instalación de trigeneración para un hospital con producción de

INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y FRÍO
Autor: Criado Cámara, Enrique
Director: Gil Díez, Jesús
Entidad Colaboradora: Urbaser
RESUMEN DEL PROYECTO
Este proyecto parte de la creciente preocupación por el medio ambiente y por el uso
responsable de la energía primaria con tecnologías de alta eficiencia. En este contexto el
proyecto parte del estudio de las necesidades energéticas de un hospital, continua con la
determinación de la conveniencia o no de la instalación de una trigeneración para el
hospital (producción simultánea de electricidad, calor y frío), sigue con el diseño de la
planta y termina con un estudio de la viabilidad del proyecto según el régimen de
explotación de la instalación de trigeneración.
El objetivo explícito de este proyecto es diseñar una planta de trigeneración para un
hospital de 750 camas en Guadalajara y cumplir con las especificaciones del Real
Decreto RD 661.
El hospital en cuestión consume electricidad proveniente de la red de distribución para
el alumbrado, equipos de quirófano (equipos de fuerza), ascensores y aire
acondicionado en verano y quema gas natural que recibe de una canalización a 4bar en
calderas para producir agua caliente sanitaria y calefacción. La demanda media de
potencia eléctrica es 1613 kWe con puntas de consumo de hasta 2600 kWe y la
demanda media de potencia térmica es de 1884 kW (para calefacción y acs) con puntas
de hasta 3,9 MW.
Para el estudio de la instalación se han tenido que separar las demandas de electricidad
para los compresores mecánicos del aire acondicionado en verano de los consumos de
electricidad para alumbrado y fuerza. El hospital cubre sus necesidades de aire
acondicionado con unos compresores con COP≈2,65 por lo que con el dato de demanda
eléctrica multiplicándolo por el COP se obtiene una previsión de la demanda efectiva
necesaria para climatización en verano. En este proyecto las demandas de agua fría se
pretendían cubrir con máquinas de absorción que consumen agua caliente por lo que
con el dato de la potencia efectiva necesaria de agua fría y con el rendimiento o COP de
las máquinas se obtuvieron estimaciones de la potencia térmica necesaria para alimentar
a las máquinas de absorción. Con la estimación de la potencia térmica efectiva anual
necesaria para calefacción, a.c.s y las máquinas de absorción se concluyó que el
hospital era un candidato bueno para la instalación de la trigeneración.
El hospital cuenta con 3 calderas de gas natural de 1500 kW cada una, 3 compresores
mecánicos de 900 kW cada uno y una red de tuberías y elementos auxiliares en la
instalación de agua que se han podido aprovechar para el diseño de la instalación. En el
diseño hemos optado por instalar 3 motores de gas natural con generadores eléctricos
síncronos tipo Leroy Somer de 1019 kWe cada uno (Ptot= 3057 kWe) con sistemas de
recuperación de calor en los gases de escape de los mismos y en el agua de refrigeración
de los motores recuperando un total de 1156 kW térmicos por cada motor en
condiciones de rendimiento pleno. Además, para la refrigeración se ha optado por 3
máquinas de absorción de doble efecto de 746 kW efectivos determinadas en gran
medida por las exigencias de REE del RD 661.
La potencia térmica se recupera por lo tanto a dos niveles térmicos en cada motor, en
baja temperatura, unos 92º C en los circuitos de refrigeración de los motores y a alta
temperatura, unos 110º C, en las salidas de los gases de escape. La potencia térmica de
los circuitos de baja se impulsa en paralelo mediante bomba a un circuito principal de
agua caliente donde intercambia su calor y se emplea para la producción de a.c.s y para
los circuitos de calefacción mientras que los circuitos de alta temperatura envían su
agua caliente a las máquinas de absorción si se está en verano o al circuito principal de
agua caliente donde, también mediante intercambiador, se entrega la potencia para a.c.s
y calefacción.
Para el control de la potencia a producir en cada momento en los motogeneradores y
para el control del reparto de potencia térmica se ha optado por un sistema de válvulas
electrocomandadas controladas por ordenador central que recibe la información de las
salas a climatizar y de los puntos de consumo de agua caliente y envía señales de
apertura o cierra a las válvulas de los circuitos de recuperación de calor y a las válvulas
de gas natural de los motores.
Se ha optado por un modo de explotación de la instalación en el que se vende toda la
producción de electricidad a la red percibiendo unas primas por ello y comprando toda
la energía eléctrica a la red a un precio más bajo con un contrato de larga utilización.
Por lo tanto la instalación sólo autoconsume su potencia térmica generada y cuando
falta potencia térmica de los motores se ponen en funcionamiento las calderas auxiliares
ya existentes. Es de resaltar que el hospital puede funcionar en isla autoconsumiendo su
producción eléctrica si la red no puede alimentar al hospital por algún motivo
consiguiendo por lo tanto garantizar la cobertura de la demanda eléctrica en gran
medida siempre. El rendimiento global de la instalación que se obtiene es del 68% que
es bajo para este tipo de instalaciones pero aún así mucho mejor que el del hospital sin
la instalación.
El hospital operará bajo el régimen especial definido en el Real Decreto 661 del 25 de
Mayo de 2007 en el que se establecen todos los requisitos para poder operar en régimen
especial y los modos de retribución de la energía eléctrica vendida a red. El modo de
venta de la energía a red que se ha elegido ha sido el de vender en el pool eléctrico con
una serie de primas adicionales por eficiencia y energía reactiva. Para estimar los
ingresos por venta de energía eléctrica a red se han tomado los datos de los precios de
venta en el pool de años anteriores y se ha elaborado un plan de producción de energía
eléctrica de la planta de trigeneración. El plan de producción que se ha elaborado ha
tenido que cumplir en todo momento las especificaciones mínimas de rendimiento
eléctrico equivalente aplicables a este tipo de instalación que resulta del 55%. Con ello
se han estimado los ingresos anuales por venta de energía a red en 1,99 millones de
euros.
Una vez estimados los ingresos por venta de energía se han estimado los costes
asociados a la implantación de la instalación que incluyen la adquisición de los
motogeneradores, máquinas de absorción, obra civil, instalaciones hidráulica y eléctrica
y costes anuales de gas natural y mantenimiento. Con estos datos se ha elaborado un
pequeño modelo para calcular el coste total de la instalación y los flujos de caja
obteniendo finalmente el valor actual neto del proyecto y el TIR que resulta del 11%.
Los ahorros anuales en costes energéticos que se obtienen con la implantación de la
trigeneración son de 550.000 euros por lo que es evidentemente una solución adecuada
al objetivo inicialmente planteado en este proyecto. La inversión inicial del proyecto se
estima en unos 3,4 millones de euros recuperándose la inversión en unos 5 años y
medio.
COMBINED
ELECTRICITY,
HEAT
AND
REFRIGERATION
PRODUCTION WITH TRIGENERATION TECHNOLOGY FOR A
HOSPITAL
Author: Criado Cámara, Enrique.
Director: Gil Díez, Jesús.
Collaborating Entity: Urbaser
SUMMARY
The motivation behind this project is the growing need to use primary energy
responsibly through the development and implementation of high efficiency
technologies. In this context, the project begins with the identification of the hospital’s
energy uses and requirements, determines the applicability of trigeneration to the
hospital, continues with the design of the trigeneration plant and finalizes with an
economic viability study of each possible exploitation method.
The explicit objective of this project is to design a trigeneration plant for a 750 bed
hospital in Guadalajara, Spain, while abiding the new specifications set forth in the new
RD 661 (Spanish special regimen energy producers law).
The hospital in its present state consumes electricity that it buys from the distribution
power grid to illuminate the hospital, to power its elevators, for operating room
apparatus and for air conditioning in the summer. The hospital also burns natural gas
that it obtains from a 4 bar distribution system in boilers to produce hot water for its
heating necessities and for sanitary purposes. The mean electrical power demand is
1613 kWe with peaks of up to 2600 kWe and the mean thermal power demand is 1884
kW with peaks of up to 3,9 MW.
To determine the energy needs precisely it was imperative to separate the electrical
demands for lighting and power from the electrical consumptions for air conditioning in
the summer. The hospital at the present cools its air with mechanical compressors with
COP≈2,65 so by multiplying the electrical demands of the compressors by the COP we
obtain an estimate of the final power demands for air conditioning. With the final cold
water power demand estimated and the absorption chillers COP we were able to
estimate the hot water power supply for the absorption chillers that were intended to
substitute the compressors. With the total hot water requirements estimated along with
the electrical necessities, the hospital was deemed a suitable candidate for trigeneration
installation.
The hospital already has 3 1500 kW natural gas boilers, 3 900 kW mechanical
compressors and a water distribution network installed along with auxiliary elements
that have been utilized in the new trigeneration plant. For the plant the ideal design that
was finally decided includes 3 natural gas motors that run 3 1019 kWe synchronous
electrical generators (one per motor) yielding 3057 kWe total. The excess heat from the
motors is recovered with two independent systems, one recovers heat from the piston
refrigeration system and the other recovers heat from the exhaust gases at roughly 515º
C. The total recoverable heat from each motor is 1156 kW. The refrigeration systems
for air conditioning in the summer are comprised of 3 746 kW double stage absorption
chillers.
Therefore heat is recovered from each motor at two thermal levels, one high
temperature circuit and one lower temperature circuit. The higher temperature circuit
recovers heat from the exhaust gases and produces hot water at about 110º C which is
then sent to the absorption chillers in the summer to produce chilled water at about 7º C.
When the chillers are not functioning the hot water produced in this circuit is sent to an
interchanger located in the main hot water circuit that sends hot water to the air heating
systems and to the hot hot water tanks for sanitary purposes. The lower temperature
circuit sends its hot water permanently to another interchanger in the main circuit that
also sends this water to the air heating circuits and to the hot water tanks.
In order to control the electrical power produced in real time in the generators and to
distribute the hot water production amongst the different circuits a control system
utilizing electrovalves has been implemented in the design of the plant. A main
computer receives information regarding room temperature and air flow rate
requirements from the hospital rooms and sends signals to the eletrovalves to regulate
natural gas flow to the motors and to distribute water flow amongst the circuits.
The trigeneration plant’s electrical production is going to be entirely sold to the power
grid under regulated prices (RD 661) and the hospital is going to buy all its electricity
from the grid at another lower price set in long term contracts with the power company.
Therefore the hospital only consumes the plant’s thermal power production in the form
of hot water and chilled water while it buys all its electricity from the grid. If the heat
recovered form the motors is not enough to cover demand the already existing 1500
kW boilers will come in to action in parallel supplying the rest of the power needed to
meet total demand. The plant is designed to cover most of the hospitals electrical
demands if the grid fails therefore guaranteeing a high degree of self sustainability. The
global efficiency for the plant is roughly 68% which is low for these types of plants but
still much higher than the original efficiency of the hospital.
The economic regime that the trigeneration plant is going to use to sell its power to the
grid is regulated by the RD 661 and involves selling the power production on the daily
electrical market (Pool) obtaining the established market price plus an extra premium
for its electricity production. To estimate annual revenues from electricity sales a
production plan has been established and historic market prices have been obtained for
the Spanish market. The production plan for the trigeneration plant had to comply with
minimum efficiency requirements set in the RD 661 (REE min≈55%) and accordingly
the estimated yearly revenues from electricity sales are 1,99 million euros.
Lastly the total initial investment was calculated, which included motors, generators,
absorption chillers, electrical and hydraulic installations, construction and annual
natural gas and maintenance costs. With this information a small model was elaborated
with yearly cash flows to arrive at a final IRR and NPV. The estimated IRR is 11%.
Annual savings on energy costs are estimated at about 550 thousand euros which is a
considerable amount for a small hospital therefore substantially meeting the original
objective for this project. The total initial investment is about 3.4 million euros and the
recovering time of the investment is about 5.5 years.
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 1
1.1 MEMORIA DESCRIPTIVA
INDICE GENERAL
1. INTRODUCCIÓN...................................................................................................................... 3
1.1 OBJETIVO DEL PROYECTO .............................................................................................. 3
1.2 CONCEPTOS GENERALES ................................................................................................ 4
1.2.1 La cogeneración............................................................................................................. 4
1.2.1.1 Ventajas de la cogeneración................................................................................................... 6
1.2.1.2 Perfiles habituales de los usuarios de la cogeneración........................................................... 7
1.2.1.3 Tecnologías principales de las cogeneraciones...................................................................... 7
1.2.1.3.1 La turbina de gas ........................................................................................................... 7
1.2.1.3.2 La turbina de vapor........................................................................................................ 8
1.2.1.3.3 El motor de combustión interna alternativo................................................................... 9
1.2.1.3.3.1 Ciclo Diesel......................................................................................................... 10
1.2.1.3.3.2 Ciclo Otto............................................................................................................ 10
1.2.1.4 Determinación de la fuente de energía mecánica................................................................. 11
1.2.1.5 Aspectos legales y normativas aplicables a las cogeneraciones........................................... 11
1.2.1.5.1 Clasificación................................................................................................................ 11
1.2.1.5.2 Determinación de características de la instalación....................................................... 13
1.2.1.5.3 Derechos y obligaciones de las instalaciones .............................................................. 14
1.2.1.5.4 Régimen económico .................................................................................................... 14
1.2.2 Refrigeración por absorción ........................................................................................ 15
1.2.2.1 Principio básico ................................................................................................................... 16
1.2.2.2 Proceso ................................................................................................................................ 16
1.2.2.2.1 Máquinas de doble efecto ............................................................................................ 18
1.2.2.3 Ventajas de los equipos de refrigeración por absorción....................................................... 20
1.2.2.4 El agua como refrigerante.................................................................................................... 20
1.2.2.5 Consideraciones de operación y mantenimiento.................................................................. 21
1.2.2.6 Problemas de la absorción. La cristalización ....................................................................... 21
1.2.2.6.1 Dispositivos anti-cristalización.................................................................................... 23
2. DATOS DEL HOSPITAL........................................................................................................ 24
2.1 INFORMACIÓN GENERAL DEL HOSPITAL.................................................................. 24
2.1.1 Datos de partida........................................................................................................... 25
2.1.1.1 Datos de demanda eléctrica ................................................................................................. 26
2.1.1.2 Datos de demanda térmica ................................................................................................... 29
2.1.1.3 Tablas de demanda horaria .................................................................................................. 30
3. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN .............................................................................. 43
3.1 DETERMINACIÓN DE LA FUENTE DE ENERGÍA PRIMARIA.................................... 43
3.1.1 Comparación turbinas- motores de gas ....................................................................... 43
3.1.2 Características generales de los motores de gas ......................................................... 44
3.1.3 Sistemas de recuperación de calor............................................................................... 45
3.2 ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO ............................................................................... 45
3.2.1 Ciclo de la planta de trigeneración con motor de gas natural .................................... 45
3.2.1.1 Esquema de funcionamiento de la planta............................................................................. 47
3.2.1.2 Caldera de recuperación de los gases de escape .................................................................. 47
3.2.2 Sistemas de control de la planta de trigeneración ....................................................... 48
3.2.2.1 Variables de control............................................................................................................. 48
3.2.2.1.1 Velocidad de los motores ............................................................................................ 49
3.2.2.1.2 Temperatura del agua .................................................................................................. 49
3.2.2.2 Modo de funcionamiento eléctrico ...................................................................................... 50
3.2.3 Prevención y seguridad................................................................................................ 51
3.2.3.1 Mantenimiento..................................................................................................................... 51
3.2.3.1.1 Circuito de agua........................................................................................................... 52
3.2.3.1.2 Máquinas de absorción ................................................................................................ 52
3.3 ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN .............................................................................. 52
3.3.1 Módulos de cogeneración ............................................................................................ 52
3.3.1.1 Sistema de refrigeración del motor ...................................................................................... 53
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 2
3.3.1.2 Generador síncrono.............................................................................................................. 53
3.3.2 Caldera de recuperación de los gases de escape......................................................... 53
3.3.3 Máquinas de absorción ................................................................................................ 54
3.3.4 Intercambiadores de calor ........................................................................................... 55
3.3.5 Acumuladores de A.C.S................................................................................................ 56
3.3.6 Bombas hidráulicas...................................................................................................... 56
3.3.7 Aeroenfriadores ........................................................................................................... 57
3.3.8 Centro de cogeneración ............................................................................................... 58
3.3.8.1 Dispositivos y protecciones de la instalación....................................................................... 59
3.3.8.1.1 Distribución ................................................................................................................. 60
3.4 OBRA CIVIL ....................................................................................................................... 61
3.4. Descripción de los espacios ...................................................................................................... 61
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 3
1. INTRODUCCIÓN
En el escenario energético actual la mayor preocupación que existe es la
mejora de la eficiencia de las tecnologías energéticas existentes. La creciente
demanda energética mundial junto con la concienciación paulatina de que el
consumo de combustibles fósiles debe moderarse ha llevado a una constante
búsqueda de soluciones para disminuir el consumo de los mismos así como a
potenciar las tecnologías basadas en energías renovables. Además de esto la
creciente preocupación por el medio ambiente ha impulsado más todavía las
investigaciones energéticas para intentar reducir las emisiones de CO2. Por todo
esto el enfoque antiguo de utilizar cualquier cantidad de recursos para llevar a
cabo una actividad ya no es viable y las industrias hace tiempo que se centran en
encontrar nuevas formas de mejorar el aprovechamiento energético. En definitiva
se trata de encontrar una forma de desarrollo sostenible para el hombre.
