Proyecto de una Central Térmica con propósitos múltiples para la ciudad de Chimbote

Abstract

La política energética peruana, en el aspecto de desarrollo eléctrico, contempla la elaboración del "Plan Maestro de Electrificación Nacional” bajo responsabilidad de la Dirección General de Electricidad (D.G.E.) Esta política se caracteriza por un gran impulso al desarrollo hidroeléctrico y por la creación del Sistema Interconectado Centro-Norte; dicho sistema incorpora a la ciudad de Chimbote y sus áreas próximas. Se muestran aquí algunos aspectos del estudio del mercado eléctrico, una de cuyas más importantes conclusiones y que atañe al presente estudio, se refiere al déficit de potencia hidroeléctrica que debe ser cubierto necesariamente por una central termoeléctrica de capacidad (instalada) no menor de 100 MW. Dicha central, de carga básica, deberé aportar anualmente 710 GWH al sistema eléctrico. En cuanto a necesidades de vapor para uso industrial en Chimbote, se toman en consideración los requerimientos de la industria conservera. Para ello se proyectan las producciones de conservas de pescado y harina como subproducto, de acuerdo con su evolución histórica y considerando las limitaciones por la existencia de biomasa marina. La demanda de vapor se obtiene al aplicar a dichas proyecciones, los índices de consumo de vapor que fueron obtenidos en este mismo capitulo. También se analiza la variación de los requerimientos de vapor. CAPITULO II En este capítulo se determina el tamaño de planta requerido, el cual tienen 2 aspectos: en el aspecto de generación eléctrica, el tamaño de planta es el necesario para cubrir el déficit de hidroelectricidad que prevé la D.G.E.; en cuanto a gene ración de vapor, la central térmica debe ser capaz de suministrar 751,037 TM de vapor anuales. La máxima demanda de vapor prevista es de 138,840 kg/hr. Se analiza también la ubicación de 1a central térmica, en centrándose conveniente 1a ubicación en el terreno adyacente al S.I.M.A. en el extremo sur de la bahía de Chimbote; este lugar cumple los requisitos básicos, sobre todo es el lugar más cerca no posible al consumidor térmico y existe disponibilidad de agua de mar para el sistema de refrigeración. CAPITULO_III En este capítulo se muestran las características de la producción combinada de vapor y electricidad. Las instalaciones que permiten obtener ambos productos responden a dos esquemas básicos: el primero utilizando turbinas de contrapresión y el segundo utilizando turbinas de condensación con toma intermedia de vapor; las características de 1a demanda de vapor y electricidad determinan que el segundo esquema sea más apropiado para la central en estudio. También se analizan las características del consumidor térmico industrial. El transporte de vapor mediante un vapoducto ocasiona pérdidas de presión y temperatura, estas al igual que las pérdidas de vapor por fugas y condensaciones, se estiman de acuerdo con un estudio similar (ref. 21) y quedan sujetas a una optimización económica posterior. Así se determina las condiciones mínimas del vapor de extracción de la turbina (8.963 bar y 190oC). Finalmente se hacen algunas consideraciones respecto a la generación de vapor en 1a central térmica; son estimados los principales parámetros que definen el ciclo que cumple el vapor y otros factores que permitirán agilizar el. cálculo del esquema térmico principal de la central. Consecuentemente con el principio de ahorro energético, se contempla un esquema que permite aprovechar el vapor que fuga por las juntas de las empaquetaduras y también el calentamiento del agua de reposición mediante el agua de barrido del caldero. CAPITULO IV Se realiza en primer lugar, un dimensionamiento preliminar del vapoducto, para el régimen de máxima demanda, se hace lo propio para las tuberías del condensado de retorno. La tubería principal tiene una longitud de 5.78 km los ramales forman una longitud de 4.5 km. Esta red permitirá abastecer de vapor a 22 empresas conserveras. Luego se realiza el cálculo del esquema térmico principal. de la central y se obtuvo que la central térmica podría operar con una eficiencia energética total de 58.8^^ en el régimen de cargas máximas (95 efectivos y l38.8 TM de vapor/hr). CAPITUL0 V En esta sección se busca mostrar la conveniencia económica de la operación de la central. Primeramente, se estiman los costos de inversión en el vapoducto y tubería del condensado de retorno tomando en consideración las cantidades de material empleado. Los costos de inversión en las instalaciones de la central térmica se estiman en base a la capacidad de los elementos principales; se han tomado como referencia los datos de costos del Catálogo de Centrales Térmicas que utiliza la Dirección de Desarrollo Eléctrico. Además, en cuanto a utilización de combustible se analizan 3 alternativas: carbón antracítico nacional, carbón bituminoso importado y petróleo residual No. 6.