plant report: cccp india urquia (venezuela)

Nº 6 | Diciembre December 2013
PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA
PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS
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Nº 6 Diciembre | December | 2013 | 15 e
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PROYECTOS, TECNOLOGÍA Y ACTUALIDAD ENERGÉTICA
PROJECTS, TECHNOLOGIES AND ENERGY NEWS
EOLICA OFFSHORE | OFFSHORE WIND
REPORTAJE: CTCC INDIA URQUIA (VENEZUELA) | PLANT REPORT: CCCP INDIA URQUIA (VENEZUELA)
EFICIENCIA ENERGÉTICA | ENERGY EFFICIENCY
Duro Felguera Energia (DFE) fue contratada por parte de la Corporación Eléctrica Nacional de Venezuela (Corpolec) para la construcción, en la modalidad “llave en mano”, de una central térmica de ciclo combinado, C.T.C.C Planta India Urquía, de 1080 MW de potencia
compuesta por dos grupos de potencia (2x1) y sistemas comunes de
Balance de Planta (BOP). Cada grupo generará una potencia eléctrica neta, medida en bornas lado red del transformador principal, de
unos 540 MW, en condiciones del emplazamiento.
Duro Felguera Energia (DFE) was hired by Venezuela’s national
electricity corporation, Corpoelec, for the turnkey construction
of a combined cycle power plant, the C.T.C.C India Urquía
plant, with 1080 MW of capacity made up of two power units
(2x1) and shared BOP (Balance of Power) systems. Each unit
will generate net electrical power, measured in bornes on the
grid side of the main transformer, of around 540 MW, in onsite conditions.
Inicialmente la nueva planta fue denominada Planta El Sitio y recientemente fue inaugurada, cambiando su denominación a Planta
India Urquia, dentro del Complejo Generador Termocentro.
Initially the new plant was called Planta El Sitio, but at its
inauguration recently changed its name to Planta India Urquia,
part of the Termocentro Generation Complex.
La central en su conjunto, así como sus equipos y sistemas particulares, estará diseñada para una vida útil de al menos 25 años.
The plant as a whole, as well as its individual pieces of
equipment and systems, is designed for a useful life of at least
25 years.
La CTCC se construye en la localidad llamada El Sitio, perteneciente
al término municipal de Paz del Castillo, Estado de Miranda, Venezuela, sobre un terreno deshabitado propiedad de Corpoelec situado en las cercanías del río Guaire, próximo a la ciudad de Santa Lucía, al norte de la ciudad de Caracas.
El combustible principal a utilizar en la central es gas natural, utilizándose también fueloil como combustible secundario o de emergencia.
The combined cycle thermal power plant is built in a town
called El Sitio, in the municipality of Paz del Castillo, State of
Miranda, Venezuela, on uninhabited land owned by Corpoelec
near the river Guaire, close to the city of Santa Lucía, to the
north of Caracas.
The main fuel to be used in the plant is natural gas, with diesel
fuel as a secondary and emergency fuel.
La planta consta básicamente de:
The key parts of the plant are:
•Dos grupos de potencia, consistentes cada uno de ellos en dos turbinas Siemens modelo SGT6-PAC 5000F y una turbina de vapor
Siemens modelo SST6-PAC 5000, con sus calderas y generadores
correspondientes.
•Equipo auxiliar para los grupos de potencia y sistema BOP.
•Two power units, each consisting of two Siemens turbines,
model SGT6-PAC 5000F and a Siemens steam turbine,
model SST6-PAC 5000, with their corresponding boilers and
generators.
•Auxiliary equipment for the power units and BOP system.
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Ciclo combinado | Combined cycle
INDIA URQUÍA PLANT,
TERMOCENTRO GENERATION COMPLEX
FuturEnergy | Diciembre December 2013
COMPLEJO GENERADOR TERMOCENTRO
PLANTA INDIA TURQUÍA
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Ciclo combinado | Combined cycle
Water needs for the various uses in
the plant will be covered using the
Guaire River as a source. This requires
a treatment system to bring the water
up to the quality needed for use in the
plant’s processes.
Project organisation
Duro Felguera is the main contractor
in the EPC project, responsible as such
for project management, engineering,
procurement, transport, construction
and commissioning, while Siemens
Energy is supplying the equipment for
the power island.
