inf ct aguaytia tg1 - 2014_rev.pdf

17
ESTUDIO DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO EN CENTRAL TÉRMICA AGUAYTIA Informe Final Estación de acondicionamiento Central Térmica Aguaytía Sala de control del gas natural UNIDAD: TG1 Ciclo Simple COMBUSTIBLE: Gas Natural Elaborado por ABRIL 2014

Upload: diablex006

Post on 21-May-2017

250 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

ESTUDIO DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA Y RENDIMIENTO EN CENTRAL TÉRMICA AGUAYTIA

Informe Final

Estación de acondicionamiento Central Térmica Aguaytía Sala de control del gas natural

UNIDAD: TG1 Ciclo Simple

COMBUSTIBLE: Gas Natural

Elaborado por

ABRIL 2014

Page 2: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 2

HOJA DE RUTA DEL INFORME

Versión Fecha Destino Motivo

Fecha de Resultado de la Revisión

Observado Aprobado

A 28-03-2014 TERMOSELVA Revisión

B 14-04-2014 COES Final

C

D

E

TABLA DE CONVERSIÓN DE UNIDADES AL SISTEMA

DE UNIDADES INTERNACIONAL

Ítem Sistema Internacional de Unidades Equivalencias en otras unidades

1 Temperatura

2 Energía

3 Volumen

4 Presión

5 Masa

Page 3: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 3

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN EJECUTIVO ........................................................................................................................... 5

1. INFORMACIÓN GENERAL ............................................................................................................. 7

1.1 Descripción de la empresa .................................................................................................................. 7

1.2 Descripción de la Central Térmica Aguaytía y de la unidad ensayada ................................................. 7

2. OBJETIVO DE LOS ENSAYOS ....................................................................................................... 8

2.1 Ensayos de Potencia Efectiva .............................................................................................................. 8

2.2 Ensayos de Rendimiento ..................................................................................................................... 8

3. CRONOGRAMA DE LOS ENSAYOS .............................................................................................. 8

4. PARTICIPANTE EN LOS ENSAYOS Y ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL .......................... 9

5. PREPARACIÓN DE LAS PRUEBAS ............................................................................................10

6. PUNTOS DE MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA ...........................................11

6.1 Puntos de medición .......................................................................................................................... 11

6.2 Variables medidas e instrumentos de medición ................................................................................ 11

7. PROCEDIMIENTO DE LAS PRUEBAS.......................................................................................13

8. ANÁLISIS DE COMBUSTIBLE .....................................................................................................13

9. METODOLOGÍA DE CÁLCULO ...................................................................................................14

10. RESULTADOS .................................................................................................................................17

10.1 resultados de la prueba de Potencia Efectiva .................................................................................... 17

10.2 Resultados de la prueba de rendimiento .......................................................................................... 17

Page 4: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 4

CONTENIDO DE APÉNDICES

APÉNDICE A: ACTA DE ENSAYOS

ANEXO 1: DATOS TECNICOS DE LA UNIDAD

ANEXO 2: CARACTERISTICAS DE LA INSTRUMENTACION UTILIZADA Y CERTIFICADOS DE CALIBRACION

ANEXO 3: CRONOGRAMA DE ENSAYOS

ANEXO 4: RESULTADOS DE LAS MEDICIONES

ANEXO 5: INFORMACION ADICIONAL PORPORCIONADA POR TERMOSELVA SRL

APÉNDICE B: INFORMACIÓN ADICIONAL

APÉNDICE C: INFORMACIÓN DE CONDICIONES AMBIENTE

APÉNDICE D: RESULTADOS DE ANÁLISIS DE COMBUSTIBLE

APÉNDICE E: CUADROS DE CÁLCULO

CONTENIDO DE CUADROS CUADRO 1-1: Características de la TG1 de la C.T. Aguaytía ....................................................................... 7

CUADRO 3-1: Cronograma general de los ensayos realizados en la unidad TG1 ........................................... 8