1.1 OBJETIVO DEL PROYECTO
El objetivo de este proyecto es el diseño de una planta de trigeneración
para un hospital en Guadalajara.
Las demandas energéticas del hospital se han obtenido de años anteriores y
en ellas se basarán los diseños de la instalación. Partiendo de los datos mensuales
de los consumos de electricidad, calor y frío, se elaboran tablas de demandas de
potencia dividido en franjas horarias para cada día. Se toma un día representativo
de cada mes y con ello se diseña la instalación.
Con las demandas establecidas y estudiadas se ha diseñado una
trigeneración con 3 motores de gas, cada uno con un generador eléctrico síncrono
y cada uno con dos sistemas de recuperación de calor. El primer sistema de
recuperación de calor es el circuito de refrigeración de las camisas de los motores
y el segundo circuito de recuperación de calor es una caldera de recuperación de
calor de los gases de escape.
El modo de funcionamiento de la instalación será la de seguir la demanda
de potencia térmica. Se ha optado por este modo porque las demandas térmicas
son elevadas y podemos vender todos los excedentes de energía eléctrica a la red.
En invierno las únicas demandas térmicas que existen son las de calefacción y
agua caliente sanitaria (ACS) mientras que en verano las demandas térmicas se
corresponden con las necesidades de agua caliente para las máquinas de absorción
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 4
y calor para el ACS. Cuando nos falte potencia para la instalación se podrá hacer
uso de calderas auxiliares de gasoil para completar las necesidades térmicas.
1.2 CONCEPTOS GENERALES
1.2.1 La cogeneración
Actualmente la cogeneración y su variante inmediata, la trigeneración, son
la mejor manera de mejorar la eficiencia de instalaciones. La cogeneración es la
producción conjunta de electricidad y calor. En cualquier instalación de motor
térmico accionando un generador eléctrico se produce electricidad junto con calor
(el calor residual del motor) y por ello al principio parecería que la cogeneración
no es nada especial. Por eso se debe remarcar el matiz de que en las
cogeneraciones y trigeneraciones el calor se aprovecha de forma expresa para
procesos o subprocesos adicionales. La variante de la cogeneración, la
trigeneración, consiste en producir potencia frigorífica además de calor. La
potencia frigorífica se consigue con la inclusión de una máquina de absorción en
la instalación cuyo funcionamiento explicaremos más adelante. La máquina de
absorción produce agua fría para las necesidades de agua fría en los sistemas de
aire acondicionado en verano. Las trigeneraciones, al incluir la demanda de
potencia frigorífica consiguen rendimientos algo mayores debido a las demandas
globales más uniformes a lo largo del año.
Una instalación de cogeneración funciona de media con un rendimiento
del 85%. Es decir que de media sólo se desaprovecha un 15% del combustible. En
comparación un ciclo combinado de turbina de gas con ciclo de vapor solamente
obtiene rendimientos del 55% desaprovechando de media el 45% del combustible
empleado. Para un aprovechamiento adecuado de una instalación de cogeneración
o de trigeneración es imperativo una elevada demanda de calor y una demanda
más o menos constante de electricidad.
La cogeneración y la trigeneración se pueden aplicar en multitud de
ámbitos desde edificios de oficinas, hospitales, zonas industriales, zonas
residenciales, piscinas, invernaderos, etc. La cogeneración nació de la mano de la
industria en su búsqueda de la mejora del consumo de energía primaria para la
reducción de costes. Se utilizó al principio sobre todo en industrias papeleras e
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 5
industrias químicas donde las demandas de energía térmica eran elevadas y
constantes a lo largo del año.
El diseño adecuado y explotación eficiente de una instalación de
cogeneración o trigeneración siempre será más eficiente que la producción por
separado de electricidad, calor y frío permitiendo importantes ahorros energéticos
y reducciones de costes. En las cogeneraciones la producción de electricidad,
calor y frío se hace consumiendo un único combustible, normalmente el gas
natural canalizado, por lo que los ahorros de costes se basan mayoritariamente en
la diferencia del precio de compra de electricidad a red y el precio del combustible
empleado. Sin embargo el éxito de una instalación de cogeneración no está
asegurado sin el aprovechamiento de una parte significante de la potencia térmica
residual.
Uno de los aspectos más determinantes en el éxito de una cogeneración o
trigeneración es la adaptación de la producción a la demanda local a lo largo del
año. Básicamente existen dos formas de modular el funcionamiento de la
instalación, una es adaptar la producción a la demanda térmica y la segunda es
adaptar la producción a la demanda eléctrica. El primer modo de funcionamiento
normalmente resulta en la producción de un exceso de electricidad que se vende a
red. En cambio cuando se sigue la demanda eléctrica normalmente hay un defecto
de potencia térmica que se debe suplir con calderas auxiliares y por lo tanto con
un gasto monetario adicional en combustible. En los siguientes gráficos se
muestran los dos modos de funcionamiento.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 6
Producción Térmica ≈ Demanda Térmica
Electricidad
vendida a red
Demanda Eléctrica
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Figura 1. Cogeneración funcionando para seguir la demanda de calor
Demanda Térmica
Potencia de caldera
Producción Térmica
Producción Eléctrica≈ Demanda Eléctrica
Ene
Feb
Mar
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Oct
Nov
Dic
Figura 2. Cogeneración funcionando para seguir la demanda de electricidad
1.2.1.1 Ventajas de la cogeneración
Entre las principales ventajas de la cogeneración tenemos:
•
Rendimientos energéticos elevados de entre 70% y 90 %
•
Reducción de pérdidas por transporte y distribución de energía
eléctrica al producir y consumir la energía en el mismo sitio.
•
La electricidad vendida a red puede incrementar la oferta local y
aumentar la seguridad de suministro eléctrico local.
•
La seguridad de abastecimiento eléctrico de la planta donde esté
instalada la cogeneración no depende tanto de las redes de
distribución.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
•
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 7
Reducción de emisiones contaminantes a la atmósfera como el CO2 y
el NOx.
•
Reducción de costes energéticos a medio-largo plazo.
1.2.1.2 Perfiles habituales de los usuarios de la cogeneración
La cogeneración y trigeneración se suele emplear en aquellas industrias y
puntos de consumo que presenten demandas eléctricas más o menos constantes
acompañadas de demandas elevadas de calor. Los sectores más habituales en los
que se emplea la cogeneración son en el sector industrial y en el sector servicios.
El sector industrial emplea la potencia térmica para procesos como el secado de
ladrillos, procesos químicos que requieren vapor, la preparación de alimentos, etc.
En el sector servicios las demandas térmicas suelen ser para abastecer los sistemas
de climatización y ACS y en hospitales u hoteles se emplea mucho también para
lavandería. La climatización de los edificios se cubre con agua caliente para los
intercambiadores de los equipos de calefacción en invierno mientras que en
verano el agua caliente se emplea para producir agua fría en máquinas de
absorción que posteriormente se envía a los equipos de aire acondicionado para
climatización.
Las necesidades de electricidad en las industrias se componen de equipos
de moto- bombas eléctricas, máquinas especiales, alumbrado, etc. En el sector
servicios las demandas de electricidad las conforman el alumbrado, escaleras
mecánicas, ascensores, etc.
1.2.1.3 Tecnologías principales de las cogeneraciones
Para la producción de energía eléctrica en las instalaciones de
cogeneración
y
trigeneración
se
emplean
dos
tipos
de
máquinas
fundamentalmente para mover los generadores: las turbinas de gas o de vapor y
los motores de combustión interna funcionando con gas natural.
1.2.1.3.1 La turbina de gas
Actualmente la turbina de gas es la máquina que más se utiliza en
cogeneraciones de gran escala con potencias eléctricas típicamente instaladas de
entre 5 y 100 MWe. Las turbinas de gas pueden utilizar dos tipos de combustibles
principalmente:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 8
•
Gaseosos: Gas natural y propano.
•
Líquidos: gasóleo, gasolinas y en algunos casos fuelóleos de bajo
contenido en azufre.
Los combustibles deben reunir una serie de requisitos entre los que están:
•
No contener ningún tipo de impureza para evitar la abrasión de los
álabes de la turbina.
•
Bajo contenido de azufre para mejorar la recuperación de calor de los
gases de escape.
El combustible se quema en una cámara de combustión presurizado por un
compresor movido por la turbina. La combustión se realiza con un alto exceso de
aire, normalmente entre 2,75 y 5 veces el combustible, para así evitar que los
gases de la combustión alcancen temperaturas demasiado elevadas que podrían
dañar los álabes. Las temperaturas elevadas además provocan unos esfuerzos de
fatiga elevados en los álabes y con el exceso de aire lo evitamos. Los gases
calientes (1200º C) a alta presión se envían a la turbina donde se expanden
variando su momento cinético y provocan el giro de los álabes de la turbina. El eje
de los álabes gira y mueve el eje de un generador eléctrico que produce
electricidad. Los gases de escape salen a unos 500º C de temperatura y se pueden
utilizar bien directamente para calentar agua y crear vapor para procesos
industriales, se pueden emplear para calentar agua para calefacciones y ACS o se
pueden enviar a una caldera de recuperación donde se genera vapor para un ciclo
de Rankine adicional. El vapor generado en la cámara de recuperación de gases de
escape se puede turbinar en una turbina de vapor y generar electricidad en un
segundo generador. Esta configuración se llama de ciclo combinado. El
rendimiento de la instalación aumenta considerablemente cuando se emplea esta
configuración.
Uno de las mayores desventajas de las turbinas de gas es que son poco
flexibles. Si se les saca de sus puntos de funcionamiento nominal sus
rendimientos bajan drásticamente.
1.2.1.3.2 La turbina de vapor
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 9
Las turbinas de vapor se emplean en los mismos casos que las turbinas de
gas. La energía mecánica para mover el alternador e consigue por la expansión de
vapor a alta presión en la turbina. Normalmente se emplean turbinas axiales y
nunca radiales. El rendimiento global de la instalación es algo más elevado que
con una turbina de gas pero se consigue menos energía eléctrica por unidad de
combustible. Existen dos tipos de turbinas de vapor:
•
Turbina de vapor de una etapa: Se emplean para potencias de hasta 1,5
MWe. Son robustas con bajo mantenimiento, bajo rendimiento
isentrópico y no son aptas para grandes saltos de presión.
•
Turbina de vapor de dos etapas: Se emplean para potencias a partir de
1 MWe. Se pueden realizar extracciones de vapor intermedias,
presentan mayor rendimiento y pueden funcionar con saltos de presión
más elevados.
Atendiendo a la clasificación según la presión de salida de la turbina se
pueden clasificar en turbinas de contrapresión y turbinas de condensación. Las
turbinas de contrapresión presentan presiones de salida mayores que la presión
ambiente y el vapor a la salida suele presentar recalentamiento. Las turbinas a
contrapresión son las más habituales en cogeneración. Las turbinas de
condensación presentan presiones de salida menores que la ambiente.
Las condiciones del vapor a la entrada de la turbina las determina la
caldera. La temperatura de entrada suele rondar los 400-500º C con presiones
habituales de entrada de 40-140 bar. La temperatura y presión a la salida de la
turbina lo determina el consumo.
1.2.1.3.3 El motor de combustión interna alternativo
Los motores de combustión interna alternativos son la otra gran alternativa
para el accionamiento del generador síncrono de una planta de cogeneración.
Normalmente el motor térmico se alimentará de gas natural, reduciendo costes de
combustible al ser éste más barato, o de biogas. El uso del biogas como fuente de
energía está aumentando en los últimos años gracias a la popularidad de las
energías renovables. Para poder usar biogas en un motor térmico solamente hacen
falta unas pequeñas modificaciones técnicas en el motor.