Las necesidades de agua para los distintos usos de la central serán
cubiertas utilizando como fuente el río Guaire. Para ello se requiere
un sistema de tratamiento que adecúe sus características a las requeridas para su utilización en los procesos.
Organización del proyecto
Duro Felguera es el contratista principal del proyecto EPC, siendo
responsable de la gestión del proyecto, ingeniería, compras, transporte, construcción y puesta en marcha, siendo Siemens Energy el
suministrador de los equipos de la isla de potencia.
Siemens Energy suministró, a través de Puerto Cabello, todos los
equipos de la isla de potencia, como son las turbinas de gas, turbinas de vapor, generadores, calderas de recuperación y equipos
auxiliares, también ha colaborado en las labores de supervisión y
puesta en marcha.
El suministro y transporte a Venezuela de todo el equipamiento
adicional ha sido realizado por DF Energy. Los trabajos de construcción se han desarrollado desde mitad de 2009 hasta hoy en día, encontrándose en la actualidad las cuatro turbinas de gas en operación en ciclo simple y continuándose la construcción de los equipos
necesarios para el ciclo combinado.
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La ingeniería desarrollada por DF ha tenido en cuenta, además de los
criterios necesarios para una central térmica de última tecnología,
todas las dificultades asociadas al transporte de los equipos y con
un criterio de optimización de los trabajos de campo. Para lograr este
fin, la ingeniería de DF ha desarrollado una ingeniería basada en la
modularizacion, principalmente de todos los equipos del balance de
planta. Ejemplo de esta modularización han sido los módulos eléctricos, skids mecánicos, skids para la planta de pretratamiento de agua
y la de tratamiento de agua, así como los racks de tubería.
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El montaje electro-mecánico de los trenes de potencia de los dos
grupos, incluyendo las dos turbinas de gas con sus equipos auxiliares y generadores, la turbina de vapor con sus equipos auxiliares y
generador ha sido realizado por Mompresa, empresa perteneciente
a Duro Felguera y especializada en el montaje de turbogrupos. Las
calderas de recuperación de calor han sido montadas por DFOM,
empresa también perteneciente a Duro Felguera y con una amplia
experiencia en el montaje de calderas de recuperación, calderas
convencionales de carbón y todo lo que implica montajes electromecánicos en el sector industrial. El resto de los trabajos de montaje ha sido liderado también por Mompresa y DFOM, con la colaboración de personal y empresas locales. Esta capacidad de Duro
Siemens Energy supplied all the
equipment for the power island using
the port of Cabello, that is, the gas
turbines, steam turbines, generators,
recovery boilers and auxiliary equipment, as well as helping in
the supervisory and commissioning tasks.
Supply and transport to Venezuela of all additional equipment
has been handled by DF Energy. Construction jobs have been
taking place since mid 2009 to date, and there are currently
four gas turbines operating in single cycle, with construction
ongoing of the equipment needed for combined cycle.
The engineering deployed by DF has also taken into
consideration, as well as the criteria necessary for a new
generation power plant, all the difficulties associated with
transporting equipment, and with the criterion of optimising
field jobs. To achieve this goal, DF’s engineering division
has developed engineering based on modular parts, on the
whole, of all the plant’s balance equipment. Examples of this
modularisation are the electric modules, mechanical skids,
skids for the water pre-treatment and treatment plants, as well
as the piping racks.
The electromechanical assembly of the two units’ power
trains, including the two gas turbines with their auxiliary
equipment and generators, the steam turbine with its auxiliary
equipment and generator, has been carried out by Mompresa,
a company that belongs to Duro Felguera specialising in
turbo-unit assembly. The heat recovery boilers were installed
by DFOM, which also belongs to Duro Felguera and has huge
experience in installing recovery boilers, conventional coal
boilers and everything to do with electromechanical assembly
in the industrial sector. The remaining installation jobs were
led by Mompresa and DFOM, with help from local firms and
employees. This capability on the part of Duro Felguera, that
of having its own installation companies, differentiates it from
other EPCs, given the freedom of action that comes with not
having to depend on third parties for these jobs.
GENERAL PLANT FEATURES
The layout of the Planta India Urquía combined cycle thermal
plant is multi- axis (SGT6-5000F), made up of two 175 MW gas
turbines, two heat recovery boilers, a steam turbine (SST6-5000
HI50), and its corresponding generators, with total capacity per
cycle of 540 MW.