CUADRO 3-2: Duración de los ensayos y frecuencia de medición de la unidad ensayada .............................. 8

CUADRO 5-1: Actividades realizadas previas a los ensayos de la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía ............... 10

CUADRO 6-1: Características de los instrumentos de medición .................................................................. 11

CUADRO 7-1: Procedimiento de las pruebas en la unidad TG1 de la C.T. Aguaytía ..................................... 13

CUADRO 8-1: Resultados de los ensayos de Combustible – Gas Natural.................................................... 13

CUADRO 9-1: Condiciones de potencia efectiva y de referencia ................................................................. 15

CUADRO 10-1: Resultados de la Prueba de Potencia Efectiva en la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía ............ 17

CUADRO 10-2: Resultados de la Prueba de Rendimiento en la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía .................. 17

CONTENIDO DE FIGURAS

FIGURA 4-1: Participantes y Organización del Personal durante los ensayos ................................................ 9

FIGURA 6-1: Puntos de medición ............................................................................................................ 11

FIGURA 6-2: Imágenes de los instrumentos de medición utilizados ............................................................ 12

Page 5: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 5

RESUMEN EJECUTIVO

1. ANTECEDENTES

HAMEK Ingenieros Asociados S.A.C, por encargo de la empresa TERMOSELVA S. R. L. y acorde con los lineamientos que se estipulan en el Procedimiento PR-17 del COES, ha elaborado el presente informe “Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía” – Unidad TG 1– operando con Gas Natural; que tiene por objeto presentar los resultados de los cálculos de potencia efectiva y rendimiento de esta unidad que han sido desarrollado en base a los ensayos efectuados en dicha unidad, el día 19/03/2014.

2. DATA BÁSICA Y METODOLOGÍA DE CÁLCULO APLICADA

2.1 Data básica

1. Registros de los ensayos.- se ha medido los siguientes datos:

Potencia en bornes

Potencia en auxiliares

Temperatura ambiente

Presión ambiente

Humedad Relativa

Consumo de combustible

2. Establecimiento de las condiciones de potencia efectiva y de referencia

Para los cálculos de la potencia efectiva se ha tomado en cuenta la definición estipulada en el Procedimiento PR-17, según la cual se han definido las condiciones de potencia efectiva y condiciones de referencia, que se indica en el siguiente Cuadro.

Cuadro Nº 1.0 Condiciones de potencia efectiva y de referencia

Parámetros ambientales Unidad Condiciones de

Potencia Efectiva(1)

Condiciones de Referencia

de Fabricante(2)

Temperatura º C 30.90 15

Humedad relativa % 86.85 60

Presión KPa (PSI) 97.8 101.3 (14.7) 1. Las condiciones de potencia efectiva han sido definidas en función a los datos históricos obtenidos de

SENAMHI 2. Para TG se ha considerado lo que indica el fabricante en sus curvas de corrección, las cuales tienes como

referencia las condiciones ISO.

3. Descripción del combustible utilizado

Cuadro Nº 2.0

Características del Gas Natural

Descripción Unidad Valores(1)

Gravedad específica 0.6432 Poder Calorífico Inferior BTU/PCS 876.05 kJ/m³ 32 640.7 1. Resultado reportado por Laboratorio de análisis de AGUAYTIA ENERGY DEL PERÚ.

Page 6: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 6

2.2 Metodología

Todos los cálculos han sido efectuados mediante la Aplicación HAMEK_POTRENCT_2014 que ha sido diseñado por HAMEK Ingenieros Asociados S.A.C., específicamente para calcular la potencia efectiva y rendimiento de la unidad térmica según alcances del procedimiento PR-17 del COES. En síntesis, la metodología parte por un proceso de validación de datos para luego continuar con cálculos de la potencia y Heat Rate primero a condiciones de referencia y luego a condiciones de potencia efectiva; para lo cual se parte de los datos de ensayo y se aplican las correcciones por los diferentes parámetros que se indican en la siguiente tabla:

Cuadro Nº 3.0 Factores de corrección de Potencia y Heat Rate considerados

PARÁMETROS UNIDAD TG

POTENCIA HEAT RATE

Temperatura ambiente

Humedad relativa

Presión ambiente

3. RESULTADOS

3.1 Resultados de la Prueba de Potencia Efectiva

Cuadro Nº 4.0 Resultados de la Prueba de Potencia Efectiva de la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

UNIDAD

POTENCIA DE ENSAYO

(kW)

POTENCIA DE REFERENCIA

(kW)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

POTENCIA EN AUXILIARES

(kW)

TG1 90 444.5 98 845.8 86 944.9 241.5

3.2 Resultados de la Prueba de Rendimiento

Cuadro Nº 5.0 Resultados de la Prueba de Rendimiento de la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

UNIDAD CARGA

NOMINAL (MW)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

HEAT RATE1

(BTU/kWh)

CONSUMO DE COMBUSTIBLE

(MPCS/h)

RENDIMIENTO (kWh/MPCS)

EFICIENCIA (%)

TG1

90 86 944.9 10 310.2 1 023.2 84.97 33.09

60 58 293.0 11 410.7 759.3 76.77 29.90

40 39 051.6 12 818.7 571.4 68.34 26.62

20 19 807.6 17 738.3 401.1 49.39 19.24

5 5 420.7 43 570.7 269.6 20.11 7.83

1 También llamado consumo especifico de calor.

Page 7: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 7

1. INFORMACIÓN GENERAL

1.1 DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA

Termoselva S.R.L. (Termoselva) mediante Resolución Ministerial No. 187-2001-EM/VME recibió a partir del primero de Mayo del 2001 en transferencia de Aguaytía Energy del Perú S.R.L. (Aguaytía) la Concesión Definitiva para desarrollar las Actividades de Generación Eléctrica en la Central Termoeléctrica a Gas Natural de Aguaytía (CT Aguaytía) y la propiedad de los correspondientes activos que Aguaytía construyó, le fueron cedidos y operó desde Julio 1998 hasta la fecha de transferencia.

1.2 DESCRIPCIÓN DE LA CENTRAL TÉRMICA AGUAYTÍA Y DE LA

UNIDAD ENSAYADA

La C.T. Aguaytía está conformada por dos turbinas a gas, de las cuales se ha ensayado en

la unidad TG1 y cuyas características se indican a continuación.

CUADRO 1-1: Características de la TG1 de la C.T. Aguaytía

DESCRIPCIÓN UNIDAD TG1

DATOS DE PLACA

Marca

ABB

Modelo/Tipo

GT11NMC XL/XP

Serie Año 1AUG710117

Potencia del Proyecto MW 88,44

Tipo de Combustible

GAS NATURAL

GENERADOR ELECTRICO

Marca

ABB

Modelo/Tipo

WY18Z-059LLT

Número de Serie

HM 300905

Potencia Instalada MVA 119,2

Factor de Potencia 0.85

Frecuencia Hz 60

Page 8: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 8

2. OBJETIVO DE LOS ENSAYOS

2.1 ENSAYOS DE POTENCIA EFECTIVA

Este ensayo tiene por objeto medir la potencia en bornes de generación producida por la

unidad ensayada y las condiciones ambiente (presión atmosférica, temperatura y humedad

relativa ambiente), durante el tiempo de medición y con la frecuencia acordada por las

partes que intervienen en este ensayo; con la finalidad de determinar la potencia efectiva de

la misma, aplicando los factores de corrección correspondientes.

2.2 ENSAYOS DE RENDIMIENTO

Este ensayo tiene por objeto medir el consumo de combustible a diferentes cargas y

paralelamente las condiciones ambiente, durante el tiempo de medición y con la frecuencia

acordada por las partes que intervienen en este ensayo; con la finalidad obtener todos los

índices que dependen de este consumo: Consumo específico de combustible, Consumo

específico de calor ó Heat Rate, Rendimiento y eficiencia de la unidad ensayada a las

condiciones de potencia efectiva, aplicando los factores de corrección correspondientes.