La gran ventaja de los motores de combustión interna alternativos es que
son muy flexibles y permiten respuestas rápidas a cambios de la demanda. Pueden
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 10
variar fácilmente la potencia que entregan sin grandes variaciones de sus
rendimientos mecánicos o eléctricos. Una desventaja que presenta esta tecnología
es que la producción de calor en los motores es de baja temperatura comparada
con la de las turbinas. La recuperación de calor de los gases de escape y en los
circuitos de camisas sólo permite producir agua caliente de hasta unos 100-110º
C. Esto es suficiente para cubrir necesidades de calefacción y ACS pero puede ser
insuficiente en otras industrias donde la calidad de la potencia calorífica sea un
factor importante.
Los dos tipos de motores de combustión interna alternativos, Otto y
Diesel, se pueden emplear para la cogeneración.
1.2.1.3.3.1 Ciclo Diesel
Actualmente existen instalaciones de hasta 20 MW funcionando con esta
tecnología. Los rendimientos mecánicos que suelen alcanzar suelen ser del 40%.
Entre las ventajas de los motores diesel se tienen:
•
Posibilidad de emplear distintos combustibles.
•
Posibilidad de aumentar la potencia instalada con un sistema de
sobrealimentación turbo.
•
Buena relación de producción térmica frente a producción eléctrica.
T/E comprendido entre 1.1 y 1.5.
Entre las principales desventajas que tienen este tipo de motores se tienen:
•
Alto peso y volumen específico. Las instalaciones suelen ocupar más
sitio que las turbinas de gas y de vapor.
•
Emisiones acústicas elevadas y de difícil reducción.
•
Es necesario un equipo de refrigeración de la mezcla exterior, un
intercooler, que aumenta el coste de la instalación.
1.2.1.3.3.2 Ciclo Otto
En las cogeneraciones normalmente se hacen funcionar con gas natural
dado su coste reducido. Las potencias típicas de estas instalaciones suelen ser de
entre 3 kWe y 5 MWe. Las ventajas de este tipo de motor son prácticamente las
mismas que las de un motor diesel salvo que suelen funcionar con relaciones de
potencia térmica- potencia eléctrica de hasta 1.7.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 11
1.2.1.4 Determinación de la fuente de energía mecánica
Para la determinación de la fuente de energía mecánica, motor térmico o
turbina de gas o vapor, mediante la cual se obtiene energía mecánica a partir de
energía química de un combustible se tienen e cuenta varios factores entre los que
tenemos:
•
Demandas de potencia y electricidad.
•
Necesidades de calor a alta o baja temperatura.
•
Uniformidad de las demandas térmicas y eléctricas en el tiempo,
durante el año y durante el día.
•
Posibilidad de suministro de gas mediante canalización y costes
relacionados.
Las turbinas son menos flexibles que los motores de combustión interna y
por ello un m.c.i.a. es la mejor solución para aquellas instalaciones en las que la
demanda de potencia es más irregular con paradas y arranques diarios o
semanales. Las turbinas se emplean para potencias más elevadas y más constantes
con menos paradas programadas. Se instala una turbina grande y se mantiene
funcionando constantemente mientras que con los m.c.i.a. se instalan
normalmente varios y se van encendiendo de forma escalonada para ir
adaptándose a la potencia térmica necesaria. Por otro lado la calidad del vapor
generado por el calor residual de una turbina es mucho mayor que la calidad del
vapor generado por un m.c.i.a. Una turbina genera vapor que se puede emplear
para procesos industriales a alta temperatura mientras que un motor genera agua
caliente a temperaturas habituales de 90º C que solamente son aptas para
demandas de calefacción, ACS o similares.
1.2.1.5 Aspectos legales y normativas aplicables a las cogeneraciones
Las instalaciones de cogeneración que exportan su energía eléctrica a la
red pertenecen a los productores de régimen especial. Estos productores se rigen
por el Real Decreto 661/2007 del 25 de Mayo.
1.2.1.5.1 Clasificación
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 12
En el artículo 2 del Real Decreto se clasifican las instalaciones por
categorías:
“Artículo 2. Ámbito de aplicación.
1. Podrán acogerse al régimen especial establecido en este real decreto
las instalaciones de producción de energía eléctrica contempladas en el artículo
27.1 de la Ley 54/1997, de 27 de noviembre.
Dichas instalaciones se clasifican en las siguientes categorías, grupos y
subgrupos, en función de las energías primarias utilizadas, de las tecnologías de
producción empleadas y de los rendimientos energéticos obtenidos:
a) Categoría a): productores que utilicen la cogeneración u otras formas
de producción de electricidad a partir de energías residuales.
Tienen la consideración de productores cogeneradores aquellas personas
físicas o jurídicas que desarrollen las actividades destinadas a la generación de
energía térmica útil y energía eléctrica y/o mecánica mediante cogeneración,
tanto para su propio uso como para la venta total o parcial de las mismas.
Entendiéndose como energía eléctrica la producción en barras de central o
generación neta, de acuerdo con los artículos 16.7 y 30.2 de la Ley 54/1997, de
27 de noviembre.
Se entiende por energía térmica útil la producida en un proceso de
cogeneración para satisfacer, sin superarla, una demanda económicamente
justificable de calor y/o refrigeración y, por tanto, que sería satisfecha en
condiciones de mercado mediante otros procesos, de no recurrirse a la
cogeneración.
Esta categoría a) se clasifica a su vez en dos grupos: 1.º Grupo a.1.
Instalaciones que incluyan una central de cogeneración siempre que supongan un
alto rendimiento energético y satisfagan los requisitos que se determinan en el
anexo I. Dicho grupo se divide en cuatro subgrupos:
Subgrupo a.1.1. Cogeneraciones que utilicen como combustible el gas
natural, siempre que éste suponga al menos el 95 por ciento de la energía
primaria utilizada, o al menos el 65 por ciento de la energía primaria utilizada
cuando el resto provenga de biomasa y/o biogás en los términos previstos en el
anexo II; siendo los porcentajes de la energía primaria utilizada citados medidos
por el poder calorífico inferior.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 13
Subgrupo a.1.2. Cogeneraciones que utilicen como combustible gasóleo,
fuel-oil o bien Gases Licuados del Petróleo (GLP), siempre que estos supongan al
menos el 95 por ciento de la energía primaria utilizada, medida por el poder
calorífico inferior.
Subgrupo a.1.3. Cogeneraciones que utilicen como combustible principal
biomasa y/o biogás, en los términos que figuran en el anexo II, y siempre que ésta
suponga al menos el 90 por ciento de la energía primaria utilizada, medida por el
poder calorífico inferior.
Subgrupo a.1.4. Resto de cogeneraciones que incluyen como posibles
combustibles a emplear, gases residuales de refinería, coquería, combustibles de
proceso, carbón y otros no contemplados en los subgrupos anteriores…”
Por lo tanto viendo lo expuesto en el artículo 2 del Real Decreto nuestra
instalación se clasificará como a.1.1 al funcionar con gas natural.
1.2.1.5.2 Determinación de características de la instalación
Para la determinación de la potencia a considerar a efectos de cálculos para
retribuciones y demás el Real Decreto dice:
“…Artículo 3. Potencia de las instalaciones.
1. La potencia nominal será la especificada en la placa de características
del grupo motor o alternador, según aplique, corregida por las condiciones de
medida siguientes, en caso que sea procedente:
a) Carga: 100 por ciento en las condiciones nominales del diseño.
b) Altitud: la del emplazamiento del equipo.
c) Temperatura ambiente: 15 ºC.
d) Pérdidas de carga: admisión 150 mm c.d.a.; escape 250 mm c.d.a.
e) Pérdidas por ensuciamiento y degradación: tres por ciento.
2. A los efectos del límite de potencia establecido para acogerse al
régimen especial o para la determinación del régimen económico establecido en
el capítulo IV, se considerará que pertenecen a una única instalación cuya
potencia será la suma de las potencias de las instalaciones unitarias para cada
uno de los grupos definidos en el artículo 2:
a) Categorías a): instalaciones que tengan en común al menos un
consumidor de energía térmica útil o que la energía residual provenga del mismo
proceso industrial…”
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 14
1.2.1.5.3 Derechos y obligaciones de las instalaciones
Las instalaciones que se puedan acoger al régimen especial definido en el
Real Decreto tendrán una serie de derechos y obligaciones que se establecen en el
artículo 17 y 18 del capítulo 3 del mismo:
“…a) Conectar en paralelo su grupo o grupos generadores a la red de la
compañía eléctrica distribuidora o de transporte.
b) Transferir al sistema a través de la compañía eléctrica distribuidora o
de transporte su producción neta de energía eléctrica o energía vendida, siempre
que técnicamente sea posible su absorción por la red.
c) Percibir por la venta, total o parcial, de su energía eléctrica generada
neta en cualquiera de las opciones que aparecen en el artículo 24.1, la
retribución prevista en el régimen económico de este real decreto. El derecho a la
percepción de la tarifa regulada, o en su caso, prima, estará supeditada a la
inscripción definitiva de la instalación en el Registro de instalaciones de
producción en régimen especial dependiente de la Dirección General de Política
Energética y Minas, con anterioridad a la fecha límite establecida en el artículo
22.
d) Vender toda o parte de su producción neta a través de líneas directas.
e) Prioridad en el acceso y conexión a la red eléctrica en los términos
establecidos en el anexo XI de este real decreto o en las normas que lo
sustituyan…”
“…los titulares de instalaciones de producción en régimen especial
tendrán las siguientes obligaciones:
a) Entregar y recibir la energía en condiciones técnicas adecuadas, de
forma que no se causen trastornos en el normal funcionamiento del sistema…”
Es decir que nuestra instalación podrá entregar toda la potencia eléctrica
que genere a la red siempre que sea técnicamente posible y tiene derecho a
percibir por ello una tarifa establecida en el Real Decreto.
1.2.1.5.4 Régimen económico
Existen dos modos de funcionamiento en el régimen especial. El productor
elige a cuál acogerse durante un periodo de al menos un año. El primer modo es la
tarifa fija regulada y el segundo modo es la venta en el mercado eléctrico o Pool
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 15
eléctrico complementado con una prima de referencia. En el primer modo el
productor percibe una cantidad fija sea cual sea la hora del día diferenciando
únicamente entre hora punta y hora valle para aplicar unos pequeños factores de
compensación retributiva. En el segundo modo el productor en régimen especial
percibirá lo que dicte el mercado complementando su precio con una prima de
referencia fija. Una de las novedades del nuevo Real Decreto de 2007 es que se
establece una prima que es función directa del ahorro de energía primaria que
exceda del que corresponde al cumplimiento de los requisitos mínimos para
acogerse al régimen especial. Ahora cuanto más eficiente seas, más percibes por
la venta de energía eléctrica. La última parte de la tarifa a aplicar sea cual sea el
modo de venta a red, es un complemento por energía reactiva, calidad de la
energía entregada a red, que varía según el factor de potencia con el que se
entregue la electricidad.
Otra novedad del RD 661 es que especifica un modo de retribución
distinto para las instalaciones que empleen el calor residual específicamente para
la climatización de edificios, que es nuestro caso. Este apartado del RD se detalla
en el apartado de análisis de viabilidad.
1.2.2 Refrigeración por absorción
La refrigeración por absorción se conoce desde antes que el ciclo de
Carnot por compresión (s. XIX) pero el desarrollo tecnológico del ciclo de Carnot
fue mucho más rápido y se extendió mucho más que el ciclo de absorción o de
Carré.
El ciclo de absorción es como el de Carnot pero sustituye el compresor
mecánico por un compresor térmico. Para la máquina de absorción se utilizan dos
líquidos, un refrigerante y un absorbente. Los dos tipos de máquinas más
extendidas son las de agua y bromuro de litio y las máquinas que emplean
amoniaco y agua ( En cada caso el primer agente es el refrigerante y el segundo el
absorbente respectivamente). Las partes básicas de una máuina por ciclo de
absorción son:
•
Generador de vapor
•
Evaporador
•
Condensador
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
•
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 16
Absorbedor
1.2.2.1 Principio básico
El ciclo de absorción se basa físicamente en la capacidad que tienen
algunas sustancias, tales como el agua y algunas sales como el bromuro de litio,
para absorber, en fase líquida, vapores de otras sustancias tales como el amoniaco
y el agua respectivamente. A partir de este principio se construye la máquina de
absorción en la que se produce la evaporación y consiguiente absorción de calor
de un agua que se quiere enfriar en un evaporador. A continuación se recupera el
vapor disolviéndolo en una solución salina o incorporándola a una mas a líquida.
1.2.2.2 Proceso
El refrigerante, agua o amoniaco, se evapora en el evaporador tomando el
calor de cambio de estado del fluido que circula por el interior del haz tubular de
este intercambiador (producto útil de la máquina). Los vapores producidos se
absorben por el absorbente, bromuro de litio o agua destilada, en un proceso de
disolución endotérmico que requiere de refrigeración externa para que la solución
se mantenga en condiciones de temperatura correctas y no aumente la presión en
la cámara en la que se produce la absorción y que se denomina absorbedor. En
este circuito de refrigeración externa se utilizan normalmente torres de
refrigeración de agua de tipo abierto o cerrado. El agua enfriada en la torre se hace
circular a través del interior del haz tubular de otro intercambiador que se
encuentra situado en el interior de la cámara del absorbedor y sobre el que se rocía
el absorbente para facilitar el proceso de la absorción. El evaporador y el
absorbedor tienen un área de comunicación muy amplia, lo que permite que el
vapor de agua refrigerante sea absorbido fácilmente por las partículas de solución
concentrada de bromuro de litio o agua destilada. La masa de absorbente que ha
captado el refrigerante conteniendo forma una solución diluida que se transporta,
mediante bomba, hasta otro intercambiador de calor superior y a alta presión cuya
función es separar el refrigerante del absorbente por destilación del refrigerante y
que se llama generador o concentrador. La separación de ambos se consigue
mediante la circulación de un fluido caliente, el de aporte a la máquina
proveniente del calor recuperado de los gases de escape por ejemplo de un motor
térmico, que evapora el agua de la mezcla destilando la solución. Como
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 17
consecuencia de la ebullición y evaporación del refrigerante en el generador (a
alta presión) se queda una solución concentrada de absorbente (LiBr o agua
destilada) que se podrá emplear de nuevo para el ciclo de absorción en el
absorbedor. El flujo de absorbente vuelve al absorbedor mediante bombeo y el
refrigerante vaporizado destilado en el generador se desplaza por presión
diferencial a la zona del condensador por el que circula un haz de tubos con agua
de la torre de refrigeración externa y el refrigerante se condensa volviendo al
estado líquido (presión típica del condensador 6,2 kPa). El refrigerante
condensado se canaliza por el fondo del condensador y se envía por diferencia de
presiones a la cámara del evaporador que está a baja presión, unos 0,7 kPa. En el
evaporador tiene lugar la vaporización del líquido refrigerante y la captación del
calor latente de vaporización, por enfriamiento del fluido que circula por el
interior de un haz de tubos (Este producto es el útil que se puede emplear en los
sistemas de aire acondicionado; temperatura típica de salida ≈ 7º C). El líquido
refrigerante no vaporizado cae al fondo del evaporador, desde donde una bomba
de funcionamiento continuo lo impulsa a un sistema de distribución en la parte
alta del mismo, a una presión suficiente para generar una aspersión del líquido
sobre el haz de tubos a enfriar así favoreciendo la vaporización del mismo con lo
que se cierra el ciclo.