Plant functioning is based around the integration of two
types of cycle at different temperatures, one air-gas open
cycle and the other water-steam closed cycle, with the
FuturEnergy | Diciembre December 2013
La configuración de la central térmica de ciclo combinado Planta India Urquía es una configuración multieje (SGT6-5000F) compuesta
por dos turbinas de gas de 175 MW, dos calderas de recuperación de
calor, una turbina de vapor (SST6-5000 HI50), y sus correspondientes generadores, con una potencia total por ciclo de 540 MW.
El funcionamiento de la central está basado en la integración de
dos tipos de ciclo a distintas temperaturas, uno abierto de airegases y otro cerrado de agua-vapor, con el fin de generar energía
eléctrica mediante la transformación de la energía termodinámica
de los fluidos en energía mecánica (en turbinas) y ésta en eléctrica
(en el generador).
Cada turbina de gas acciona el compresor que aporta el aire para
el proceso de combustión, lo filtra y lo introduce en las cámaras de
combustión junto con el combustible. Los gases de combustión, a
muy alta temperatura y presión, se expanden accionando la turbina
de gas que reparte el trabajo mecánico al compresor de aire y al generador eléctrico, donde finalmente se produce electricidad.
Los gases de escape de la turbina de gas (a una temperatura superior a los 600 °C) se envían a la atmosfera a través de las chimeneas
de by-pass en caso de funcionamiento en ciclo simple, o lo que es
mejor, ya que aumenta considerablemente la eficiencia de la central, se introducen en las calderas de recuperación de calor, donde
se produce un intercambio de calor entre los gases y el agua circulando por el interior de los tubos de la caldera, generándose vapor,
con tres niveles de presión diferentes, designados como alta, media
y baja presión. El vapor generado en las calderas de recuperación es
enviado a la turbina de vapor donde este vapor transmite su energía, a través de la turbina de vapor al generador de la misma.
El vapor una vez que pasa a través de las diferentes etapas de la
turbina de vapor es enviado al condensador, donde se produce su
condensación y el agua obtenida se bombea de nuevo a través del
circuito agua/vapor a las calderas de recuperación.
Como sistema de refrigeración para el condensador se utilizan torres
de refrigeración de tipo húmedo, torres que producen el enfriamiento a través de una circulación en contracorriente de agua y aire, constituyendo el foco frio de la central, utilizándose
las bombas de refrigeración principal para circular agua, tomada de la cantara de la torre a
través del condensador, con el fin de condensar
el vapor. Para refrigeración de los equipos auxiliares se utiliza un circuito cerrado de refrigeración por medio de intercambiadores de placas,
utilizando igualmente como circuito secundario
(lado frío) agua procedente de la torre de refrigeración. Como fuente de alimentación de agua
al sistema de refrigeración se utiliza el agua del
río Guaire. Para poder realizar de forma adecuada la captación de la misma se han diseñado y
construido las instalaciones de la zona de captación, en el lateral del río y la zona de pretratamiento del agua, en uno de sus márgenes.
La salida de la energía eléctrica generada por
cada una de las turbinas de gas y de vapor se
efectúa a través de sus respectivos transformadores de potencia que conectan con la subestación de 230 kV.
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Each gas turbine makes the compressor work, which brings
in the air for the combustion process, filters it and sends it to
the combustion chambers together with the fuel. The highly
pressurised and very hot combustion gases expand, making
the gas turbine work, which distributes the mechanical work
to the air compressor and the electrical generator, where the
electricity is finally produced.
Ciclo combinado | Combined cycle
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA PLANTA
purpose of generating electrical energy by transforming
the thermodynamic energy from the fluids into mechanical
energy (in the turbines) and from that to electricity (in the
generator).
The gas turbine’s exhaust gases (at temperatures well over
600 °C) are expelled into the atmosphere through by-pass
chimneys if the single cycle is working, or, even better, since it
considerably improves the plant’s efficiency, are sent to the heat
recovery boilers, where heat exchange takes place between the
gas and the water inside the boiler tubes, generating steam,
with three different levels of pressure, designated high, medium
and low pressure. The steam generated in the recovery boilers
is sent to the steam turbine where this steam transmits its
energy through the steam turbine to its generator.
Once the steam has gone through the steam turbine’s different
phases, it is sent to the condenser, where it is condensed and
the water obtained is pumped back through the water/steam
circuit to the recovery boilers.
