje de cualquiera de las dos turbinas de vapor, tienen menos de 170 °C
Se considera partida tibia si la temperatura del eje de la turbina de vapor, tienen ambas sobre 170 °C De la experiencia obtenida, la temperatura de la turbina de vapor LP, baja su temperatura primero y alcanza un valor menor a los 170 ° C, en aproximadamente 12 horas.
Se adjuntan curvas referenciales del fabricante. Cabe notar que los valores difieren de lo actual. Estos valores han sido modificados de acuerdo a las experiencias obtenidas en la operación de la Unidad.
An
nexo 1.-
Anexo 2. Curvas de partida reales meses calculados en informe. Las variables expuestas son: Flujo de gas, velocidades en rpm de componentes GT y ST, temperaturas rotores HP e IP ST, SSAA y carga activa del ciclo.
23 de Marzo 2016 Arranque en Frio, T° Rotor HP e IP 109/42
23 de mayo 2016, Arranque en Frio, T° Rotor HP e IP 109/42
29 de Marzo 2016, Arranque en Tibio, T° Rotor HP e IP 393/316
30 de Marzo 2016, Arranque en Tibio, T° Rotor HP e IP 385/309
14 de Abril 2016, Arranque en Tibio, T° Rotor HP e IP 397/341
21 de Abril 2016 Arranque en Tibio, T° Rotor HP e IP 383/313
Anexo 3. Curvas de detención reales meses calculados en informe. Las variables expuestas son: Flujo de gas, velocidades en rpm de componentes GT y ST, temperaturas rotores HP e IP ST, SSAA y carga activa del ciclo. Se considera detención hasta que la unidad GT y TV entran en condición de virado
30 de Marzo 2016, Proceso de detención
14 de Abril 2016, Proceso de detención
21 de Abril 2016, Proceso de detención
Anexo 4. Datos IMS Flujo de gas, consumo SSAA para cálculos en arranques y detenciones de unidad
23 de Marzo 2016 Arranque en Frio
23 de mayo 2016, Arranque en Frio
29 de Marzo 2016, Arranque en Tibio
30 de Marzo 2016, Arranque en Tibio y detención
14 de Abril 2016, Arranque en Tibio y detención
21 de Abril 2016, Arranque en Tibio y detención
Anexo 5. Curvas de detención dadas por fabricante.