3. CRONOGRAMA DE LOS ENSAYOS

Luego de coordinaciones previas y a la luz de las condiciones encontradas en la unidad se

definió finalmente los cronogramas que se indican en el Acta de Ensayo, del cual se indica

en la siguiente tabla el cronograma general.

CUADRO 3-1: Cronograma general de los ensayos realizados en la unidad TG1

UNIDAD: TG 1

Carga Nominal MW

Hora Inicio

Hora Fin

90 08:00 13:00

60 07:30 07:45

40 07:00 07:15

20 06:30 06:45

5 06:00 06:15

En este cronograma se ha considerado los siguientes tiempos y frecuencia de mediciones:

CUADRO 3-2: Duración de los ensayos y frecuencia de medición de la unidad ensayada

Nº TIEMPO DE DURACIÓN FRECUENCIA DE MEDICIONES

Ensayo de potencia efectiva

1 5 horas 15 minutos

Ensayo de rendimiento

15 minutos por carga parcial2 1 minuto

2 Para el 100% de carga se consideró 5 horas y la frecuencia de muestreo 15 minutos

Page 9: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 9

4. PARTICIPANTE EN LOS ENSAYOS Y

ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL

Durante los ensayos han participado, el veedor del COES, un representante de

TERMOSELVA y el Jefe de Ensayo con todo su equipo, que se han organizado como se

indica en la FIGURA 4-1:

FIGURA 4-1: Participantes y Organización del Personal durante los ensayos

VEEDOR COES Ing. Carlos Huaman

Jefe de Ensayos - HAMEK

Ing. Amadeo Carrillo .

Responsable de las Mediciones Eléctricas Ing. Alex Atalaya Tafur

Responsable de las Mediciones Ambientales

Bach. Cesar Alata

Responsable de las Mediciones Mediciones de

Flujo de la planta Ing. Alex Atalaya Tafur

Personal del Termoselva

Representante de

TERMOSELVA

Ing. Ronald Mendoza

Ing. Omar Guzman

Page 10: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 10

5. PREPARACIÓN DE LAS PRUEBAS

CUADRO 5-1: Actividades realizadas previas a los ensayos de la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

ÍTEM ACTIVIDADES FECHA HORA

1 Gestión de presentación permisos de trabajo. 18/03/2014 16:00

2 Instalación de los instrumentos de medición: registradores de parámetros eléctricos y ambientales y mecánicas (flujo).

18/03/2014 16:30

3 Reunión de trabajo inicial con representante de TERMOSELVA y el Veedor del COES

19/03/2014 05:00

4 Recorrido de la central térmica para verificar estado operativo de la unidad térmica y puntos de medición.

19/03/2014 05:15

5 Apertura del Acta con presencia del veedor del COES, el Jefe de Ensayo de HAMEK y el Rep. de TERMOSELVA.

19/03/2014 05:30

6 Acuerdos y consideraciones previas a los ensayos:

Duración de las pruebas.

Cargas parciales a ser consideradas en la prueba de rendimiento

Frecuencia de las mediciones a plena carga y cargas parciales.

Tiempos para la variación de carga y estabilización a dicha carga.

19/03/2014 05:45

7 Definición de cronogramas de ensayo definitivos 19/03/2014 05:50

8 Verificación de datos básicos a ser recopilados mediante partes diarios

19/03/2014 05:55

Page 11: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 11

6. PUNTOS DE MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN

UTILIZADA

6.1 PUNTOS DE MEDICIÓN FIGURA 6-1: Puntos de medición

Nº Descripción Variables

1 Medición de condiciones ambiente Presión y temperatura bulbo seco ambiente, humedad relativa.

2 Potencia en bornes Potencia

3 Potencia de auxiliares Potencia

4 Consumo de combustible Flujo

6.2 VARIABLES MEDIDAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

CUADRO 6-1: Características de los instrumentos de medición

VARIABLES MEDIDAS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN UTILIZADOS

Eléctricas: potencia activa, potencia reactiva, energía activa, energía reactiva; factor de potencia, corriente y tensión.