As a cooling system for the condenser, wet-type cooling towers
are used, towers which produce cold by means of the water and
air circulating in opposite directions to one another, this being
the plant’s cold centre, the main cooling pumps being used
to pump water, taken from the tower’s water trough through
the condenser, in order to condense the steam. A closed
cooling circuit cools the auxiliary equipment, employing plate
exchangers and also using the water coming from the cooling
tower as a secondary circuit (cold side). The cooling system uses
the river water from the Guaire as its water source. In order to
collect this water effectively, the facilities in the capture area
have been designed and built beside the river and the water
pre-treatment area is on one of the banks.
The outlet for the electricity generated by each gas and steam
turbine is through their respective power transformers, which
are connected to a 230 kV substation.
FuturEnergy | Diciembre December 2013
Felguera, contar con empresas propias de montaje, le hace diferenciarse del resto de los EPCs, dada la autonomía que supone no tener
que contar con terceras partes para estos trabajos.
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Ciclo combinado | Combined cycle
PRODUCCIÓN Y CONSUMOS
PRODUCTION & CONSUMPTION
Producción
Production
La potencia eléctrica del grupo multieje es de unos 1.080 MW.
The multi-axis unit’s electrical capacity is about 1080 MW.
Consumos de combustible
Fuel consumption
Esta central utiliza como combustible principal gas natural para alimentar a las turbinas de gas. Se utiliza gasóleo como combustible
secundario o de emergencia, empleándose también para alimentar
los generadores diesel de emergencia y la bomba diesel del sistema
de protección contra incendios.
This plant uses natural gas as its main fuel to feed the
gas turbines. Diesel fuel is employed as a secondary and
emergency fuel, also being used to feed the emergency diesel
generators and the fire protection system’s diesel pump.
Gas natural
El gas natural se recibe a través de la red gasista venezolana. Convenientemente acondicionado para la operación continua de las
turbinas, libre de condensados y de partículas.
El sistema de gas dentro de la planta de generación está compuesto
por una línea de conexión a la red, un sistema de compresión de
gas, formado por cinco compresores de gas, que aseguran unas condiciones de presión y temperatura estables para el funcionamiento
de las turbinas de gas, y por las líneas de distribución y alimentación a las turbinas, así como un sistema de filtrado de gas, específico con filtros coalescentes de seguridad, previo a la entrada de los
módulos de gas de cada turbina.
Gasoil
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Se emplea como combustible alternativo para el funcionamiento esporádico durante los periodos de interrupción de suministro de gas
natural y como combustible de los equipos auxiliares mencionados
anteriormente. Se dispone de almacenamiento de gasoil compuesto
por tres tanques de almacenamiento de 5.000 m3 cada uno, una planta de tratamiento del mismo, mediante centrifugas, contándose con
capacidad de 10.000 m3 de gasoil tratado y 5.000 m3 de gasoil bruto. El
gasoil además de alimentar a las turbinas de gas, también se utiliza
como combustible en los generadores diesel de emergencia y para
la bomba diesel del sistema de protección contra incendios.
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Natural gas
Natural gas is received from Venezuela’s gas grid. This is
converted for the turbines to operate continuously, free of
condensates and particles.
The gas system inside the energy plant is made up of a
connection line to the grid, a gas compression system,
consisting of five gas compressors, which guarantee stable
pressure and temperature conditions for the gas turbines
to work, and by distribution and feed lines to the turbines,
as well as a specific gas filtering system with coalescent
security filters before the gas module intake to each
turbine.
Diesel fuel
This is used as an alternative fuel for sporadic functioning
during periods when natural gas supply is interrupted, and
as fuel for the auxiliary equipment mentioned above. There
is storage for the diesel fuel consisting of three storage tanks,
each of 5000 m3, a treatment plant for the diesel fuel, with
centrifuge, with capacity for 10,000 m3 of treated diesel fuel
and 5000 m3 of untreated diesel fuel.
Diesel fuel, as well as feeding the gas turbines, is also used
as fuel in the emergency diesel generators and for the fire
protection system’s diesel pump.
Otros consumos
Other usages
El suministro de agua clarificada para los diferentes consumos:
planta de agua desmineralizada, agua de reposición para el circuito
de refrigeración y agua de servicios procede de la planta de pretratamiento de agua del Río Guaire.
