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DESARROLLO DE PROYECTOS CON COMBUSTIBLES BIOMASICOS Condicionantes de diseño y operación Iván Morte

INTRODUCCION INICIO DE UN PROYECTO CON BIOMASA Por qué ? Alguien tiene un residuo valorizable Alguien quiere Energia Termica para proceso con Biomasa Alguien quiere producir energía eléctrica con biomasa Alguien quiere rentabilidad en su consumo energético Alguien necesita reducir sus emisiones a la atmosfera

INICIO DE PROYECTO FIJACION DE LAS BASES DE PARTIDA ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEFINICION DEL PROYECTO DEFINICION DEL SISTEMA PROYECTO BASICO o ANTEPROYECTO

FIJACION DE LAS BASES DE PARTIDA DEFINICION DE LAS NECESIDADES ESTUDIO DE LAS NECESIDADES ENERGETICAS Fluido Produccion FIJACION DEL RECURSO VALORIZABLE Caracterizacion Cantidad de Recurso disponible DEFINICION DEL SISTEMA DE PRODUCCION DE ENERGIA Tipo Disponibilidad

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD FACTIBILIDAD TECNICA Condicionantes del Combustible Condicionantes del equipo FACTIBILIDAD ECONOMICA Condicionantes de la rentabilidad Condicionantes de la Operacion

COMBUSTIBLES TIPOS DE COMBUSTIBLES Pellets y Residuos forestales Orujillo y hueso de aceituna Orujo de uva Cáscara de girasol y almendra Cáscara de arroz Polvo de serrin Glicerina cruda procedente del proceso de fabricación del biodiesel (Hasta el 80%) Residuos agricolas de todo tipo Etc….

CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA CONDICIONANTES DE LOS COMBUSTIBLES CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA ·     ANÁLISIS INMEDIATO ·     ANÁLISIS ELEMENTAL . PODER CALORIFICO . COMPOSICION DE LAS CENIZAS . TEMPERATURAS DE FUSION DE LAS CENIZAS ( Sinterizacion ) ·  GRANULOMETRIA . DENSIDAD

ANALISIS INMEDIATO Y ELEMENTAL Humedad Volátiles Carbono Fijo Cenizas  ANÁLISIS ELEMENTAL (%) C H N S Cl

ANALISIS DE LAS CENIZAS COMPOSICION DE LAS CENIZAS Metales Pesados Halogenos libres Sales de Sodio y Potasio TEMPERATURAS DE DEFORMACION Tª de deformación inicial Tª de reblandecimiento Tª de hemisferio Tª de fluidez

CARACTERISTICAS FISICAS DEL COMBUSTIBLE GRANULOMETRIA % Finos Tamaño Maximo Normas aplicables DENSIDAD Grado de flotabilidad  

EQUIPOS DE PRODUCCION DE ENERGIA TERMICA     TIPOS DE EQUIPOS EN FUNCION DEL FLUIDO TERMICO Agua caliente Agua sobrecalentada Vapor saturado Vapor sobrecalentado TIPOS DE EQUIPOS EN FUNCION DE SU PRODUCCION Calderas pirotubulares. hasta 22 ó 25 bar Calderas acuotubulares. a partir de 25 bar

CONDICIONANTES DEL EQUIPO     SISTEMA DE COMBUSTION Parrilla fija refrigerada por aire Parrilla fija refrigerada por agua Parrila vibratoria refrigerada por aire o agua Parrilla móvil oscilante Parrilla móvil viajera y/o rotativa Lecho fluido atmosférico Lecho fluido circulante EMISIONES GARANTIZADAS Adhesion a las normas estatales y/o autonomicas Adhesion a las normas particulares Autorizacion medioambiental integrada

DEFINICION DE LOS EQUIPOS RESPECTO AL COMBUSTIBLE SE DETERMINARÁ: CONSECUENCIA DE SUS CARACTERISTICAS FISICAS Consumos de combustible Tipo y sistema de almacenamiento de biomasa Preparación de la biomasa: secado, trituración, mezcla,etc.. Sistema de transporte de combustible hasta la caldera. Sistema de introducción en la caldera: tornillo sin-fin, lanzadores, por gravedad, pulverización, soplado. etc..