Aquí se muestra un esquema de funcionamiento de una máquina de efecto
simple:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 18
1.2.2.2.1 Máquinas de doble efecto
Las máquinas de absorción se pueden hacer también de dos etapas. Estas
máquinas se distinguen porque incluyen una segunda etapa de generación de
vapor. El agua o vapor caliente que alimenta al generador de la máquina produce
vapor en un primer generador de alta temperatura y posteriormente pasa el vapor
generado a un segundo generador de menor potencia, donde se vuelve a producr
más vapor. El vapor generado de las dos etapas se envía ya al condensador y el
ciclo sigue de la misma forma que uno de efecto simple. A continuación se
muestran unos esquemas de funcionamiento de la máquina de doble efecto.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 19
La ventaja principal de la máquina de doble efecto es el hecho de que se
obtienen COP’s de hasta 1,5 mientras que en las de efecto simple sólo se
alcanzaban rendimientos de hasta 0,7. Las máquinas de doble efecto son
especialmente interesantes ahora para la cogeneración porque el nuevo RD 661
establece el modo de retribución empleando el calor útil final que se emplea en la
climatización. Antes, con el antiguo real decreto, el valor de potencia térmica que
se usaba para el cálculo del REE era la potencia térmica empleada en la entrada a
las máquinas y no afectaba el hecho de que se empleara una de doble o simple
efecto. Por lo tanto con máquinas de doble efecto, con un kilovatio de potencia
térmica consigues 1,1-1,3 kilovatios de potencia frigorífica de media que es
potencia “regalada” para el cálculo de nuestro REE. En el diseño de la instalación
que se ha hecho en este proyecto se han empleado máquinas de doble efecto con
COP’s estimados de 1,1.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 20
1.2.2.3 Ventajas de los equipos de refrigeración por absorción
•
Posibilidad de ahorro de energía primaria: el COP es lo que mide la
eficiencia del ciclo de absorción. COP de una máquina de simple
efecto está entre 0.6-0.7 y el COP de una máquina de doble efecto
suele ser ≈ 1 mientras que las de triple efecto consiguen COP’s de
hasta 1.6.
•
Protección del medio ambiente: Las máquinas de absorción no
emplean CFC ni HCFC. Además, al consumir menos energía primaria
para la producción de frío ya se está contaminando menos la
atmósfera.
•
Eficiencia casi constante a cargas parciales: A diferencia de los
equipos de compresión eléctrica, los equipos de absorción pierden muy
poco rendimiento a cargas parciales y permite una instalación modular
•
Fiabilidad del funcionamiento
•
Complementan
instalaciones
de
cogeneración.
En
aquellas
instalaciones en las que no se aprovecha lo suficiente el calor residual
de los equipos en verano la refrigeración aumenta el grado de
utilización de la planta. (Trigeneración)
•
Silenciosos y sin vibraciones al no incorporar ni motor ni compresor.
•
Menor mantenimiento que los compresores eléctricos. No incorporan
partes móviles ni circuitos de aceite pero si requieren inspecciones
periódicas.
1.2.2.4 El agua como refrigerante
El agua se evapora a una temperatura de 100º C a una presión de 1
kg/cm2. Sin embargo al bajar la presión del agua se consigue disminuir
muchísimo la temperatura a la que se evapora el agua y es precisamente este
fenómeno el que se aprovecha en el evaporador de la máquina de absorción. Para
poder absorber el calor del agua de climatización en el evaporador de la máquina
se disminuye la presión hasta 6- 7 mm Hg consiguiendo que el refrigerante agua
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
se
evapore
PÁGINA 21
a
3º
C.
Variación del punto de ebullición del agua
Presión absoluta (mm Hg)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1
11
21
31
41
51
61
71
81
91
101
Temperatura de ebullición (º C)
1.2.2.5 Consideraciones de operación y mantenimiento
Uno de los rasgos característicos de las máquinas de absorción es su
hermeticidad. Es importante para poder confinar sustancias como el amoniaco o el
LiBr y para conseguir presiones relativas bajas en su interior para el evaporador.
Esto hace que el diseño de las máquinas sea robusto y hermético.
Desde el punto de vista de su operación y mantenimiento, las máquinas de
absorción requieren intervenciones específicas que no son de aplicación en otro
tipo de circuitos frigoríficos. Por ejemplo, es preciso efectuar mediciones
periódicas del estado de pureza del agua y de las soluciones salinas, mediante la
extracción de muestras y análisis de las mismas. Es importante también el
conocimiento de los niveles de concentración en las soluciones para determinar si
el rendimiento instantáneo de un determinado equipo es o no correcto. Es de
relevancia también la medición del nivel de vacío interior en una máquina para
comprender si la producción frigorífica se está llevando a cabo en condiciones
correctas o no.
1.2.2.6 Problemas de la absorción. La cristalización
El principal problema que se presenta en las máquinas de absorción es el
de la cristalización. Este fenómeno consiste en la concentración demasiado
elevada de bromuro de litio en la solución rica de la máquina. Si la solución se
concentra demasiado se puede llegar a cristalizar como su nombre indica y pueden
llegar a obstruirse los conductos por los que pasa la solución. La cristalización se
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 22
produce por diversas causas, entre ellas están la presencia de incondensables en el
condensador, una temperatura demasiado baja del agua de refrigeración y fallos
del suministro eléctrico.
En el caso de que existan incondensables en el condensador pueden ser de
dos tipos:
•
Puede ser aire procedente de la atmósfera que se haya infiltrado por
una fisura o grieta en la carcasa de la máquina de absorción. El aire
que se infiltre en la máquina se acumulará en la zona de menor presión
de la misma que es la del absorbedor. Al acumular aire procedente de
la atmósfera en el absorbedor la presión de trabajo de esta zona
aumentará y dificultará la absorción del agua por parte del absorbente
LiBr. Esto hará que la temperatura de entrada del agua del generador
tenga que ser mayor para seguir manteniendo una concentración
elevada de la solución rica y poder seguir absorbiendo el vapor del
refrigerante en el absorbedor. Una mayor temperatura en el generador
aumentará la posibilidad de que se evapore demasiado refrigerante en
el generador y se cree una solución demasiado rica que obstruya los
conductos de la máquina.
•
Los incondensables pueden aparecer también por la oxidación interna
de la máquina. La reacción de oxidación de una máquina es la
siguiente 2 Fe + 3H 2 O → Fe 2 O3 + 3H 2 . El hidrógeno en los productos
se acumulará en forma de gas en la zona del absorbedor también y
aumentará la presión relativa dentro del mismo dificultando la
absorción del LiBr. Esto disminuye el COP de la máquina al no poder
absorber bien la solución concentrada. La obstrucción de los conductos
se puede llegar a dar por el mismo mecanismo descrito en el anterior
punto.
•
Para comprobar si la presencia de incondensables en la máquina es por
oxidación o por la presencia de aire en la máquina se inspecciona el
punto de purga del absorbedor. Se enciende un mechero en la salida de
la purga y se abre la válvula para que salgan los gases. Si la llama arde
con más intensidad es debido a la presencia de hidrógeno en el
absorbedor y por lo tanto es un oxidación en la máquina la culpable. Si
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 23
la llama no arde con más fuerza la causa es la intrusión de aire de la
atmósfera. Para eliminar completamente los incondensables se purga
por completo la máquina aplicando la bomba de vacío al absorbedor.
Otra causa de la cristalización puede ser una temperatura demasiado baja
en el agua de la torre de refrigeración. Si la temperatura del agua de la torre en la
entrada al condensador es menor que unos ≈ 12º C la presión de condensación
disminuye y esto puede provocar que se evapore el agua del generador arrastrando
cantidades de solución de LiBr hasta el condensador. Esto provoca la disminución
de la concentración de la solución rica que se envía al absorbedor. Si la solución
rica que llega al absorbedor ya no es tan rica se disminuye su capacidad de
absorción del agua evaporada y con ello el COP de la máquina. Una posible
solución es aumentar la temperatura del agua de alimentación a la entrada del
generador con los consiguientes riesgos relacionados con la formación de cristales
de solución de LiBr ya descritos. .
Otro factor a tener en cuenta es si la máquina se queda sin suministro de
electricidad de repente. En este caso la solución concentrada de LiBr en la bandeja
recolectora del generador se quedaría ahí hasta que se enfriase el generador. Si
esto ocurriese se podría cristalizar aquí la solución.
1.2.2.6.1 Dispositivos anti-cristalización
El primer dispositivo de seguridad contra la cristalización es un flotador
que se coloca en el generador. Si está ocurriendo cristalización se empezarán a
obstruir los conductos que llevan la solución concentrada hasta el absorbedor. Si
se obstruye, el nivel de solución concentrada en el generador aumentará y el
flotador subirá de nivel. Al subir el flotador se dispara un relé que activa la
apertura de una válvula que bombea agua (refrigerante) desde la zona del
evaporador hasta la zona del concentrador para que la solución deje de cristalizar.
(Al disminuir la concentración drásticamente se evita la cristalización).
Si se queda sin electricidad la máquina y no se puede bombear líquido se
dispara un relé que abre una válvula que vacía el generador de solución
concentrada y la manda toda a la zona de baja concentración en el absorbedor.
Esto es un sistema de seguridad pasiva que evita que se concentre demasiado la
solución en el generador. Este sistema también actúa cuando el nivel de solución
es demasiado elevado en el generador.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 24
En las siguientes gráficas se muestra el comportamiento típico de
máquinas de absorción. Al disminuir la temperatura del agua de la torre de
refrigeración auxiliar (para el condensador y el absorbedor) con la misma energía
de entrada al generador (eje y) de la máquina se consigue producir más agua fría
(eje x).
2. DATOS DEL HOSPITAL
2.1 INFORMACIÓN GENERAL DEL HOSPITAL
Este proyecto tiene como objetivo el diseño y estudio de un instalación d
trigeneración para un hospital situado en Guadalajara. Para llevar a cabo el
proyecto hemos obtenido datos generales de los consumos energéticos del hospital
y a partir de ellos hemos diseñado una solución apropiada. El hospital en cuestión
tiene 750 camas y una superficie de 75000 m2 aproximadamente. El hospital se
encuentra en una zona muy calurosa en verano con altas demandas de aire
acondicionado y en invierno las temperaturas son muy bajas requiriendo mucha
potencia de las calderas para la calefacción.
El hospital actualmente obtiene su electricidad para iluminación y fuerza
(equipos del hospital, ascensores, bombas etc.) comprándola a la red eléctrica a
través de un comercializador con un contrato de larga utilización. El hospital
cuenta con un centro de transformación de 20 kV/380 V compuesto por 4
transformadores de 1400 kVA cada uno (5600 kVA). Para cubrir sus necesidades
de calor para calefacción y ACS en invierno, el hospital tiene instaladas 3 calderas
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 25
de gas natural de 1500 kW cada una. En verano el hospital emplea 3 equipos de
refrigeración con compresor eléctrico para producir el agua fría para los equipos
de aire acondicionado. El consumo eléctrico de los compresores en verano hace
aumentar bastante la demanda de electricidad comprada a red.
En nuestro diseño de la instalación se debe tener en cuenta la importancia
de que el hospital no se quede sin electricidad ni potencia calorífica o frigorífica
en ningún momento. Por ello el sistema que diseñemos debe ser fiable y tiene que
contar con un sistema secundario que asegure el abastecimiento de potencia.
El hospital tiene demandas que varían a lo largo del día con disminuciones
por la noche y picos durante el día. Esto requiere un sistema flexible que sea
capaz de adaptarse a las fluctuaciones, por ello se ha optado por una instalación
con 3 motores de gas natural que aportan flexibilidad y buena fiabilidad a la
instalación. Los motores funcionarán casi todo el año con paradas para
mantenimiento programadas y alternándose entre sí cuando no haga falta toda la
potencia instalada. Esto se detalla más en el apartado de cálculos.
2.1.1 Datos de partida
Los datos de consumos del hospital de gas y electricidad se han obtenido
de las facturas del año 2007. Los recibos vienen desglosados por meses y para
nuestros cálculos hemos realizado unas tablas horarias para un día representativo
de cada mes en las que se muestra el consumo en cada franja horaria.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 26
2.1.1.1 Datos de demanda eléctrica
Consumo Eléctrico Inicial
Mes
Consumo
Total (kWh)
Reactiva
(kWh)
Factor de
Potencia
Potencia
Potencia Máxímetro (kW) Facturada (kW)
Enero
1.312.302,3
239.512,9
0,98
3.504,4
3.766,0
Febrero
1.164.489,0
215.645,0
0,98
2.983,5
3.370,3
Marzo
1.199.819,2
224.324,8
0,98
2.668,0
2.668,0
Abril
1.169.714,4
214.426,3
0,98
2.862,5
2.862,5
Mayo
1.296.247,5
337.392,2
0,97
2.983,5
2.983,5
Junio
1.429.021,3
530.251,9
0,93
3.270,8
3.531,3
Julio
1.642.558,2
715.416,5
0,9
4.010,1
4.330,3
Agosto
1.832.946,8
887.258,3
0,88
4.010,1
4.330,3
Septiembre
1.465.760,4
587.268,2
0,92
4.010,1
4.330,3
Octubre
1.202.568,5
313.759,3
0,97
2.918,1
2.918,1
Noviembre
1.134.761,1
240.360,5
0,98
2.834,8
2.834,8
Diciembre
1.242.144,3
210.071,3
0,99
3.129,8
3.129,8
Se observa un claro incremento de la demanda de electricidad en los meses
de verano, Mayo- Octubre, debido a la potencia demandada para los equipos de
refrigeración por compresión. En la instalación a diseñar la demanda de potencia
frigorífica se cubrirá con máquinas de absorción que no emplean electricidad sino
potencia térmica. Por ello para calcular la potencia eléctrica necesaria a instalar se
tendrán que separar las necesidades de electricidad para alumbrado y fuerza y la
necesaria para los equipos de compresión. En el siguiente gráfico mostramos las
demandas de electricidad para alumbrado y frío separadas y por meses:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 27
Consumo Eléctrico del Hospital
663
1.800,0
497
1.600,0
1.400,0
MWh
332
284
131
101
1.200,0
1.000,0
800,0
600,0
Consumo Eléctrico (kwh)
m
br
e
ici
e
m
br
e
D
br
e
ov
ie
N
O
ct
u
br
e
m
os
to
pt
ie
Ag
Se
Ju
lio
Ju
ni
o
M
ay
o
ril
Ab
br
er
o
M
ar
zo
Fe
En
er
o
400,0
Frío (kwh)
Se observa que si se quitan las demandas de potencia para frío en cada mes
de verano la potencia eléctrica permanece bastante constante. Esto es una ventaja
para la instalación de trigeneración cuando tenga que funcionar en isla ya que
permite elegir la potencia a instalar repartiéndola en un número de motores tal que
el punto de funcionamiento de los mismos sea próximo al de sus puntos óptimos
de rendimiento durante la mayoría del tiempo.
