La mayor planta eléctrica de España y Sur de Europa que funciona con biomasa forestal tiene una potencia de 50 MWe, es propiedad de Ence Energía y Celulosa de Huelva y ha sido construida y es gestionada por OHL Industrial. En el artículo se describe la central desde un punto de vista técnico y se repasan las ventajas ambientales que ofrece un proyecto de estas características en un país como España

Se trata de la mayor planta de biomasa para generación de España y Sur de Europa con biomasa forestal como combustible principal, siendo el propio Grupo Ence el responsable del suministro de la misma. La potencia instalada del generador es de 50 MWe con una alta eficiencia de diseño del ciclo completo en términos de aprovechamiento de la energía primaria del combustible sobre producción eléctrica. Actualmente se registran valores continuados estables de exportación eléctrica a red.

La producción eléctrica garantizada es de unos 370.000 MWh/año obtenida a partir de la turbina accionada por vapor sobrecalentado a alta presión. Para ello se requieren alrededor de 366.000 ton/año de biomasa. Dicha producción equivale a la demanda de una ciudad de 360.000 habitantes. La venta de la energía a la red es gestionada directamente por el Grupo ENCE.

La central ocupa una superficie aproximada de 65.000m2 y consta de dos áreas operativas principales: parque de procesamiento de biomasa e isla de potencia.

600.000 t/año de biomasa procesada

En el parque de procesamiento tiene lugar el acondicionamiento de la biomasa forestal: residuos forestales, cultivos energéticos, trozas y tocones de eucalipto, que entra a un ritmo de 95 camiones diarios.

La capacidad de procesamiento se estima en unas 600.000 t /año, reto al que se ha podido hacer frente gracias al uso de tecnología avanzada para el pretratamiento y logística interna de la biomasa. La biomasa, una vez descargada de los camiones y triturada, recorre cerca de medio kilómetro mediante cintas transportadoras hasta que llega a los dos silos de almacenamiento diario en caldera.

Una de las principales características del área de procesamiento es su flexibilidad para manejar distintos tipos de biomasa en función de la disponibilidad sin que esto repercuta en la producción, lo que se ha conseguido gracias a la disposición de los equipos en el circuito.

Dentro del parque de biomasa existen tres zonas:

Etapa de trituración: Cuenta con dos trituradoras rápidas de un solo rotor y una trituradora lenta de doble rotor y el foso de recepción de la biomasa triturada.

La biomasa que entra en la planta puede ser irregular por el pretratamiento recibido en campo; aquí es procesada hasta conseguir un tamaño adecuado para la tecnología de lecho fluído en caldera. La biomasa se mueve sobre un suelo móvil de velocidad variable que vierte sobre una cinta transportadora subterránea que lleva la madera triturada al edificio de cribado.

Etapa de cribado: Cuenta con diversos separadores y tamices para eliminar metales y piedras que pueden provocar daños en la caldera en caso de que no sean retirados del circuito. Si el tamaño es superior al especificado se reprocesan en un molino. Silo con capacidad para 20.000 m3 de biomasa acondicionada equivalente a tres días y medio de operación de la caldera a plena carga Un edificio eléctrico con una sala de control satélite para dicha planta.

Desde aquí la biomasa con tamaño adecuado llega a un distribuidor que la dirige bien a los silos de caldera, bien al silo de almacenamiento.

Tecnología de lecho fluidificado

La biomasa a tamaño adecuado entra en el hogar de la caldera a través de tornillos y tolva de alimentación para caer sobre el lecho fluidificado de arena, donde se realiza la combustión. La fluidificación se consigue gracias a unas boquillas situadas en la parte inferior del hogar que inyectan el aire primario que provoca la suspensión de la arena. Dicho aire cubre entre el 35 – 40% de las necesidades de oxígeno para la combustión, por lo que se inyecta más aire en el hogar (aires secundario y terciario) para garantizar una combustión completa.