DEFINICION DEL GENERADOR RESPECTO AL DISEÑO DE LA CALDERA SE DETERMINARÁ: SISTEMA DE COMBUSTIÓN A UTILIZAR DIMENSIONAMIENTO DEL HOGAR Y TIEMPOS DE RESIDENCIA DE LOS GASES SUPERFICIES DE CONVECCIÓN CAUDALES DE AIRE PRIMARIO, SECUNDARIO Y POSTCOMBUSTION CAUDALES DE COMBUSTIBLE (modulacion)

DISEÑO DEL GENERADOR ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO Velocidades de gases adecuadas. Evitar depósitos. Pero también erosiones en las superficies de convección Sistema adecuado de limpieza: sopladores, golpeteo, ultrasonidos.. Determinar donde se pueden producir temperaturas de deformación de cenizas. Cantidad de cenizas esperadas Sistema de evacuación de cenizas adecuado

DISEÑO DEL GENERADOR Y PERIFERICOS PREDECIR LAS EMISIONES ESPERADAS Emisiones de CO Emisiones de Nox Emisiones de SO2 Emisiones de COV Emisiones de Dioxinas y Furanos Emisiones de partículas En función de las emisiones esperadas y los límites permitidos, implantar y valorar las medidas correctoras

EJEMPLOS DE DISEÑO DE GENERADORES PIROTUBULARES ACUOTUBULARES AGUA CALIENTE AGUA SOBRECALENTADA VAPOR SATURADO VAPOR SOBRECALENTADO

CALDERA PIROTUBULAR Normalmente utilizadas para: Residuos de madera Hueso de aceituna Cáscaras de frutos secos Hasta 1.800 kw Agua Caliente Agua Sobrecalentada y Vapor Hasta 10 bar Parrilla fija Alimentación con tornillo

CALDERA PIROTUBULAR SALA DE CALDERAS SOBRE PLATAFORMA TRANSPORTABLE

CALDERA PIROTUBULAR

SILO Y SALA DE CALDERA

CALDERAS PIROTUBULARES HOGAR ACUOTUBULAR Caldera de tres pasos de agua con un hogar acuotubular. Gama de calderas hasta 20.000 kg/h de vapor y hasta una presión de trabajo de 21 bar. Calderas de agua caliente y sobrecalentada hasta 10 Mw. Combustibles: biomasa, orujo de uva, orujillo y hueso de aceituna, cáscara de girasol, residuos forestales, etc.

ESQUEMA GENERAL DE UNA INSTALACIÓN CALDERAS PIROTUBULARES ESQUEMA GENERAL DE UNA INSTALACIÓN

CALEFACCIÓN DE DISTRITO LYON – VENISSIEUX - FRANCE

CALDERAS ACUOTUBULARES VAPOR SATURADO PARA PROCESO – COMBUSTIÓN BIOMASA MEZCLA: 75% ORUJILLO DE UVA 25% HRINA DE GRANILLA 15 t/h – 10 bar – 180ºC AGRALCO (Estella-Navarra)

CALDERAS ACUOTUBULARES GENERACIÓN ELÉCTRICA – COMBUSTIÓN BIOMASA

CALDERAS ACUOTUBULARES GENERACIÓN ELÉCTRICA – COMBUSTIÓN BIOMASA Central eléctrica de 8 Mwe quemando residuos de biomasa extraidos del proceso de extracción de aceite 35 t/h – 42 bar – 405ºC BIOENERGETICA EGABRENSE, S.A. Cabra (Córdoba) CO 100 mg/m3N NOx 220 mg/m3N Particles 50 mg/m3N

GENERACIÓN ELÉCTRICA – Calderas para combustión de cáscara de arroz en lecho fluidizado

RESIDUOS URBANOS – Tratamiento de residuos sólidos urbanos COMBUSTIBLE: R.S.U. FUENTE DE CALOR:Gases de Incineración de R.S.U. SISTEMA DE INCINERACION Lecho Fluidizado Rotativo Atmosférico CONSUMO: 9,2 Tm./Hr. P.C.I. 3.500 Kcal/kg. CAUDAL DE GASES 132.900 Kg./Hr. Por Línea TEMPERATURA GASES 900º C CONTENIDO EN CENIZAS 740 Kgs./Hr. DISEÑO V.S.S.A.- E.R.K. TIPO: 2 Pasos en Cámara de radiación vertical, 1 Paso de Convección Horizontal + 1 Vertical

CONDICIONANTES DE LA RENTABILIDAD FLUJOS DE COSTOS DEL SISTEMA COSTO DEL COMBUSTIBLE COSTO DE OPERACION COSTO DE INVERSION ( FINANCIACION ) COSTOS DE MANTENIMIENTO

CONDICIONANTES DE LA OPERACION CONSIDERACIONES DE OPERACIÓN ADECUADAS PERSONAL DE OPERACION MANTENIMIENTO PREVENTIVO REPUESTOS REVISIONES DEL SISTEMA TIEMPOS DE PARADA DISPONIBILIDAD

PROYECTO BASICO O ANTEPROYECTO PREPARACION Y DESARROLLO DEL ANTEPROYECTO LOCALIZACION PREVISION DE SERVICIOS DEFINICION DEL SISTEMA REDACCION DEL ANTEPROYECTO PRESENTACION DEL ANTEPROYECTO ANTE LOS ORGANISMOS COMPETENTES OBTENCION DE LICENCIAS ACOMETIDA DEL PROYECTO GENERAL

GRACIAS POR SU ATENCIÓN