Para el diseño de la instalación se necesitan unas previsiones de demanda
de frío para poder determinar la potencia frigorífica a instalar. Las demandas de
potencia frigorífica en las que basamos nuestro diseño se obtienen de las
demandas de electricidad de los compresores del año 2007. Los compresores
eléctricos que actualmente abastecen al hospital funcionan con unos COP≈2,65
(Coefficient of performance). Esto quiere decir que las demandas efectivas de
potencia frigorífica que se necesitan son 2,65 veces mayor que las potencias
demandadas eléctricamente. Por otro lado la demanda de frío de la nueva
instalación se puede cubrir con unas máquinas de absorción que funcionan de
media con unos rendimientos bajos, entorno al 0,7, si se trata de máquinas de
simple efecto o con máquinas de buenos rendimientos COP de 1,1-1,2 en el caso
de las máquinas de doble etapa. Por lo tanto para elaborar las tablas de datos
estimados para llevar a cabo el diseño se multiplican las demandas de potencia
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 28
eléctrica por 2,65 y se dividen por 0,7 o 1,1 para obtener la potencia térmica
necesaria a entregar a las máquinas de absorción de simple y doble efecto
respectivamente. Sin embargo, el nuevo RD 661 establece un sistema de
retribución especial para las instalaciones que emplean la potencia para
climatización de edificios. La novedad fundamental, que influye en la elección del
tipo de máquina a instalar, es el hecho de que en el cálculo del REE el término
“V” incluye la potencia efectiva de frío demandada. Por lo tanto si se instala una
máquina de simple efecto con rendimiento ≈0,7 el denominador de la ecuación del
REE aumenta mucho disminuyendo el REE final mientras que si se instala una de
doble efecto se disminuye mucho el denominador de la ecuación y se consigue un
REE mucho mejor. Para más aclaraciones consultar el apartado de cálculos o el
RD 661 adjunto en los anexos. Por lo expuesto, se ha optado por el uso de
máquinas de doble efecto para lograr acogernos al REE con mayor facilidad.
Demanda de Electricidad y Frío
Mes
Demanda
Eléctrica
(kWh)
Demanda de
electricidad para
compresores (kWh)
Potencia necesaria para
máquinas de absorción
(kWh)
Enero
1.312.335
-
-
Febrero
1.164.558
-
-
Marzo
1.239.851
-
-
Abril
1.169.771
-
-
Mayo
1.164.854
131.358
395.567
Junio
1.145.008
283.967
855.128
Julio
1.145.036
497.425
1.497.926
Agosto
1.169.702
663.232
1.997.234
Septiembre
1.134.082
331.616
998.617
Octubre
1.122.058
101.417
305.403
Noviembre
1.134.827
-
-
Diciembre
1.242.217
-
-
Total
14.144.298
2.009.016
6.049.876
En la demanda de potencia térmica estimada para las máquinas de
absorción (cuarta columna) hemos afectado a las potencias de unos factores de
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 29
seguridad por si acaso las demandas térmicas de frío aumentan en verano. Estos
factores varían según el mes de verano entre 1,05 y 1,25.
Con las estimaciones de la demanda térmica necesaria para las máquinas
de absorción podremos elegir mejor la potencia térmica necesaria a recuperar de
los motores y por lo tanto el tamaño de los motores.
2.1.1.2 Datos de demanda térmica
La potencia calorífica necesaria para los circuitos de calefacción y para el
agua caliente sanitaria se obtendrá de la potencia calorífica residual recuperada en
2 circuitos de recuperación de calor. El primer sistema es el sistema de
recuperación de calor de los gases de escape que consiste en una caldera de
recuperación de gases que aprovecha el calor residual de los mismos para calentar
agua en un circuito cerrado. El agua del circuito se hace pasar por un
intercambiador de calor que entrega la potencia a un circuito principal de agua
caliente que alimenta a los circuitos de calefacción. En segundo lugar contamos
con un sistema de refrigeración de las camisas de los motores que recupera calor
de la fricción y combustión en los pistones y lo entrega en un segundo
intercambiador, a más baja temperatura, que lo entrega al circuito principal. Las
demandas térmicas de ACS y calefacción se obtienen en la actualidad mediante la
quema de combustible, gas natural, en calderas y por ello la potencia necesaria
será la misma ya que se obtiene por el calentamiento de agua, igual que el sistema
a instalar con la trigeneración, con intercambiadores.
En el estado actual del hospital el consumo de combustible que se tiene es
íntegramente para alimentar las calderas de gas natural. A continuación
mostramos en tabla los datos de consumo de gas del hospital y los datos
mensuales de demandas de calefacción y acs.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 30
ESTADO ACTUAL SIN TRIGENERACIÓN
Consumo de Gas Natural
Mes
Consumo de gas (Te*)
Consumo de gas (kWh)
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
2.760.192
2.264.807
2.057.839
1.854.044
1.238.815
1.003.389
976.271
979.656
1.050.881
1.241.332
1.642.410
2.265.056
19.334.690,02
3.209.337
2.633.341
2.392.696
2.155.738
1.440.398
1.166.662
1.135.132
1.139.068
1.221.882
1.443.324
1.909.667
2.633.630
22.480.873,74
*Termias
ESTADO ACTUAL SIN TRIGENERACIÓN
Demandas de potencia calorífica
Mes
Calefacción (kWh)
ACS (kWh)
Enero
1.935.821
1.522.866
1.197.614
1.023.165
0
0
0
0
0
320.168
728.796
1.446.440
8.174.871
193.713
174.968
204.475
197.881
258.285
204.798
159.815
163.161
251.739
221.694
218.710
193.713
2.442.951
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
2.1.1.3 Tablas de demanda horaria
En las siguientes tablas de demanda horaria reflejamos las necesidades de
potencia térmica para cada día representativa de cada mes. En los meses de verano
la demanda térmica recoge las necesidades de potencia para acs y para las
máquinas de absorción mientras que en invierno la potencia térmica recoge las
necesidades de potencia para calefacción y acs solamente.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 31
MES DE ENERO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.366
2.231
2
1.288
2.103
3
1.206
1.968
4
1.157
1.889
5
1.131
1.845
6
1.101
1.797
7
1.096
1.790
8
1.114
1.784
9
1.405
2.297
10
1.909
3.119
11
2.271
3.710
12
2.413
3.941
13
2.533
4.137
14
2.614
4.269
15
2.608
4.260
16
2.563
4.185
17
2.372
3.875
18
2.254
3.683
19
1.690
2.760
20
1.655
2.703
21
1.674
2.734
22
1.687
2.756
23
1.692
2.765
24
1.537
2.510
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 32
MES DE FEBRERO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.343
1.958
2
1.267
1.848
3
1.184
1.726
4
1.137
1.658
5
1.109
1.616
6
1.083
1.579
7
1.077
1.571
8
1.096
1.597
9
1.382
2.015
10
1.877
2.736
11
2.230
3.252
12
2.371
3.457
13
2.491
3.631
14
2.569
3.746
15
2.564
3.737
16
2.519
3.674
17
2.332
3.400
18
2.218
3.233
19
1.663
2.425
20
1.601
2.333
21
1.645
2.399
22
1.658
2.417
23
1.666
2.428
24
1.511
2.204
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 33
MES DE MARZO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.290
1.508
2
1.217
1.422
3
1.138
1.330
4
1.094
1.277
5
1.068
1.248
6
1.040
1.215
7
1.034
1.209
8
1.052
1.230
9
1.328
1.552
10
1.804
2.108
11
2.146
1.581
12
2.279
2.664
13
2.394
2.796
14
2.469
2.886
15
2.465
2.880
16
2.422
2.829
17
2.242
2.620
18
2.130
2.489
19
1.596
1.865
20
1.563
1.826
21
1.581
1.848
22
1.594
1.863
23
1.598
1.868
24
1.452
1.697
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 34
MES DE ABRIL
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.381
1.442
2
1.306
1.362
3
1.224
1.277
4
1.174
1.226
5
1.145
1.195
6
1.116
1.165
7
1.111
1.160
8
1.129
1.179
9
1.281
1.337
10
1.833
1.913
11
2.161
2.256
12
2.216
2.314
13
2.314
2.415
14
2.303
2.404
15
2.072
2.163
16
1.899
1.982
17
1.613
1.683
18
1.584
1.653
19
1.652
1.723
20
1.707
1.782
21
1.736
1.812
22
1.760
1.837
23
1.718
1.792
24
1.560
1.628
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 35
MES DE MAYO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.544
847
2
1.454
801
3
1.363
752
4
1.306
723
5
1.275
706
6
1.283
710
7
1.238
687
8
1.259
828
9
1.113
752
10
1.730
1.077
11
2.094
1.269
12
2.037
1.206
13
2.145
1.263
14
2.131
1.223
15
1.874
1.088
16
1.633
961
17
1.312
791
18
1.380
828
19
1.456
899
20
1.516
930
21
1.546
948
22
1.720
1.007
23
1.673
948
24
1.498
856
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 36
MES DE JUNIO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.860
1.804
2
1.753
1.702
3
1.646
1.598
4
1.577
1.530
5
1.538
1.494
6
1.502
1.459
7
1.494
1.452
8
1.518
1.540
9
1.359
1.386
10
1.686
1.700
11
2.126
2.124
12
1.904
1.895
13
2.033
2.018
14
2.018
1.988
15
1.708
1.690
16
1.356
1.351
17
968
978
18
1.173
1.174
19
1.263
1.278
20
1.339
1.350
21
1.374
1.386
22
1.766
1.745
23
1.711
1.677
24
1.497
1.472
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 37
MES DE JULIO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.595
2.357
2
1.448
2.142
3
1.294
1.915
4
1.450
2.144
5
1.397
2.065
6
1.342
1.986
7
1.333
1.971
8
1.372
2.073
9
1.496
2.257
10
1.815
2.726
11
2.430
3.630
12
1.913
2.858
13
2.092
3.122
14
2.071
3.079
15
1.642
2.447
16
1.124
1.687
17
875
1.319
18
976
1.470
19
1.105
1.671
20
1.205
1.818
21
1.259
1.897
22
2.052
3.054
23
1.974
2.925
24
1.677
2.489
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 38
MES DE AGOSTO
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.684
3.004
2
1.538
2.744
3
1.381
2.464
4
1.398
2.495
5
1.342
2.396
6
1.288
2.300
7
1.280
2.285
8
1.318
2.415
9
1.081
1.995
10
1.680
3.057
11
2.303
3.052
12
2.188
3.944
13
2.370
4.267
14
2.350
4.215
15
1.914
3.442
16
1.583
2.856
17
1.034
1.882
18
985
1.792
19
1.115
2.040
20
1.216
2.220
21
1.270
2.316
22
1.960
3.523
23
1.878
3.364
24
1.578
2.829
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 39
MES DE SEPTIEMBRE
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.524
1.483
2
1.406
1.370
3
1.282
1.253
4
1.347
1.314
5
1.306
1.275
6
1.262
1.233
7
1.253
1.225
8
1.286
1.388
9
1.017
1.133
10
1.854
1.928
11
2.348
2.400
12
2.080
2.112
13
2.225
2.250
14
2.209
2.201
15
1.862
1.870
16
1.457
1.484
17
1.027
1.077
18
1.263
1.302
19
1.366
1.432
20
1.448
1.511
21
1.490
1.550
22
1.954
1.958
23
1.889
1.864
24
1.650
1.636
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 40
MES DE OCTUBRE
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.326
903
2
1.253
855
3
1.173
802
4
1.124
768
5
1.098
751
6
1.068
732
7
1.063
728
8
1.082
812
9
1.104
852
10
1.594
1.180
11
1.944
1.413
12
1.981
1.431
13
2.100
1.510
14
2.177
1.544
15
2.172
1.541
16
2.087
1.487
17
1.902
1.364
18
1.868
1.335
19
1.320
987
20
1.285
963
21
1.303
974
22
1.436
1.033
23
1.444
1.021
24
1.294
920
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 41
MES DE NOVIEMBRE
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.221
877
2
1.153
827
3
1.077
773
4
1.032
741
5
1.010
725
6
983
706
7
978
703
8
996
716
9
1.256
902
10
1.707
1.225
11
2.029
1.457
12
2.156
1.548
13
2.263
1.625
14
2.335
1.677
15
2.330
1.673
16
2.288
1.643
17
2.119
1.523
18
2.016
1.447
19
1.510
1.085
20
1.480
1.062
21
1.496
1.074
22
1.505
1.082
23
1.514
1.088
24
1.374
986
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 42
MES DE DICIEMBRE
Horas
Demanda Eléctrica (kW)
Demanda Térmica (kW)
1
1.294
1.708
2
1.220
1.610
3
1.140
1.506
4
1.094
1.445
5
1.073
1.415
6
1.042
1.376
7
1.037
1.369
8
1.056
1.394
9
1.331
1.758
10
1.809
2.389
11
2.150
2.839
12
2.284
3.015
13
2.399
3.166
14
2.474
3.267
15
2.466
3.257
16
2.425
3.203
17
2.245
2.965
18
2.134
2.817
19
1.598
2.111
20
1.566
2.068
21
1.583
2.090
22
1.596
2.108
23
1.601
2.115
24
1.454
1.920
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 43
3. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN
En esta sección se describirán los elementos principales de la instalación
así como su modo de funcionamiento.
3.1 DETERMINACIÓN DE LA FUENTE DE ENERGÍA PRIMARIA
Lo primero que necesitamos saber son las necesidades energéticas del
hospital , las cuales ya las hemos detallado en la anterior sección. El parámetro
más relevante para la determinación de la tecnología a instalar es la relación
calor/electricidad o calor/energía mecánica que ha de ser suministrada para su
consumo en los equipos del hospital. En nuestro caso el ratio calor/electricidad
resulta de 1,17 que no es muy elevado. Además debemos saber cuál es el estado
entálpico al que debemos suministrar la energía térmica. Una fábrica o planta con
procesos productivos que requieren vapor de alta presión requerirán unas fuentes
de energía térmica de alta entalpía que se corresponde con el uso de una turbina.