01 Analizador electrónico portátil de redes eléctricas, marca RPM, Modelo 1650, serie: 1650-10681

01 Analizador electrónico portátil de redes eléctricas, marca A-eberle, Modelo PQ box, serie: 1203-105

Ambientales: Temperatura, humedad relativa y presión ambiente.

01 Estación meteorológica portátil, marca DAVIS, Modelo Vantage VUE, Serie D101025A007

Mecánicas: Flujo de combustible Medidor de flujo fijo propias de las turbinas.

Marca: FloBoss, Modelo: 407, Serie: 16296771

Page 12: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 12

FIGURA 6-2: Imágenes de los instrumentos de medición utilizados

ESTACIÓN METEOROLÓGICA PORTÁTIL

ANALIZADORES DE REDES PORTÁTIL

TOMA DE MUESTRA DE COMBUSTIBLE – GAS NATURAL

Page 13: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 13

7. PROCEDIMIENTO DE LAS PRUEBAS

Luego de las actividades previas descritas en el Capítulo 5, se desarrollaron los ensayos de

potencia efectiva y rendimiento de la unidad según el cronograma general que se indica en

Capítulo 3 (Ver detalles en el Apéndice A, Anexo 3).

En la unidad, los ensayos han tenido el siguiente procedimiento general que se indica en la

siguiente tabla.

CUADRO 7-1: Procedimiento de las pruebas en la unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

Nº ACTIVIDAD PARTICIPAN

1 Instalación del personal de HAMEK en los puntos de medición y verificación de la operatividad de los instrumentos correspondientes.

Todo el personal de HAMEK

2 Coordinación con el operador para el control de la unidad a ser ensayada

Veedor del COES y el operador de la unidad

3 Toma de carga y estabilización a cargas parciales y plena carga. Operador de la unidad

4 Registros de combustible, condiciones ambiente y parámetros eléctricos y operativos a plena carga (5 horas) de acuerdo al cronograma establecido.

Personal de TERMOSELVA y el personal de Hamek.

5

Registros de combustible, condiciones ambiente y parámetros eléctricos a las cargas parciales.

Personal de HAMEK responsable de las mediciones y personal de TERMOSELVA para el consumo de combustible

6 Toma de 02 muestras de combustible Operador

7 Descarga de registros de los instrumentos de medición utilizados. Personal de HAMEK

8 Desmontaje de los instrumentos de medición Personal de HAMEK

9 Procesamiento de Información Personal de HAMEK

10 Cierre del Acta de ensayos y suscripción de las mismas. Jefe de Ensayo de HAMEK, Veedor del

COES y representante de TERMOSELVA

8. ANÁLISIS DE COMBUSTIBLE

Las 02 muestras que se han tomado durante los ensayos han sido analizadas en los

laboratorios de Aguaytía Energy del Perú SRL, los resultados obtenidos aparecen en los

reportes emitidos por esta entidad que se incluye en el Apéndice D, del cual se ha extraído

los datos promedio que se utilizaron en los cálculos:

CUADRO 8-1: Resultados de los ensayos de Combustible – Gas Natural

Descripción MUESTRA 1 MUESTRA 2 PROMEDIO

Gravedad Específica [kg/m3 0.6423 0.6441 0.6432

Poder Calorífico Bruto [BTU/PCS] 972.83 969.21 971.02

[MJ/m³] 36.24 36.11 36.18

Poder Calorífico Neto [BTU/PCS] 877.68 874.42 876.05

[MJ/m³] 32.70 32.58 32.64

Page 14: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 14

9. METODOLOGÍA DE CÁLCULO

Todos los cálculos han sido efectuados mediante la aplicación HAMEK_POTRENCT_2014 que ha sido diseñado por HAMEK específicamente para calcular la potencia efectiva y rendimiento de unidades térmicas según alcances del procedimiento PR-17 del COES. En síntesis, la metodología de cálculo de la potencia efectiva y rendimiento ha seguido el siguiente procedimiento:

1) Proceso de validación de datos de ensayo.- Para los datos de potencia consistió en eliminar todas las mediciones que superan ± 2% de la potencia promedio3 y ± 2 ºC de la temperatura ambiente de ensayo promedio; para el caso de las pruebas de rendimiento no se tiene establecido esta consideración porque no existe una referencia en el procedimiento PR-17, tampoco en las normas internacionales, por lo tanto solo se aplica la validación de datos para esta prueba.

2) Cálculo de la potencia efectiva, la cual ha sido determinado de forma independiente para cada unidad.

a) Primero se lleva todos los datos válidos de la potencia de ensayo de la unidad TG1 (POTyTG) a las condiciones de referencia, obteniéndose así la potencia de referencia (POTrTG); para lo cual se aplica las correcciones por temperatura (KyrT), presión (KyrP) y humedad relativa (para el este caso humedad específica4) (KyrHrel).

b) Finalmente se lleva todos los datos de potencia calculados a las condiciones de

referencia (POTrtg) a las condiciones de potencia efectiva (POTxtg), aplicando igualmente los factores de corrección por temperatura (KrxT), humedad específica (KrxHR), presión (KrxP).

3) Cálculo del rendimiento, la cual ha sido efectuada según se explica a continuación:

a) Primero, se ha considerado como parámetro básico el Heat Rate para la unidad TG1, debido a que las curvas del fabricante están referidas a dicho parámetro.

b) Luego se obtiene el Heat Rate a las condiciones de ensayo (HRy) considerando el poder calorífico inferior del Gas Natural utilizado como combustible (PC) y el consumo de combustible registrado durante los ensayos (CCy); es decir:

3 Norma ASME PTC 22-1997-Perfomance Test Code on Gas Turbine.

4Humedad específica usada es: g de agua/kg de aire seco.

Page 15: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 15

c) Con el Heat Rate expresado en las condiciones de ensayo, se determina dicho índice a las condiciones de referencia tomando en cuenta los factores de corrección por temperatura (K’yrT), presión (K’yrP), humedad relativa y en este caso humedad específica (K’yrHrel), tal como se indica en la siguiente fórmula:

d) Enseguida se determina el Heat Rate a las condiciones de potencia efectiva, de

manera similar al caso anterior, aplicando la siguiente fórmula:

Para los cálculos anteriores mencionados se ha considerado las siguientes condiciones de potencia efectiva y rendimiento:

CUADRO 9-1: Condiciones de potencia efectiva y de referencia

PARÁMETROS AMBIENTALES UNIDAD CONDICIONES DE POTENCIA EFECTIVA (1)

CONDICIONES DE

REFERENCIA (2)

Turbina a Gas Temperatura º C 30.90 15

Humedad relativa % 86.85 60%

Presión KPa 97.8 101.35 (1) Las condiciones de potencia efectiva han sido definidas en función a los datos históricos de los últimos 17 años obtenidos de SENAMHI (2) Para TG se ha considerado lo que indica el fabricante en sus curvas de corrección, las cuales tienes como referencia las condiciones ISO.

Consideraciones:

1. Tal como puede apreciarse en el Apéndice C, la data histórica de temperatura máxima media y

humedad relativa ambiente ha sido considerada para el período 1997-2012, de la estación

Aguaytía fuente Senamhi, debido a que esta estación empezó a funcionar como una estación

climatológica a partir de 1997 y no se cuenta con otra estación cercana y con semejanza

climática.