The clarified water supply for various uses: demineralised
water plant, replacement water for the cooling circuit and
water for bathrooms comes from the Guaire River’s water
pre-treatment plant.
La central consume otros fluidos en cantidades mucho menores tales como nitrógeno para inertizar, aceites y grasas para lubricación,
así como productos químicos de uso en el tratamiento del agua en
la PPA, en la PTA y, en las torres de refrigeración y en el agua del ciclo
agua-vapor.
The plant consumes other fluids in much smaller quantities,
such as nitrogen for inert processes, oils and fats for
lubrication, as well as chemical products for use in treating
water in the pre-treatment and treatment plants, in the
cooling towers and in the water for the water-steam cycle.
ISLA DE POTENCIA
POWER ISLAND
Turbina de gas
Gas turbine
En la planta se han instalado dos turbinas de gas fabricadas por Siemens, modelo SGT6-PAC-5000F, por cada grupo, incluyendo carcasa
acústica con ventilación forzada.
Two gas turbines manufactured by Siemens, model SGT6PAC-5000F, have been fitted for each unit, including a
soundproofed housing with forced ventilation.
Turbina de vapor
Steam turbine
Dada su configuración multieje, cada isla de potencia de la planta contiene una turbina de vapor, fabricada por Siemens, modelo
SST6-5000 IH50.
Because of its multi-axis configuration, each power island
in the plant has a steam turbine, manufactured by Siemens,
model SST6-5000 IH50.
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One of the pressure phases has a turbine bypass system which
by moderating the steam temperature allows it to discharge
to the reheating line or to the condenser depending on the
pressure level. This system operates automatically if the turbine’s
set point trips and is used during start-ups and shut downs.
Heat recovery boilers
Ciclo combinado | Combined cycle
The steam turbine has a double housing configuration, with
two sections: one high/medium pressure section with opposing
fluids and one low pressure section with double flow.
The heat recovery boilers, supplied by the firm VOGT, are specially
designed to optimise the working of the combined cycle. Each
recovery boiler is a steam generator with three levels of pressure
and natural circulation. The turbine’s exhaust gases move
horizontally through the vertical water/steam feeder circulation
tubes to the boiler. The heat transfer sections are configured in
the direction of the flow of gases in order to obtain optimum
heat transmission.
The feed water is gradually heated in the economiser and
evaporated in the boiler’s evaporator. The high pressure saturated
steam leaves the high pressure cylinder and is reheated in the
superheating section. The medium pressure saturated steam
leaves the medium pressure cylinder and first of all is heated
in the medium pressure superheater and then mixed with
the steam coming from the discharge from the turbine’s high
pressure phase, obtaining final characteristics in the boiler’s
medium pressure reheater.
AUXILIARY SYSTEMS
Water capture system
Water is taken from a side stream of the Guaire River, for
which purpose there is a system of three open canals, two
in operation and a third without equipment for subsequent
enlargements. The canals that have been set up include a fixed
gate for roughing and a movable gate for cleaning with a shared
cleaning unit with pressurised water for both movable gates.
The fixed gates are cleaned with a gate cleaner that positions
itself automatically above each gate. To achieve the insulation
necessary to carry out the maintenance of the movable gates,
cofferdams are used, placed with a crane in the grooves
embedded in each concrete canal, upstream and downstream
of each gate. The canals come together in a pumping well from
which the water is pumped with 3x50% submerged pumps to
the water pre-treatment area.
The water plant is the first phase of the pre-treatment, in which
the water pumped out of the Guaire river is clarified, first for
use as replacement water in the main cooling circuit, while the
remaining water, that which doesn’t go to the cooling circuit, is
sent to the treatment phase where it is filtered for two purposes,
to get water for services and to have the necessary filtered water
for the production of demineralised water.
La turbina de vapor es de configuración de doble carcasa, compuesta por dos cuerpos: uno de alta/media presión de flujos opuestos y
un cuerpo de baja presión de doble flujo.
Una de las etapas de presión dispone de un sistema de derivación
(bypass) de turbina que permite mediante atemperación del vapor
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The pre-treatment phase also includes the equipment necessary
for concentrating and drying the sludge while the river water is
being clarified.
The pre-treatment plant, located close to the Guaire river,
consists of units that are mainly installed in the open air, with
the exception of the chemical metering units, which are installed
in a small room designed for this use.
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Water pre-treatment and treatment plants
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