En nuestro caso sin embargo las necesidades de calor son de baja entalpía y por
ello con un motor de combustión interna de gas natural nos sirve. Por lo general
un alto ratio de calor/electricidad requerirá una turbina mientras que bajos ratios
podrán usar motores.
3.1.1 Comparación turbinas- motores de gas
Las ventajas de ambos sistemas se recogen en el siguiente cuadro:
Aspecto
Turbina
Motor
Rendimiento mecánico
35%
40%
Oxígeno en los gases de escape
14%
1-2%
Nivel entálpico de la energía Alto y todo en gases
térmica remanente
Coste económico específico
Costes
específicos
de
mantenimiento
Flexibilidad
de
potencia
Ruidos y vibraciones
entrega
de
Medio-bajo y dividido en 2:gases de
de escape
escape y refrigeración
Alto
Medio
Alto
Medio
Malo
Bueno
Alto
Medio
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
Contaminación atmosférica
PÁGINA 44
Similares
3.1.2 Características generales de los motores de gas
Para nuestra instalación hemos optado por instalar 3 motores de gas
natural ya que las acometidas de suministro de gas natural ya están hechas en el
hospital y por lo tanto con unas pequeñas obras y añadidos podemos aprovechar el
suministro.
Los motores de gas natural funcionan según un ciclo Otto quemando gas
como combustible. Para el encendido de la mezcla los motores de gas pueden
empleados método principalmente:
•
Compresión de la mezcla aire-combustible e ignición por chispa.
•
Compresión de la mezcla aire-gas e inyección de una pequeña cantidad
de gasóleo que al quemar provoca el inicio de la combustión aire-gas.
Los motores de gas presentan las siguientes ventajas frente a los motores
de gasolina:
•
Dado el alto índice de octanaje del gas natural comparado con el de la
gasolina se pueden emplear relaciones de compresión mucho más altas
que en los gasolina con el consiguiente aumento del rendimiento.
Relaciones de compresión habituales de los motores a gas rondan los
12-13 mientras que un gasolina puede trabajar entorno a un 9. Por ello
el rendimiento de los motores a gas se sitúa en 30-38% mientras que
los gasolina se sitúan en el 33%
•
Al ser un combustible libre de impurezas, el gas natural disminuye
muchísimo los riesgos de autoencendido por la presencia de impurezas
en la cámara de combustión.
•
El gas natural carece de impurezas por lo que se reducen mucho los
costes de operación y mantenimiento.
En el mantenimiento de los motores de gas natural las operaciones más
corrientes son el cambio de bujías a las 3.000 horas aproximadamente, el reglaje
de los taqués entre las 10.000 y las 20.000 horas, la revisión general se realiza a
las 30.000-40.000 horas aproximadamente y el cambio del motor o
reacondicionamiento entero se realiza a las 60.000 horas.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 45
En el mercado de motores de gas para la cogeneración se venden módulos
de cogeneración que incorporan el generador eléctrico y la caldera de
recuperación de gases de escape todo acoplado al motor y ensayado en fábrica. La
solución que se adoptado en este proyecto ha sido la de instalar un módulo de
cogeneración con un generador eléctrico de 1019 kWe.
3.1.3 Sistemas de recuperación de calor
En los motores existen tres sistemas de recuperación de calor.
•
El primer sistema y el principal es el de calor de los gases de escape.
Los gases de escape de un motor pueden estar entre los 400 y los 500º
C. En la salida de los gases y mediante el uso de una caldera de
recuperación se pueden enfriar los mismos hasta una temperatura de
150-170º C en el caso de los gasolina mientras que los motores a gas
pueden reducir las temperaturas de recuperación hasta los 90-130º C.
El limitante principal a esta temperatura es la de la temperatura de
rocío de los gases. Potencias típicas recuperadas son del orden de 0,45
kWh por cada kWh eléctrico
•
En el agua de refrigeración del motor se pueden recuperar potencias
del orden 0,5-0,8 kWh por cada kWh eléctrico. Sin embargo las
temperaturas rondan los 70-90º C.
•
Calor recuperado por el sistema de lubricación del motor y calores
recuperados por refrigeración de la mezcla. Se pueden recuperar
pequeñas potencias a temperaturas del orden de 80-90º C.
En conjunto con los tres sistemas se pueden recuperar del orden de 1- 1,6
kWh por cada kWh eléctrico producido. Esto es lo que se llama la relación de
calor-electricidad o RCE. En nuestro motor la relación de calor electricidad es
1156/1019=1,134.
3.2 ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
3.2.1 Ciclo de la planta de trigeneración con motor de gas natural
La planta que hemos diseñado incorpora tres módulos de trigeneración con
generadores eléctricos síncronos de 1019 kWe cada uno con potencias térmicas
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 46
recuperables de 1156 kW cada uno (RCE=1,134 cada uno). Las demandas de
calor son de baja entalpía con temperaturas del orden de 90- 110º C. Ya que el
rendimiento de los motores no disminuye con su tamaño (a diferencia de las
turbinas) hemos optado por instalar 3 motores para conseguir un funcionamiento
modular escalonando la potencia así. En nuestro diseño los motores producen
potencia térmica con su funcionamiento que recuperamos en 2 sistemas de
recuperación, uno en los gases de escape y otro en la refrigeración de las camisas.
El calor de alta temperatura de los gases de escape lo aprovechamos en un circuito
cerrado que lo entrega o bien a una máquina de absorción o bien cede el calor en
un intercambiador para el circuito principal de agua caliente para acs o
calefacción. En el segundo sistema, el de refrigeración del motor, el calor lo
entregamos a un segundo intercambiador que lo cede al circuito principal de agua
caliente para acs y calefacción. Cuando la potencia térmica del agua de
refrigeración no sea toda requerida se disipará la potencia sobrante en un
aeroenfriador (también se pueden emplear torres de refrigeración). En aquéllos
momentos en que no se necesite tanta potencia de los gases de escape se podrá
actuar sobre una válvula en la salida de los gases de escape y enviar los gases
sobrantes a la atmósfera.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 47
3.2.1.1 Esquema de funcionamiento de la planta
Máquina de absorción
Agua para climatización
y acs a 90º C
Caldera de
recuperación de los
gases de escape
Intercambiador de calor de
los gases de escape (alta
temperatura)
Motor de gas natural
Generador eléctrico
Intercambiador de calor del
circuito de refrigeración del
motor (baja temeperatura)
Aeroenfriador
3.2.1.2 Caldera de recuperación de los gases de escape
Existen dos tipos de calderas de recuperación principalmente:
•
Pirotubulares: Los humos calientes pasan por tubos que están
sumergidos en agua y por radiación calientan ésta hasta la
vaporización, recalentando luego ese vapor hasta las condiciones de
presión y temperatura de diseño de la caldera.
•
Acuotubulares: En este tipo de caldera es el agua la que pasa por tubos
y los gases calientes de escape los que envuelven esos los tubos hasta
evaporarla, recalentándose el vapor hasta las condiciones de diseño de
la caldera.
Para elegir la caldera de recuperación en nuestro caso partimos del caudal
de humos de los motores en condiciones nominales (5.500 kg/hora), su
temperatura de escape (515º C), el caudal de aire en la combustión (5.313
kg/hora) y la composición química de los gases de escape. Con esto determinamos
en el apartado de cálculos la potencia calorífica de la que disponemos para
calentar el agua.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 48
Dos aspectos muy importantes de la caldera de recuperación son la
regulación adecuada de su “pinch point” y la contrapresión que se genera en el
escape del motor. El pinch point es el margen de temperaturas entre los humos y
el agua caliente generada. El pinch point lo ajustaremos en verano para generar
agua caliente a mayor temperatura para la máquina de absorción (110º C)
mientras que en verano el pinch point lo ajustaremos para generar agua caliente a
menor temperatura (90º C). Tenemos que optimizar el punto de funcionamiento
de la caldera para los dos modos y para ello tenemos 2 variables a controlar. En
primer lugar podremos ajustar el caudal de humos que entran en la caldera con la
válvula de entrada a la caldera, desviando parte de los gases a la atmósfera
directamente. La otra cosa que podemos hacer es enviar más o menos caudal de
agua a la caldera. Cuanto más lenta vaya el agua por los tubos de la caldera, más
temperatura se generará y menos cantidad de agua caliente.
3.2.2 Sistemas de control de la planta de trigeneración
En nuestra planta la estrategia a seguir por la unidad de control será la de
prioridad a la producción de energía calorífica. Durante el día y a lo largo del año
la potencia calorífica demandada va variando notablemente y por lo tanto también
tendrá que variar la producción de agua caliente. Al seguir la demanda calorífica
la producción eléctrica no se adaptará a la demanda de electricidad del sistema y
los equipos generadores podrán entregar solamente la potencia eléctrica
demandada por el sistema y exportar o importar energía de la red dependiendo de
si sobra o falta energía. La red eléctrica se comporta como un dispositivo de
almacenamiento eléctrico para nuestra instalación. Cuando falta energía la
entregamos a red y cuando sobra se la entregamos a la misma. En nuestra
instalación nos sobra potencia eléctrica durante la mayor parte del tiempo y por
ello nuestro balance de venta a red es muy positivo. Este modo de funcionamiento
nos permite una alta flexibilidad ya que podemos variar la potencia entregada por
los motores sin preocuparnos de los ingresos o costes derivados de la compraventa de energía eléctrica.
3.2.2.1 Variables de control
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 49
Se deben controlar las siguientes variables principales para nuestra
estrategia de control:
•
Presión del agua o vapor en la caldera de recuperación.
•
Temperatura del agua o aire para calefacción que se demanda en cada
momento.
•
Caudales de agua caliente demandados en cada momento.
•
Presión de entrada o suministro del gas al motor.
Midiendo estas variables el control actuará sobre la válvula de entrada de
gas al motor variando con ello la potencia entregada. Se controlará en cada
momento la potencia demandada (temperatura y caudal) y se escalonará la puesta
en marcha de los motores de forma que cuando se llegue a la potencia máxima
entregable por el primer motor conectado (potencia nominal), se conectará el
segundo motor y así sucesivamente. Para evitar el sobre uso de un motor frente a
los demás se rotará el orden en el que los motores entran en servicio. Además de
la potencia demandada otras variables importantes a controlar serán la presión de
suministro del agua y la temperatura del circuito principal de agua caliente así
como las velocidades de variación de los mismos.
Otras variables a controlar serán:
3.2.2.1.1 Velocidad de los motores
Deben girar a 1500 r.p.m. y la frecuencia de la red es de 50 Hz. Se
controlará la frecuencia para actuar en caso necesario sobre la entrada de gas.
3.2.2.1.2 Temperatura del agua
Se controlará la temperatura en distintos puntos de la instalación para
asegurar el correcto funcionamiento de la misma y facilitar la detección de
averías. Se realizará con termopares y los puntos serán los siguientes:
•
Entrada y salida del agua de refrigeración de los motores: Se
controlarán para pilotar la válvula de tres vías que permite el paso de
caudal a los aeroenfriadores de cada motor.
•
Entrada y salida de la caldera de recuperación de los gases de escape.
Nos permitirá actuar sobre la válvula de entrada de los gases de escape
a la caldera y sobre el caudal de la bomba del circuito. Estos puntos
coinciden con los de entrada y salida de las máquinas de absorción.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
•
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 50
Controlaremos la temperatura de entrada y salida de los 6
intercambiadores de calor que entregan su potencia al circuito
principal. En los intercambiadores de alta temperatura la entrada al
primario debe ser 94º C y la salida 80º C. El secundario del mismo
debe entrar a 70º C y salir a 90º C. El intercambiador de baja
temperatura en el circuito de refrigeración de los motores debe tener la
entrada del primario a 92º C y la salida a 82º C. Estos valores nos
permitirán actuar sobre las bombas principales de los circuitos.
•
Controlaremos la temperatura del agua de salida de las torres de
refrigeración de los grupos de cogeneración y de las máquinas de
absorción. Esto nos permitirá actuar sobre las válvulas de tres vías o
sobre el caudal de las bombas de los circuitos para conseguir la
temperatura deseada en cada caso.
•
Temperatura de entrada y salida de las calderas auxiliares. Se
controlará para poder pilotar las válvulas de entrada a las mismas y
quemar más o menos gas para cada caso.
•
Temperaturas de entrada y salida de los circuitos de agua fría de las
máquinas de absorción. Regulará el caudal de las bombas.
•
Temperatura de entrada y salida de los equipos de refrigeración
auxiliares.
•
Temperatura de entrada y salida del intercambiador de calor para ACS.
Se controlará la temperatura de entrada y salida del primario que deben
ser de 90º C y 70º C respectivamente. También se controlará la
temperatura de salida del secundario que deben ser de 50º C.
Todas las variables mencionadas se controlarán desde el puesto de control
de la instalación mediante PC equipado con módem.
3.2.2.2 Modo de funcionamiento eléctrico
La instalación se ha concebido para funcionar siempre en paraleleo con la
red vertiendo toda su energía a la misma y percibiendo las retribuciones
pertinentes. Sin embargo la instalación podrá funcionar en isla o en paralelo con la
red. La tensión nominal de los generadores es 380 V. Los alternadores
alimentarán el grupo de transformadores 380 V/20 kV que conectará con la red.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 51
Para ello tendremos las protecciones y sistemas de control adecuados para
funcionar en ambos modos.
3.2.3 Prevención y seguridad
La instalación deberá cumplir con los requerimientos de la Ley de
Prevención de Riesgos Laborales y con la normativa de Instalaciones Eléctricas y
de Cogeneración existente. Entre los elementos de seguridad previstos se
encuentran los siguientes:
•
Detectores de humos y de temperatura, tanto en la sala de motores
como en la de calderas e intercambiadores
•
Instalación de un sistema de extinción automática por CO2, compuesto
por 26 botellas de 45 kg. De CO2 y su correspondiente colector de
tubería.
•
Red de extintores portátiles de 6 kg de polvo polivalente y de 5 kg de
CO2 distribuidos según la normativa de protección contra incendios.
•
Red de bocas de incendio equipadas.
3.2.3.1 Mantenimiento
El mantenimiento de los motores deberá ser fundamentalmente de tipo
predictivo, a través de un control y análisis del aceite de lubricación para
identificar los posibles modos de fallo. Se realizará de forma periódica y durante
el funcionamiento normal de los motores.
Para las operaciones de mantenimiento rutinario se aprovecharán los
periodos de parada de cada motor, consiguiéndose así una disponibilidad total de
la planta mucho mayor.
Para realizar el plan de mantenimiento oficial, y dentro de las diferentes
revisiones, se suministrarán los siguientes materiales:
•
Bujías de encendido y arandelas
•
Filtros de aceite
•
Filtros de aire
•
Juntas de balancines y de culatas
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
•
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 52
Elementos para la revisión de la bomba de agua que se realiza a las
10.000 horas
•
Elementos para la realización de la revisión de las 24.000 horas.