2. De acuerdo a la definición estipulada en el procedimiento, existe una presión ambiente de

potencia efectiva, que corresponde a la altura al cual se encuentra ubicada la central. Si bien

físicamente la altura como es obvio, no varía durante las pruebas, sin embargo existe una

variación de presión durante las pruebas, por ello es necesario corregir la potencia de ensayo

que corresponde con la presión de ensayo y llevarlo a dicha condición de presión ambiente de

potencia efectiva (97.8 kPa). Este valor ha sido determinado en base a la altura (296 msnm) al

que se encuentra instalada la Central Térmica Aguaytía, que se ha obtenido por dos fuentes:

medición con GPS y del Google Earth.

3. Como ya se adelantó en la metodología, para la corrección por humedad efectiva y presión

ambiente, se usaron curvas de corrección de la Turbina a Gas Marca: General Electric, Modelo:

PG7121EA; las cuales se agregan en el Apéndice B.

Page 16: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 16

4. No se ha considerado la corrección por factor de potencia, pues el hacerlo implica llevar los cálculos a condiciones nominales (diseño) no existiendo una condición efectiva para después reflejar este efecto sobre el ensayo de potencia efectiva. De acuerdo a la propuesta de modificación del procedimiento PR 17 existe una contradicción evidente con las definiciones 4.1 y 4.2. Asimismo, en éste se califica al factor de potencia como una variable secundaria (Cuadro 4 del Anexo 6) que por definición dada en el 4.12, no ingresa al cálculo del resultado del ensayo y sólo sirve para ver si las condiciones del mismo no se han violado.

Se debe precisar que no existe un factor de potencia de diseño dado por los fabricantes. Lo que ellos proporcionan es un factor de potencia de referencia para fijar la garantía de potencia de la unidad, dado que el generador puede operar ante diversos factores de potencia y las restricciones están indicadas en su curva de capabilidad, sin que eso limite su operación normal (incluso los fabricantes solicitan que se les indique el factor de potencia para dar la garantía).

Siguiendo el criterio de las condiciones efectivas, si se requiere considerar una corrección por

factor de potencia, éste debería resultar del promedio histórico del factor de potencia en

condición de plena carga de una unidad existente o en caso de ser una unidad nueva, de un

valor a ser determinado por el COES de acuerdo a las proyecciones de operación para dicha

nueva unidad térmica para el periodo de validez de la prueba de potencia efectiva (2 años).

Page 17: INF CT AGUAYTIA TG1 - 2014_Rev.pdf

Estudio de Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento en la Central Térmica Aguaytía

Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo Nº Designación Combustible Configuración Fecha de Ensayo

1 TG1 Gas Natural Ciclo Simple 19/03/2014 3 - - - -

Informe Empresa Generadora Empresa Consultora Veedor Página Nº

Versión Final TERMOSELVA HAMEK COES 17

10. RESULTADOS

10.1RESULTADOS DE LA PRUEBA DE POTENCIA EFECTIVA

CUADRO 10-1: Resultados de la Prueba de Potencia Efectiva en la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

UNIDAD

POTENCIA DE ENSAYO

(kW)

POTENCIA DE REFERENCIA

(kW)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

POTENCIA EN AUXILIARES

(kW)

TG1 90 444.5 98 845.8 86 944.9 241.5

10.2RESULTADOS DE LA PRUEBA DE RENDIMIENTO

CUADRO 10-2: Resultados de la Prueba de Rendimiento en la Unidad TG1 de la C.T. Aguaytía

UNIDAD CARGA

NOMINAL (MW)

POTENCIA EFECTIVA

(kW)

HEAT RATE5

(BTU/kWh)

CONSUMO DE COMBUSTIBLE

(MPCS/h)

RENDIMIENTO (kWh/MPCS)

EFICIENCIA (%)

TG1

90 86 944.9 10 310.2 1 023.2 84.97 33.09

60 58 293.0 11 410.7 759.3 76.77 29.90

40 39 051.6 12 818.7 571.4 68.34 26.62

20 19 807.6 17 738.3 401.1 49.39 19.24

5 5 420.7 43 570.7 269.6 20.11 7.83

5 También llamado consumo especifico de calor.