Operación y mantenimiento de turbinas de gas en ciclo combinado.

En las plantas de ciclo combinado a escala industrial se utilizan turbinas de gas y motores recíprocos. Respecto a las turbinas de gas, sólo unas pocas compañías internacionales fabrican estos equipos, y los mismos modelos se venden en todo el mundo. En este artículo aportamos información sobre rendimiento, fiabilidad, puesta en servicio y modelos operacionales de las turbinas de gas en las centrales de ciclo combinado en los siguientes países: Reino Unido, Canadá, Suecia y Alemania. Es una información esencial para los planificadores de nuevos proyectos. Los datos cuantitativos proceden del artículo “Gas turbine CHP O&M in practice”, publicado en la revista “Cogeneration & On-Site Power”, en su número de marzo-abril 2008.

• Reino Unido: Las plantas de cogeneración están en pleno auge en todo el mundo, y en algunos países como el Reino Unido cubren ya el 6 % de todas las necesidades energéticas, y en 2010, ya habrá una potencia instalada de 10 GW. Los resultados contrastados indican que una planta bien diseñada y mantenida consigue un ahorro de combustible del 15 % en una planta industrial. Pese a ello los promotores de industrias son aún reacios a su implantación, a menos que haya incentivos públicos, pues se trata de una tecnología relativamente desconocida para el público en general. Sólo las grandes compañías, como la alemana E.ON, están apostando ya con rotundidad por esta tecnología, y de hecho es propietaria de un 14 plantas CHP en el Reino Unido, con una producción de 577 Mw en electricidad y 948 Mw de calor. La planta más pequeña tuvo un coste de 3,5 millones de libras, y tiene una capacidad de producción de 25 toneladas de vapor por hora. Esta central dispone de una turbina de gas de 4,5 Mw más una caldera para recuperación del calor de los residuos incinerados. Respecto a plantas de mayor tamaño, una de las más importantes es la de Northwich, que suministra 500 toneladas de vapor por hora, más 130 Mw de electricidad. E.ON utiliza turbinas de varios fabricantes, incluyendo los siguientes modelos: GE LM6000s, GE Frame 6Bs, máquinas aeroderivativas Rolls-Royce RB211, Siemens SGT 800s, etc. Las máquinas aeroderivativas, al ser más pequeñas y rodar más rápido, necesitan un mayor nivel de mantenimiento, aunque los problemas de mantenimiento no suelen venir de las turbinas, sino de equipos auxiliares como bombas y válvulas.
• Canadá: La primera aplicación de la turbina de gas de Rolls-Royce Trent en Canadá se instaló en 1998. Se trata de una turbina autoderivativa que libera 70000 HP con un 42 % de eficiencia. Esta planta comprende una turbina de gas y un generador que proporciona energía eléctrica, más un generador de vapor que suministra el calor a una planta de procesado de papel. Es una planta flexible que se adapta a las necesidades de consumo.
• Suecia: Entre las plantas suecas mencionamos la nueva planta de cogeneración de Gothenburg, cuyo moderno diseño muestra el impacto significativo que tienen los nuevos diseños de turbinas de gas. La planta de Gothenburg, a pesar de su incremento en la potencia tiene bajas emisiones de contaminantes (azufre y óxidos de nitrógeno). El combustible primario actual es el gas natural, pero biogás o syngas pueden usarse en el futuro. La reducción catalítica selectiva (SCR) reduce las emisiones de óxido de nitrógeno por debajo de 20 mg/MJ. Una de las características de esta planta es su muy elevada eficiencia térmica, que alcanza el 92,5 % y la gran flexibilidad de la planta se debe a que usa tres turbinas de gas en vez de una sola más grande.
• Alemania: En Alemania destacamos la planta de Kassel, una central de cogeneración que suministra calor a la industria y a la ciudad situada a cien kilómetros. La planta tiene ya 21 años y una potencia de 10 Mw en una primera turbina y otra de 30 Mw, ambas fabricadas por GE. El combustible utilizado es el gas natural, que se precalienta para eliminar el gas licuado que puede tener demasiada energía para las turbinas. Como conclusión, vemos que las plantas de cogeneración se están desarrollando en distintos países para cumplir los requisitos del país, especificaciones técnicas, tamaño, tipo de cliente, etc. Son plantas extremadamente fiables con pocos problemas de mantenimiento.