(incluye filtros, juntas, segmentos y casquillos)
A lo largo del periodo de la vida del motor se realizan las siguientes
inspecciones:
•
Cada 1.500 horas se hace una inspección general.
•
A las 3.000 horas se hace una inspección ampliada.
•
A los 12.000 se hace un reacondicionamiento intermedio
•
A los 24.000 se hace un reacondicionamiento intermedio ampliado
•
A las 48.000 horas se realiza una reacondicioanmiento general
3.2.3.1.1 Circuito de agua
El control de la colmatación de los filtros de agua del circuito de
recuperación térmica se llevará a cabo mediante la instalación de manómetros
diferenciales aguas arriba y debajo de cada filtro.
El intercambiador y el circuito de calefacción se revisarán en los meses de
verano mientras que el filtro se revisará en los meses de invierno. La instalación
de ACS se inspeccionará de forma periódica para evitar la acumulación de
suciedad.
3.2.3.1.2 Máquinas de absorción
El principal riesgo que existe para las máquinas de absorción es la
cristalización. Este tema está ampliamente desarrollado en el apartado de
cristalización de la memoria descriptiva.
3.3 ELEMENTOS DE LA INSTALACIÓN
En este apartado se describen las características básicas de los elementos
más importantes de la instalación.
3.3.1 Módulos de cogeneración
Se ha optado por 3 módulos de cogeneración DEUTZ TBG 620 V12 K.
Cada módulo consiste en un motor alternativo de gas natural con 12 cilindros
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 53
1.050 kW mecánicos con motor de arranque BOSCH 24 Vcc todo ello acoplado a
un generador síncrono de 1.019 kWe.
En resumen:
Características de los motores
Disposición
En V 90º
Nº de cilindros
12
Ciclo de trabajo
Otto
Sistema de arranque
Eléctrico
Cilindrada Total
5311 cm3
Relación de compresión (ε)
12
Presión media efectiva
7-17 bar
El motor funciona con mezclas pobres con excesos de aire desde 1 hasta
1,7.
3.3.1.1 Sistema de refrigeración del motor
Este sistema es el que nos permite aprovechar el calor proveniente del
bloque del motor. El calor evacuado en condiciones nominales es de 478 kW. El
caudal de refrigeración es de 11,43 kg/s entrando al motor a 82º C y saliendo del
mismo a 92º C.
3.3.1.2 Generador síncrono
Los motores vienen equipados con un generador síncrono Leroy Somer o
similar. La disposición del generador es la de un alternador de polos interiores con
estator de polos interiores y rotor de polos salientes, regulador de voltaje y coseno
de phi alimentados por una excitatriz de imán permanente.
3.3.2 Caldera de recuperación de los gases de escape
El calor de los gases de escape se recupera en una caldera de tubos cuyo
diseño constructivo, si pirotubular o acuotubular, lo determina el fabricante con
los datos que hemos obtenido en la sección de cálculos de este proyecto. En
resumen:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 54
Caldera de recuperación
Calor intercambiable
678
kW
Rendimiento
≈1
-
Temperatura de humos
515
ºC
Circuito de agua
Verano
Invierno
Temperatura de entrada
92º C
80º C
Temperatura de salida
110º C
94º C
Caudal de agua
9,01 kg/s
11,58 kg/s
Caudal de humos
1,53
kg/s
Se instalará una caldera de recuperación por cada motor. La caldera
básicamente consta de las siguientes partes:
•
Cámara de entrada con conexiones para limpieza
•
Haz de tubos intercambiadores
•
Cámara de salida con conexiones para limpieza y con purga de
condensados
•
Elemento termoeléctrico para registrar la temperatura de los gases de
escape en la salida del intercambiador.
•
Elemento termoeléctrico para medir la temperatura en la superficie de
intercambio.
•
Válvula de seguridad para vigilar el agua caliente de proceso.
3.3.3 Máquinas de absorción
El agua fría para el circuito principal de agua fría para climatizadores en
verano se hará mediante 3 máquinas de absorción de efecto doble TRANE ABSS10 con necesidades de 678 kW de potencia en el generador y con una potencia
efectiva de agua fría de 746 kW. En resumen:
Máquina de Absorción
Generador
Potencia térmica necesaria
kW
678
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 55
Temperatura de entrada del agua
ºC
110
Temperatura de salida del agua
ºC
92ºC
Caudal de agua
m3/hora
32,44
kg/s
9,01
Potencia necesaria
kW
1187,5
Temperatura de entrada
ºC
29
Temperatura de salida
ºC
40
Caudal de agua de refrigeración
m3/hora
92,9
kg/s
25,8
Potencia frigorífica obtenida
kW
745,8
Temperatura de entrada
ºC
12
Temperatura de salida
ºC
7
Caudal de agua para climatización
m3/hora
128,46
kg/s
35,68
Condensador- Absorbedor
Evaporador
3.3.4 Intercambiadores de calor
La transferencia de calor desde los circuitos de recuperación de los
motores, refrigeración de camisas y humos de escape, se realiza en 6
intercambiadores de calor principales, 2 por cada motor. Cada motor dispone de
un intercambiador de calor con capacidad de intercambio de 478 kW en el circuito
de baja temperatura de la refrigeración de las camisas y otro intercambiador en su
circuito de recuperación de los gases de escape con una capacidad de intercambio
de calor de 678 kW. En resumen:
Intercambiadores de calor principales
Intercambiador de circuito de recuperación de los gases de escape
Potencia intercambiable
Circuito primario
678 kW
Invierno
Verano
94º C
110º C
Temperatura de entrada
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
Temperatura de salida
Caudal
PÁGINA 56
80º C
92-96º C
11,58 kg/s
variable
Circuito secundario
Temperatura de entrada
70 º C
Temperatura de salida
90 º C
Caudal
8,11 Kg/s
Intercambiador del circuito de refrigeración del motor
Potencia intercambiable
478 kW
Circuito primario
Temperatura de entrada
92 º C
Temperatura de salida
82 º C
Caudal
11,43 Kg/s
Circuito secundario
Temperatura de entrada
70 º C
Temperatura de salida
90 º C
Caudal
5,72 Kg/s
Además de estos 6 intercambiadores principales existe un séptimo
intercambiador de calor en el circuito de agua caliente sanitaria. Este
intercambiador recibe agua aliente a 90º C en el circuito primario saliendo del
mismo a 70º C mientras que en el secundario entra a temperaturas variables a lo
largo del año de entre 8 y 12º C y saliendo del secundario a 50º C. La potencia
térmica de calor intercambiable es de 700 kW.
3.3.5 Acumuladores de A.C.S
Se dispondrán dos acumuladores de acs cada uno de 2.000 L con las
características siguientes:
•
El material de construcción será AISI 316
•
Dispondrán de un medidor de temperatura tanto a la entrada como a la
salida
•
Dispondrán de válvulas de alivio para evitar sobretensiones
3.3.6 Bombas hidráulicas
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 57
Existen 5 bombas a instalar por cada motor, 2 en el circuito de
refrigeración del motor y 3 en el circuito de la caldera de recuperación. Además se
instalarán bombas auxiliares para las torres de refrigeración de los módulos de
cogeneración y para las máquinas de absorción. Las bombas hidráulicas se
detallan en el apartado de cálculos.
3.3.7 Aeroenfriadores
Los aeroenfriadores se colocan en los circuitos de refrigeración de los
motores en paralelo con los intercambiadores de calor para el circuito principal de
agua caliente. Los aeroenfriadores entran en funcionamiento cuando el calor
intercambiado en los intercambiadores no es suficiente para bajar la temperatura
de retorno al motor hasta los 82º C nominales. Además de esto los aeroenfriadores
deben ser capaces de disipar todo el calor de estos circuitos ya que si se avería el
intercambiador de calor del circuito el motor debe seguir funcionando para
producir por lo menos electricidad y necesita evacuar este calor en los
aeroenfriadores. Las características principales de los mismos son:
•
Haces tubulares aleteados. Núcleos tubulares de cobre, con aleas
continuas. El conjunto está sostenido por medio de chapas
transversales perforadas y por el bastidor. La alimentación del haz
tubular se realiza por medio de bridas PN16 que van soldadas a los
colectores de distribución de cobre. Estos colectores tienen aireación
en la parte más alta así como un vaciado en la parte más baja.
•
Los paneles laterales son de acero e incorporan orejetas para izado de
los haces. El tratamiento de la totalidad de su superficie, incluido las
chapas soportes embellecedores, se realiza mediante un galvanizado en
caliente más una protección adicional anticorrosiva denominada
“Sorabond”. Este tratamiento consiste en un desenrase, un cromado y
la aplicación de resinas de epoxy que confieren a las superficies
tratadas un excelente comportamiento frente a la corrosión.
•
Caja de aire y estructura soporte. Se realiza de planchas de acero
galvanizado ensambladas con remaches. Esta caja descansa sobre
varios picos soporte. El conjunto se trata contra la corrosión son el
procedimiento
“Sorabond”
antes
mencionado.
Unos
tabiques
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
independientes
interiores
permiten
el
PÁGINA 58
funcionamiento
de
los
ventiladores de forma independiente.
•
Caja de conexiones. Las conexiones de todos los motores están fijados
en la parte frontal del aerorefrigerante, encima de los colectores. Es
hermética, IP65 y ejecución estándar. Ontiene una regleta sobre la cual
van conectados todos los motores eléctricos. No se incluyen cables de
puesta a tierra no cableado exterior de potencia.
•
Ventiladores. Equilibrados según VDI y montados directamente sobre
el eje del motor. Palas de acero galvanizado. Los motores son
elécticos, protección IP55, clase F con carcasa de aluminio al 95%.
3.3.8 Centro de cogeneración
Para la instalación se construirá una pequeña sala adosada al hospital en la
que se dispondrán todos los cuadros eléctricos, mando de control y máquinas.
Los cuadros eléctricos tendrán los siguientes elementos:
•
2 celdas de protección de grupo cada una con:
-
Embarrado trifásico aislado de 1000 A
-
Embarrado de puesta a tierra y seccionador
-
Interruptor automático de corte de SF6 de 630 A, 420 V y
poder de corte de 20 kA.
-
Tres transformadores de tensión
-
Tres transformadores de intensidad
-
Indicador de tensión, bobina de mínima, cierre y disparo a 48
Vcc.
•
1 celda de salida al centro de distribución en 7,2 kV conteniendo:
-
Embarrado trifásico aislado a 1000 A
-
Interruptor de corte de SF6 de 630 A, 420 V y poder de corte
de 20 kA.
•
-
Tres transformadores de intensidad
-
Embarrado puesta a tierra.
-
Indicador de tensión
1 Celda de sincronismo de barras a 380 V conteniendo:
-
Embarrado trifásico a 1000 A
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
-
Embarrado de puesta a tierra
-
Fusibles para los transformadores de tensión
-
Tres transformadores de tensión doble de secundario
-
Indicador de tensión
PÁGINA 59
Para el control, mando y protección de la cogeneración se preverá un
cuadro que incluirá la siguiente información:
•
Sinóptico de la instalación
•
Indicadores de posición de los interruptores
•
Alarma de transformadores y su tratamiento
•
Distribución de los circuitos de c.a. y c.c.
•
Enclavamiento de interruptoes
•
Mando manual- distancia de las alarmas
•
Disparo de emergencia de los grupos
•
Reposición de disparos
•
Voltímetro con conmutador para tensiones de barras y grupos.
3.3.8.1 Dispositivos y protecciones de la instalación
Para proteger la instalación eléctrica se instalarán dispositivos que detecten
y actúen ante los siguientes fallos:
•
Sobrecarga y cortocircuito: Se ajustarán los interruptores automáticos a
los valores de 1,1*In para sobrecarga y 2,5*In para cortocircuito.
•
Sobrecarga y cortocircuito con direccionalidad: Nos permite mantener
el servicio de los generadores cuando falle uno de los tres.
•
Máxima y mínima tensión: Podemos tener sobretensiones por
maniobra o por defectos de regulación. Como valores de ajuste
tendremos 1,4*Un para valores instantáneos y para valores
prolongados tendremos 1,1*Un
•
Máxima y mínima frecuencia: Desconecta los equipos generadores de
la red cuando se detectan irregularidades en la frecuencia de la red.
•
Desequilibrio de fases: Se pueden producir por asimetría de las
reactancias de la red de transporte, por cargas desequilibradas, por
faltas desequilibradas y por fases abiertas. Para protegernos tendremos
un relé de sobreintensidad y un relé de tiempo inverso.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
•
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 60
Falta a tierra del estator: Para lo que se instalará un relé de tensión
homopolar y un relé de intensidad homopolar.
•
Protección diferencial: Se instalará un interruptor diferencial en bornes
de la máquina para detectar faltas de intensidad en alguno de los
bobinados.
Relés
Regulación
Objetivo de la protección
1. Equipo de protección de la
interconexión red-instalación
Interruptor automático
Poder de corte para desconectar la
instalación de red
3 relés de mínima tensión instantáneos
Para detectar defectos bifásico y
0,85*Un
entre fases
Relé de máxima tensión
trifásicos
Para detectar la marcha en red
1,1*Un
separada
Relé de máxima tensión homopolar
Relé de máxima y mínima frecuencia
Protección defectos fase-tierra
49 y 51 Hz
Marcha anormal con la red separada
1,1*In
Protección contra sobrecarga
3 relés instantáneos de máxima intensidad
Teledisparo
Evita que la central quede
alimentando a la red de forma
separada
2. Equipo de protección de la instalación
o central
Relé de enclavamiento de sincronismo
Evita conectar fuera de sincronismo
o a la red sin tensión
Sincronizador automático
Facilita la conexión
3.3.8.1.1 Distribución
La realización de este montaje será por zanja cuando sea necesario y
visible en bandejas para la colocación de los cables.
La distribución de alumbrado se realizará con luminarias fluorescentes
estancas de AC, protección IP-55 para interior, en las zonas exteriores se
montarán
luminarias
apropiadas,
previéndose
luminarias
autónomas
de
emergencia con la disposición oportuna.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
PÁGINA 61
La distribución de la malla de tierra se realizará con mall enterrada con
picas cobreadas de 1,5 m de longitud y cable de cobre de 70 mm2 de sección.
Los alternadores irán convenientemente puestos a tierra a través de una
pica con las características anteriormente mencionadas.
Cada equipo y armario se conectará a tierra mediante cable de cobre de 35
mm2 de sección.
3.4 OBRA CIVIL
Para la implantación de la planta de trigeneración se construirá una nueva
edificación adosada al hospital que incluirá las siguientes partes fundamentales:
•
Recinto de módulos de cogeneración con estructura de apoyo para la
instalación de un puente grúa.
