requeriments usuari

APLICACIONS ENERGÈTIQUES RENOVABLES Electricitat i calor

REQUERIMENTS USUARI

PLANTA GASIFICACIÓ 20 Kwe 40Kwt

SANT FELIU DE BUIXALLEU

Energies Renovables Biomassa Forestal


1.- Introducció

1.1. Objectiu

1.2 Situació actual

2.- Connexió xarxa elèctrica.

2.1. Punt de connexió a la xarxa elèctrica (PCR).

2.2. Escomesa Elèctrica.

2.2.1. Línea de connexió Principal. (LCP)

2.2.2. Caixa General de protecció i mesura. (CPM)

2.2.3 Línea de connexió Secundària. (LCS)

2.3.4. Línea de connexió individual. (LCI)

2.3.5. Proteccions.

3.- Obra civil Nau.

3.1 Solera.

3.2 Coberta.

3.3.Tancaments.

3.4. Elements interiors de la planta

3.4.1. Planta gasificació.

3.4.2. Sitja d’alimentació manuals

3.4.3. Dipòsit de recollida de cendres



3.4.4. Dipòsit de recollida de líquids

3.4.5. Dipòsit de recollida de quitrans

3.4.6. Sortides exteriors a la coberta

3.4.7. Instal·lacions auxiliars.

3.4.8. Seguretats.

3.4.9. Ventilació.

3.4.10. Insonorització.

4.- Sitja d’alimentació en continu de Biomassa.

4.1 . Sitja amb disc rotatiu i vis sens fi

4.2. Secat en continu.

4.3. Alimentació amb contenidors.

5.- Xarxa Tèrmica.

5.1. Emmagatzemen energia.

5.2. Transport.

5.3. Demanda.

6.- Anexe.

6.1. Fotos diferents sistemes emmagatzematge i alimentació.



1.- Introducció

1.1. Objectiu

L’objectiu d’aquest document es la crear el requeriments que ha de tenir la instal·lació complerta de la planta cogeneració per gasificació de biomassa forestal. El document ha de servir perquè un tècnic competent en pugui redactar el projecte executiu amb el càlcul dels materials i les feines a realitzar així com un valoració econòmica del mateix per tal de que aquesta obra es pugui licitar.

1.2 Situació actual

En aquest moment ja es disposa de l’atorgament de punt de connexió a la xarxa elèctrica per part de Fecsa Endesa. Per poder fer aquesta connexió la companyia elèctrica ha de adequar les instal·lacions per que es pugui fer la connexió. Aquesta es farà en un CTR (Centre de Transformació Rural) que la companyia instal·larà al costat de la planta de biomassa. El ser la distància molt curta farà que les pèrdues de tensió a la línea elèctrica siguin mínimes.



2. Xarxa elèctrica d’evaquació.

2.1. Punt de connexió a la xarxa (PCR)

La planta es connectarà a la xarxa elèctrica de baixa tensió a 400V en un CTR (Centre de Transformació Rural) que la companyia elèctrica Fecsa-Endesa instal·larà al costat de la planta de biomassa. En el següent planell es pot veure la situació de la planta de biomassa i el CTR. Actualment Forestal Catalana ja disposa de l’atorgament del PCR.

En les següents fotos es pot veure com es el CTR que instal·larà la companyia elèctrica.



La instal·lació d’aquest CTR es farà per part de la companyia elèctrica. Per tant en el projecte nomes s’haurà de calcular la línea de baixa tensió que ha d’arribar fins aquest amb cable de Coure RV 0,6/1KV

2.2. Escomesa Elèctrica.

La secció de la línea ha de ser suficient per poder evacuar els 20 kwe elèctrics a la xarxa i les pèrdues de càrrega han de ser inferiors a l’1%. L’escomesa elèctrica tindrà els següents elements :



2.2.1. Línea de Connexió Principal (LCP).

Es la línea elèctrica que va des del CTR fins a la caixa general protecció i mesura (CPM). El material ha de se coure i el tipus d’aïllant RV 0,6/1 KV .S’haurà de calcular la seva longitud i secció. La caiguda de tensió no pot ser superior a l’1%.