Limpieza de Gases

Los gases de combustión atraviesan dos precipitadores electrostáticos y sus ventiladores de tiro inducido para eliminar las partículas en suspensión antes de dirigirlos hacia la chimenea. Además, para reducir las emisiones atmosféricas de NOx se emplea un sistema de reducción selectiva no catalítica (SNCR) que reduce óxidos de nitrógeno a nitrógeno molecular mediante amoniaco.

Combustible de apoyo

Para abastecer las necesidades de agua, vapor, gas natural, fueloil y propano durante los arranques, la planta está conectada con la fábrica de ENCE mediante un rack de tuberías. El gas natural empleado como combustible auxiliar se filtra y acondiciona a presión y temperatura de entrada a caldera en la Estación de Regulación, donde entra a una presión de entre 35 y 72 bares y sale a 4 bares, que es la presión de alimentación de los quemadores.

Circuito agua-vapor

El agua bruta procedente de fábrica se envía al tanque de agua de servicios y de ahí a la PTA para producir agua desmineralizada para el ciclo. Ésta se almacena en el tanque de agua desmineralizada bombeándose a caldera como aporte al ciclo para suplir las pérdidas de las purgas.

El ciclo comienza en el tanque de agua de alimentación. Este agua es impulsada por las bombas de alimentación a través del economizador – a la temperatura de saturación- hasta el calderín de vapor. Desde aquí, el líquido saturado atraviesa por circulación natural las paredes de agua donde se encuentran las superficies evaporadoras para volver al calderín como vapor saturado. Dentro del calderín, el líquido y el vapor se encuentran en equilibrio y ahí se separa este vapor para aumentar su energía en los sobrecalentadores.

Tras pasar por varias etapas de sobrecalentadores se consigue vapor a 500º C de temperatura y 101 bares de presión que es enviado a turbina donde se expande hasta alcanzar los 0,05 bares y 33º C, condiciones de vacío del condensador, aprovechando la energía del vapor para generar electricidad. Una válvula de by-pass, aguas arriba de la turbina, protege la misma en caso de producirse un disparo.

Turbina

La turbina cuenta con 5 extracciones de vapor de media y baja presión empleadas para calentar el condensado en los precalentadores I y II, calentar y desgasificar el agua de alimentación en el tanque de agua de alimentación y para obtener vapor para los sistemas de sopladores de cenizas y de quemadores de la caldera.

ence planta biomasa turbogenerador p_mini

Dos bombas de vacío extraen el aire y demás gases incondensables del condensador, generando un vacío que mejora el rendimiento del ciclo. Además, las bombas de agua de circulación impulsan 12.000 m3/h desde la balsa de la torre de refrigeración hasta las cajas de agua del condensador para absorber el calor cedido por el vapor en el cambio de fase. Esto provoca un incremento de temperatura del agua de circulación que se refrigera con la corriente de aire dentro de las torres de refrigeración.

Todo este proceso es controlado y monitorizado desde la sala de control.

Pensando en el medio ambiente

La tecnología utilizada en la planta permite mejoras ambientales como:

  • Evita la emisión de 330.000 t/año de CO2 respecto a lascentrales de carbón.
  • Su sistema de “reducción selectiva no catalítica” permite reducir a la mitad el NOx presente en los gases de salida de la caldera.
  • La chimenea de 70 m facilita la dispersión atmosférica de las emisiones asegurando una calidad apta para las personas del entorno.
  • El control de emisiones de partículas a la atmósfera se efectúa mediante precipitador electrostático para depurar los gases de combustión y el uso de silos cerrados y sistemas cubiertos para transportar la biomasa.
  • Reducción del ruido en la planta gracias a la instalación de modernas medidas para ello.
  • Emplea quemadores en caldera de gas natural como combustible auxiliar, evitando emisiones de SO2 asociados a otros combustibles fósiles.

 

Miguel de la Cuesta Marina
Jefe del Departamento Mecánico

Javier Rodrigo Viñuela
Ingeniero de Proyecto

María José Herrero Vegas
Coordinadora de Ingeniería de la Planta de Procesamiento de Biomasa

www.ohlindustrial.com

Publicado en BIE 21 – Septiembre 2013

 

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