2.2.2. Caixa General de protecció i mesura. (CPM)

L’esquema unifilar de la CGP serà de la forma següent :



El CPM haurà de tenir el següents elements

Equip de mesura

S’utilitzarà un comptador estàtic multi funció bidireccional amb registrador de mesures inclòs en el mateix evolvent, per a la mesura d’energia activa en el dos sentits de circulació d’energia (compra i venda) i reactiva a quatre quadrants amb la discriminació horària vigent i necessària per la facturació. El comptador permetrà la verificació per LED en el dos sentits de l’energia. El comptador haurà de registrar l’energia reactiva.



La precisió dels comptadors serà del tipus 3 amb classe 0,5s per l’energia activa i classe 1 per la reactiva. La corba de càrrega es obligatòria.

Per a la bonificació de l’energia reactiva, serà obligatori que l’equip de mesura registri la corba de càrrega horària i quart horària.

Caixa General de Protecció (CGP)

Es dimensionaran les bases i el fusibles.

Interruptor General Manual (IGM)

Ha de servir per poder desconnectar la planta de forma manual i sense càrrega.

Protecció diferencial

Per la protecció contra contactes indirectes. Podrà ser de baixa sensibilitat i retardada si aigües avall es posen diferencial d’alta sensibilitat instantanis.

Interruptor de control de potència

Es tracta d’un dispositiu de seguretat i maniobra que permet separar la instal·lació de cogeneració de la xarxa de distribució. S’ha de poder accionar manualment.

Tindrà poder de tall suficient per al corrent de curtcircuit que pugui produir-se en el punt de la seva instal·lació i serà com a mínim de 4.500 A.

Tindrà 3 pols mes neutre seccionable amb tall omnipolar.

Equip de Telemesura

Serà obligatòria la instal·lació d’un equip de telemesura. Aquest modem podrà anar col·locat en una mòdul de doble aïllament, incorporant una base Schuko amb presa de terra, un relé magneto tèrmic i un relé diferencial si fos necessari.



2.2.3 Línea de connexió Secundària. (LCS)

Es la línea que va de la caixa general de protecció fins al equip de mesura. Com que la CPM i l’equip de mesura es col·locaran en el mateix armari aquesta línea tindrà una distància molt curta.

2.3.4. Línea de connexió individual. (LCI)

Es la línea que va des de l’equip de mesura fins a la instal·lació de l’abonat o generador d’energia.

2.3.5. Proteccions.

A mes de les proteccions abans esmentades tambe s’hauran de posar les següents proteccions. Que podran estar en el mateix armari que la CGP o en un altre armari.

Protecció de màxima i mínima tensió.

Es controlarà la tensió de entre fases. Haurà de disparà per màxima tensió a 1,1Un de qualsevol de les tensions mantinguda durant 0,5s. Disparar per mínim tensió a 0,85Un de qualsevol de les tensions mantinguda durant 1,2 s.

Protecció de màxima i mínima freqüència.

Es controlarà la freqüència i dispararà per màxima a 51 Hz, mantinguda durant 0,2 s i per mínima freqüència a 48 Hz, mantinguda durant 3 s.

Protecció anti-illa.

La protecció anti illa disposarà de mètodes de detecció passius o actius (detecció de salt de fase, control de potència reactiva, desplaçament de freqüència,etc) que permetin evitar el funcionament d’aquest equips en condicions de pèrdues de xarxa, segons norma UNE 50438.

El senyal de dispar per funcionament en illa, no desapareixerà fins que les seves magnituds de referència romanguin correctes durant tres minuts ininterromputs, impedint durant aquell temps la connexió de la planta de Biomassa.



Posada a terra

La posada a terra de la planta de biomassa serà independent de la del neutre de la xarxa de Fecsa Endesa



3. Obra civil nau.Magatzem astella 29,78 m2Cogeneració 57,90 m2Total util 87,68 m2Total construïda 98,60 m2

Alçada màxima 4,98 m interior lliuresAlçada mínima 2,71 m2 interiors lliures

Portes :porta 0,8 pel magatzemPorta de 0,8 per la plantaPorta de 3,69 d’alçada per 3,48 d’alçadaLes portes seran metàliquesPerimetre de la contruccio feta amb totxo de 15. El sostre tambe es farà amb forjat de 15 cmLa coberta estarà formada per vigues de formigó mínimes de 15x15 cmLa teula serà teula aràbiga.

Cobert a una sola aigua

El cobert ha de tenir les mides suficients per tal de poder encabir la planta de gasificació i tots els seus elements auxiliars com poden ser el sistema d’alimentació manual, el dipòsit d’inèrcia d’aigua calenta i a la vegada que ha de permetre poder realitzar les tasques de manteniment de forma còmoda i ràpida. El dipòsit d’inèrcia serà d’un m3 amb dos serpentins per poder fer dos circuits tèrmics. Es tindrà que tenir en compte que el bescanviador de baixa temperatura haurà d’anar encastat a la coberta perquè pugui sortir l’aire calent. S’haurà de posar-hi una barret perquè no hi entri aigua de pluja o be que si aquesta entra es reculli a la part baixa. També han d’anar a l’exterior dues canonades de diàmetre 60mm. Una es la dels gasos de combustió i es pot fer la connexió de forma vertical o lateral. L’altre canonada es per cremar els gasos que produeix el gasificador quan s’engega i que no son de bona qualitat per anar cap al motor.

També s’haurà de tenir en compte que el gasificador vindrà muntat de forma complerta sobre una bancada i per tant s’haurà d’instal·lar abans de fer el tancament de la coberta o be preveure que es pugui posar per un lateral.

Per tasques de manteniment que s’hauran de fer aproximadament cada dos anys s’ha de preveure que es pugui desmuntar el filtre d’alta temperatura,



el bescanviador tubular i l’anular. Aquest s’han de poder fer des de la part superior de la coberta i per tant s’hauria de fer aquella zona desmuntable.

El motor pesa uns 1.200 kg i s’hauria de posar un ternal per poder treure fora de la nau quan s’haguessin de fer tasques de manteniment o portar-lo a reparar a taller.



3.1. Solera.

La solera serà de formigó amb dimensió suficient per aguantar els pesos de la planta. La forma que ha de tenir es pot veure en el dibuix següent:

3.2. Coberta.

La coberta serà a una aigua amb xapa metàl·lica. S’haurà de tenir en compte les obertures per les sortides de fums i també per fer les tasques de manteniment. La canal també serà de xapa metàl·lica. També s’haurà de tenir en compte el gruix per l’aïllament de soroll.



3.3 Tancament.

El revestiment de les façanes seran de fusta de pi. Els escopidors seran de pedra. S’ha de tenir en compte les obertures per tal de poder fer les tasques de manteniment. També s’ha de tenir en compte les obertures per la ventilació de la nau a l’hora de que s’ha d’aïllar pel tema de sorolls. Una forma que podria ser es veu en la foto següent :



3.4. Elements interiors de la nau.

En els següents apartats s’anomenaran els diferents elements i dispositius que s’han de col·locar a l’interior de la nau per tal de dimensionar-la correctament.

3.4.1.Planta gasificació.

Els elements de que està formada la planta de gasificació son els següents:



La planta vindrà muntada sobre una bancada. Les mides de la planta son aproximadament les següents :

3 metres d’amplada per 6,2 d’allargada. L’alçada des de la bancada fins a la sortida d’aire calent del bescanviador d’alta temperatura es de 3,8 metres. Aquest pot anar encastada a la coberta.



3.4.2. Sitja d’alimentació manual

En una primera fase es preveu que el sistema de càrrega sigui manual, amb big bag amb una capacita de 1 a 2 m3 i una autonomia d’unes 24 hores. El sistema també ha de preveure que en posterioritat es pugui acopar fàcilment un sitja d’alimentació en continu. El transport fins a la boca del gasificador es pot fer amb vis sens fi o be amb cinta transportadora. Es preferible amb vis sens fi pel tema d’eliminació de pols. El vis sens fi o cinta ha d’arribar fins a la boca d’alimentació del vis sens fi que està a una alçada d’uns 3 metres. Interessaria que el sistema d’alimentació fos regulable tan en posició horitzontal com en alçada per permetre l’ajust correcta a l’interior de la planta.

El sistema d’alimentació manual podria ser d’una forma aproximada el que es veu a la figures :



El sistema ha de permetre que en un futur si adapti un sistema d’alimentació en continu amb mes autonomia de 7 a 15 dies :

3.4.3. Dipòsit de recollida de cendres

La producció de cendres es preveu que sigui de l’ordre de 5 a 10 kg diaris. S’hauria de preveure un dipòsit amb un volum de uns 100 litres per fer una neteja un cop per setmana.

3.4.4. Dipòsit de recollida de líquids

La producció de líquids serà de l’ordre e 75 a 100 litres diaris. S’hauria de preveure un dipòsit per emmagatzemar un 500 litres diaris.

3.4.5. Dipòsit de recollida de quitrans

La producció de quitrans es de 3 kg diaris. Es posarà un dipòsit de 25 litres.

3.4.6. Sortides exteriors a la coberta

Com ja s’ha comentat abans s’han de preveure tres sortides a l’exterior per la coberta. La del bescanviador anular o filtre de baixa temperatura, la de la torxa per cremar els gasos produïts de mala



qualitat, i la dels gasos de combustió de motor que es pot fer de forma lateral si es volgués.

També s’ha de fer una part de la teulada desmuntable per poder extreure els tubs del filtre d’alta temperatura i del bescanviador tubular per fer tasques de manteniment,

3.4.7. Instal·lacions auxiliars.

Com instal·lacions auxiliars hi ha d’haver-hi :

Enllumenat interior i exterior que es preveu fer-ho en lluminàries tipus led i amb càrrega solar.

Línea d’endolls situada per sobre de 1,5 metres d’alçada.

El cablejat, endolls i lluminàries seran de seguretat augmentada.

Línea de telèfon per adsl.

3.4.8. Seguretats.

Pel tema de seguretat s’ha de preveure una instal·lació de detecció d’incendis i fums.

S’haurà d’instal·lar un detector de monòxid de carbó amb alarma acústica.

S’haurà de preveure algun sistema d’extinció d’incendis: Extintors adequats, CO2, o altres.

3.4.9. Ventilació.

La ventilació natural o forçada ha de garantir una renovació d’aire adequada. Aquesta renovació hauria de ser com a mínim de 10 vegades el volum del local per hora.

La ventilació natural o forçada també haurà de garantir que a l’interior del local no s’arribin a temperatures superiors a 40º C.



En cas d’haver-hi pols degut a l’estella a l’interior de la nau s’hauria d’analitzar quin possibles inconvenients podria portar la ventilació forçada.

3.4.10. Insonorització.

Es preveu que a l’exterior de la nau sigui inferior a 70 db. Els aparells que produeixen mes soroll es el motor que arriba als 70 dB perque ja be insonoritzat i la bufadora que es d’uns 90 dB.



4.- Sitja d’alimentació en continu de Biomassa.

S’ha de reservar un espai al costat de la nau per poder.hi muntar mes endavant la sitja d’alimentació en continu. Uns dels objectius de muntar en un principi una alimentació manual es per tenir la possibilitat de poder proves amb diferents tipus d’estella, diferents mides i diferents humitats i poder saber quin es el rendiment elèctric i tèrmic de la planta a l’hora que saber si el funcionament es el més adequat.

Pel que fa a l’alimentació en continu es volen estudiar varis sistemes per tal de veure quines avantatges i inconvenients poden aportar als sistemes ja existents d’alimentació.

4.1 . Sitja amb disc rotatiu i vis sens fi

Aquest es el sistema tradicional ja utilitzat per caldera de biomassa de mitjana i gran potència. Es tracta d’un diposit de formigo quadrat amb un disc rotatiu i un vis sens fi a l’interior. La càrrega d’aquesta sitja es fa per la part superior de la mateixa. Si està per sota del nivell del sol la descàrrega es directa per sino s’ha de fer una rampa perque el camió pogui fer a la part superior. L’objectiu d’aquest tipus de sitja es que es puguin fer descàrregues complertes de camions el mes grans possibles i de la forma més ràpida possible.

La sitja que s’haurà de muntar al planter de Sant Feliu serà de 5x5m i una alçada de 2 metres. En total es te una capacitat de 50 m3. Si el consum aproximat es de 20 Kg hora i la densitat de l’estella es de 300 Kg/m3 vol dir que necessitem uns 0,75 m3 d’estella diaris. Vol dir que amb la sitja de 5x5 es ter una autonomia de 60 dies.

4.2. Secat en continu.

4.3. Alimentació amb contenidors.



5.- Xarxa Tèrmica.

5.1. Emmagatzemen energia.



5.2. Transport.

5.3. Demanda.

5.3.1. Calefacció.

La calefacció o fred pot ser per fan-coil individuals o amb conductes, aerotermos, o terra radiant. El sistema tan podria sevir per fer fred a l’estiu com per fer calor l’hivern. En la licitació de la planta no s’inclouen el sistema de calefacció.



5.3.2. ACS.

S’ha d’incloure el sumintre d’un dipòsit d’ACS de 200 litres de capacitat amb serpenti interior i resistència elèctrica per funcionar igualment en cas de que la planta de gasificació estigui parada.

5.3.1. Refrigeració.

S’haura de muntar un equip d’absorcio i un dipos

Es podrien fer servir el mateixos

5.- Instal·lació tèrmica.

5.1. Dipòsit d’inèrcia

3.2. Circuits tèrmics.

3.3. Transport de calor.

3.4. ACS

3.5. Calefacció

3.6. Refrigeració.



S’haurà de calcular la demanda tèrmica necessària tant pe calor com per fred. S’haurà de calcular el número d’equips o circuits necessaris que hauran de ser del tipus fan coil aeroventiladors o terra radiant. També s’hauran de dimensionar i amidar les rases i el tubs per portar l’aigua calenta des de la planta fins a les oficines.

El dipòsit d’ACS es situarà a dins del edifici d’oficines. Disposarà d’un serpenti per poder escalfar l’aigua i tambe d’una resistencia elèctrica per tal de poder escalfar l’aigua en cas de fer mantiment de la planta.



Circuits tèrmics



Una altre opció del sistema d’alimentació en continu podria ser una sitja d’alimentació amb una agitador rotatiu i un pis inclinat. Per sobre d’aquet pis inclinat hi haura d’haver-hi unes plaques per sortiria l’aire de combustió del motor o be aire calent que vingués del filtre tubular. L’avantatge d’aquest sistema es que la biomassa podria venir directament triturada del bosc sense abans haver estat assecada en una campa.



Observacions

La planta vindra completament munada i s’ha de saber es possarà dins.

Previssio d’un ternal per trere el motor. Per avaratir les tasus de manteniment.

Durant els sis mesos d’estiu la planta es fa servir per fer biodiesel. (5 kg estella i kg de diesel)

ORC de baixa temperatura per poder aprofitar l’energia térmica per la producción d’electritat.

Sistema d’automatització per aumentar l’eficiència.

Venda de drets d’emissió. Garantia d’origen.


requeriments usuari

Documents