•
Recinto de calderas y chimeneas
•
Recinto auxiliar
•
Sala de instalaciones eléctricas
•
Sala de control
•
Obras complementarias:
-
Estructura de apoyo para las torres de refrigeración
-
Estructura de apoyo para los filtros de aire de los motores
-
Estructura de apoyo para los depósitos de aceite
-
Drenaje de aguas resultantes de la purga d ela caldera y el
tanque de descalcificación.
-
Cimentos de equipos, principalmente de la caldera y de los
motores
-
Canaletas de cables y tuberías
-
Drenaje de goteos de calderas, condensados y aguas de
baldeo.
3.4. Descripción de los espacios
El edificio en planta única tiene las siguientes partes:
•
Recinto de módulos de cogeneración con 285 m2 (19x17 m)
•
Recinto de máquinas de absorción de 144 m2 (16x9 m)
•
Recinto auxiliar de 47m2 (8,5x5,5 m)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.1. MEMORIA DESCRIPTIVA
•
Sala de instalaciones eléctricas de 47m2 (8,5x5,5 m)
•
Sala de control de 47m2 (8,5x5,5 m)
•
Distribuidor de entrada de 25 m2 (4,5x5,5 m)
PÁGINA 62
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 63
1.2 CÁLCULOS
ÍNDICE GENERAL
1. ELECCIÓN DEL EQUIPO DE MOTORES................................................ 64
1.1 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA............................................................................ 64
1.1.1 Horas de funcionamiento de los motores ..................................................................... 68
1.1.2 Autoconsumo de Energía Eléctrica......................................................................................... 69
1.1.3 Rendimiento Eléctrico Equivalente ........................................................................................ 69
1.1.3.1 Particularidades del nuevo RD 661 .......................................................................... 71
2. SISTEMAS DE RECUPERACIÓN DE CALOR ........................................ 74
2.1 CIRCUITO DE CAMISAS DE LOS PISTONES ................................................................ 74
2.2 CALOR APROVECHABLE DE LOS GASES DE ESCAPE .............................................. 75
3 MÁQUINA DE ABSORCIÓN ........................................................................ 77
3.1 CÁLCULO DE LA POTENCIA FRIGORÍFICA A INSTALAR ........................................ 77
3.1.1 Tablas de refrigeración................................................................................................ 78
3.1.2 Tablas horarias de refrigeración ................................................................................. 82
3.2 CARGA DEL GENERADOR.............................................................................................. 88
3.3 CARGA DEL CONDENSADOR- ABSORBEDOR ........................................................... 88
3.4 CARGA DEL EVAPORADOR ........................................................................................... 88
4. SISTEMA DE CALEFACCIÓN Y ACS....................................................... 89
4.1 TABLAS DE CALEFACCIÓN Y ACS ............................................................................... 92
4.2 CALDERAS AUXILIARES PARA SISTEMA DE CALEFACCIÓN Y ACS.................. 106
4.3 INTERCAMBIADOR DE CALOR Y ACUMULADOR PARA ACS .............................. 106
5. EQUIPOS ADICIONALES.......................................................................... 107
5.1 EQUIPOS AEROENFRIADORES.................................................................................... 107
5.2 EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN AUXILIARES ........................................................... 108
5.3 EQUIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS ....................................................................... 108
5.4 REPARTO DE POTENCIA TÉRMICA MEDIANTE VÁLVULAS
ELECTROCOMANDADAS................................................................................................... 110
6. TABLAS DE CARGA HORARIA .............................................................. 111
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 64
1. ELECCIÓN DEL EQUIPO DE MOTORES
1.1 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA
La primera dificultad que se nos presenta en el diseño de una pequeña
planta de trigeneración como es ésta para un hospital es la determinación de la
potencia a instalar. Según los consumos específicos de cada industria las
tecnologías empleadas normalmente son turbinas de gas o motores de combustión
interna alternativos. Cada tipo presenta sus propias ventajas e inconvenientes y
suelen tener ámbitos de aplicación distintos aunque a veces pueden llegar a
competir. En el caso de este hospital hemos adoptado la solución con motores de
combustión de gas natural.
La finalidad de nuestra instalación de trigeneración es llegar a tener una
capacidad de autoabastecimiento de energía térmica y eléctrica alta sin llegar a ser
del 100% y vender toda la electricidad que podamos a la red siempre cumpliendo
con el REE mínimo para poder acogernos al régimen especial.
Para calcular la potencia necesaria hemos determinado los consumos de
energía eléctrica, frigorífica y de energía para calefacción y A.C.S a lo largo del
año. Hemos recopilado datos horarios (24 horas) de días representativos de cada
mes y a partir de ellos hemos intentado cubrir la demanda media anual de energía
térmica. Hemos intentado cubrir la demanda media anual térmica porque la
instalación no sería rentable si no se cubriera al máximo la demanda térmica ya
que producir solo electricidad a partir de gas natural nos reduce el rendimiento
eléctrico equivalente y éste es requisito para la rentabilidad de la instalación
funcionando en el régimen especial.
El siguiente gráfico muestra la potencia conjunta demandada de calor
(calefacción y agua caliente sanitaria) y frío a lo largo del año.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 65
Demanda Térmica y Frigorífica Anual (kW)
3500
3000
Potencia (kW)
2500
Media anual =1883 kW
2000
1500
1000
500
Ene Feb Mar Abr Mayo Jun
Jul
Ago
Sep Oct
Nov Dic
0
Demanda Media Mensual Térmica y Frigorífica (kW)
media anual
Del gráfico podemos ver que la media anual de potencia térmica es 1883
kW. Para cubrir esta demanda la mejor opción es instalar 3 motores de tipo Deutz
TBG 620 V12 K. Los motores Deutz TBG 620 V12 K permiten aprovechar el
calor de las camisas de los pistones así como el calor de los gases de escape muy
bien. Cuando el motor funciona con gas natural y con unas emisiones de NOx de
500 mg/m3, el calor aprovechable de las camisas es de 478 kW y el de los gases
de escape (con temperatura mínima de escape de 120ºC) es de 678 kW. En
invierno aprovecharemos el calor recuperado de las camisas y de los gases de
escape para la calefacción y el ACS teniendo en total una potencia de
478+678=1156 kW por cada uno de los tres motores dando una potencia total de
3468 KW. En verano aprovecharemos los gases de escape en un circuito de alta
temperatura para las máquinas de absorción y el calor de las camisas para
producir el agua caliente sanitaria.
En el siguiente gráfico mostramos la demanda térmica de calefacción y acs
a lo largo del año. Aquí hemos quitado la potencia necesaria de las máquinas de
absorción. Se observa una disminución en verano por la escasa demanda de acs y
nula demanda de calefacción.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 66
Demanda Anual de Calefacción y ACS
2500
P otencia (MW h)
2000
1500
1000
500
br
m
m
br
Di
ci e
tu
No
vie
Oc
e
e
e
br
e
br
m
Se
pt
ie
Ag
os
t
o
lio
Ju
nio
Ju
o
M
ay
ril
Ab
zo
ar
M
er
o
br
Fe
En
er
o
0
Meses
En el siguiente gráfico se muestran las demandas anuales con las
necesidades de potencia térmica para las máquinas de absorción en verano junto
con las demandas de calefacción y acs de todo el año. Se observa cómo las
necesidades crecen en verano, sobretodo de Julio a Septiembre y en invierno
sobre todo de Diciembre a Febrero.
Demanda térmica total
2.500,00
Potencia (MWh)
2.000,00
1.500,00
1.000,00
500,00
ov
i
em
br
D
e
ici
em
br
e
re
ub
N
O
ct
br
e
m
pt
ie
os
to
Se
Ag
lio
Ju
ni
o
Ju
o
M
ay
ril
Ab
br
er
o
M
ar
zo
Fe
En
er
o
0,00
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 67
El siguiente gráfico muestra la demanda de electricidad anual por meses.
Demanda Eléctrica Anual (kW)
1800
1750
Potencia (kW)
1700
1650
Media Anual= 1613 kW
1600
1550
1500
1450
1400
Demanda eléctrica (kW)
Media Anual
En funcionamiento normal la instalación venderá toda la electricidad a la
red para percibir una retribución establecida en el RD 661 y solamente funcionará
en isla cuando la red por algún motivo se quede sin tensión o algún otro caso
excepcional. Por lo tanto es importante tener en cuenta que al tratarse de un
hospital si se queda sin suministro eléctrico de la red se debe contar con un
sistema de emergencia o de apoyo que sea fiable y que entre inmediatamente en
funcionamiento al detectar una caída de tensión de red. Si el hospital tiene que
funcionar en isla por alguno de estos motivos debe contar con la potencia
suficiente para poder garantizar los servicios mínimos y en la medida de lo
posible el funcionamiento normal del hospital. Por lo tanto la potencia que
instalaremos será capaz de cubrir la mayoría de la potencia del hospital.
Nuestros motores Deutz vienen equipados con generadores eléctricos de
1019 kW de potencia. Del gráfico podemos ver que la demanda media anual de
electricidad es de 1615 kW mientras que los picos de electricidad en verano o
invierno llegan a ser de hasta 2,6 MW. Con los 3 generadores funcionando con un
rendimiento del 97% produciremos 1019*3*0,97= 2965 kW y cubriremos
bastante bien las demandas así.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 68
Lógicamente habrá épocas del año en las que no seremos capaces de
suministrar toda la potencia térmica que necesitamos para cubrir toda la demanda,
por ejemplo en verano para el aire acondicionado y en invierno para las puntas de
calefacción. Las puntas de demanda de calor en invierno las cubriremos con
calderas auxiliares de gas natural que el hospital tiene actualmente instaladas y
que son las que emplean para sus demandas térmicas habitualmente. En verano
activaremos unos compresores con electricidad para el aire acondicionado. Por
otro lado intentaremos vender toda la electricidad de nuestra producción a red
según la normativa de régimen especial vigente y cuando nos falte electricidad la
compraremos a la red según el contrato de larga utilización actualmente
contratado.
1.1.1 Horas de funcionamiento de los motores
Para el cálculo del número de horas de trabajo de cada motor nos hemos
basado en las demandas horarias de los días tipo de cada mes, intentando cubrir la
demanda térmica horaria. Para ello hemos tenido en cuenta además estos criterios:
•
Cumplir en todo momento con el régimen especial en cuanto a
rendimiento eléctrico equivalente.
•
Intentar que los motores trabajen el máximo número de horas posibles
para rentabilizar así la instalación.
•
Realizar las operaciones de mantenimiento durante las paradas
previstas para así evitar detener los motores.
•
Producir la máxima cantidad de electricidad en las horas punta para
percibir la máxima retribución por venta de energía.
•
Proceder al funcionamiento a plena carga de las unidades motoras para
mantener la instalación funcionando a rendimiento máximo.
Con estas premisas hemos establecido el siguiente régimen de
funcionamiento:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 69
Horas de
Mes
Nº Días
Enero
31
Febrero
28
Marzo
31
Abril
30
Mayo
31
Junio
30
Julio
31
Agosto
31
Septiembre
30
Octubre
31
Noviembre
30
Diciembre
31
Total
365
Horas de funcionamiento en
funcionamiento totales
un día tipo
al mes
65
2015
63
1764
62
1922
61
1830
61
1891
65
1950
72
2232
72
2232
62
1860
61
1891
48
1440
63
1953
757
22980
El número de horas totales al año que estarán los motores funcionando será
22980 horas, esto equivale a una disponibilidad de la instalación de 87,44%:
disponibilidad =
22980
⋅ 100 = 87,44%
3 × nº horas _ año
1.1.2 Autoconsumo de Energía Eléctrica
Antiguamente, con el Real Decreto RD361 para poder operar en régimen
especial era necesario proporcionar un nivel de autoconsumo de al menos el 30%
cuando la potencia instalada no superaba los 25 MW. En la actualidad con el
nuevo Real Decreto RD661 desaparece este requisito y aparecen otros para las
instalaciones que producen calor para la climatización de edificios como es
nuestro caso y que deberemos cumplir.
1.1.3 Rendimiento Eléctrico Equivalente
El rendimiento eléctrico equivalente se calcula según la expresión:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 70
E
REE =
Q−
V
0,9
Donde Según el Real Decreto:
Q es el consumo de energía primaria, con referencia a poder
calorífico inferior del combustible utilizado.
V son las unidades térmicas demandadas por la industria, la
empresa de servicios o el consumidor final para sus necesidades. Se
considera para la evaluación de la demanda de calor útil, los equipos
consumidores de energía térmica, a los que abastecerá la instalación de
producción eléctrica en régimen especial, ubicados en uno o varios
espacios y que formen parte de los activos de la entidad consumidora.
E es la energía generada medida en bornes del alternador y
expresada como energía térmica con un equivalente de 1 kWh= 860 kcal.
“…Para la determinación del REE en el momento de extender Acta de
Puesta en Marcha, se contabilizarán los parámetros E, V y Q durante un periodo
ininterrumpido de dos horas de funcionamiento a carga nominal. A los efectos de
justificar el cumplimento de REE en la declaración anual, se utilizarán los
parámetros E, V y Q acumulados durante dicho periodo. Será condición necesaria
para poder acogerse al régimen especial regulado en el presente Real Decreto, en
las instalaciones de producción de los grupos a) y d) del artículo 2 de l presente
RD, que el rendimiento eléctrico de la instalación, promedio de un periodo anual,
sea igual o superior al que le corresponda según el combustible utilizado con la
siguiente tabla:
Gas Natural y GLP en motores Térmicos……….……………....55% REE”
Por lo tanto como nuestra instalación pertenece al grupo a) y empleamos
gas natural en nuestros motores térmicos debemos obtener como mínimo un REE
del 55%. En la siguiente tabla mostramos los datos mensuales de los niveles de
producción de electricidad, consumo energético de combustible mensual y
consumo total térmico (calor y frío) mensual:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
PÁGINA 71
Producción
Consumo de
Potencia Térmica
Eléctrica (kWh)
Combustible (kWh)
utilizada (kWh)
2.053.285
5.128.175
2.142.302
1.797.516
4.489.380
1.697.787
1.958.518
4.891.490
1.420.128
1.925.910
4.657.350
1.221.035
1.926.929
4.812.595
685.051
1.987.050
4.962.750
1.133.689
2.274.408
5.680.440
1.708.125
2.274.408
5.680.440
2.073.809
1.895.340
4.733.700
1.147.453
1.926.929
4.497.015
803.033
1.467.360
3.664.800
814.853
1.990.107
4.970.385
1.640.171
23.477.760
58.168.520
16.487.435
Entonces calculando el REE global nos resulta:
REE =
E
Q−
V
0,9
=
23.477.760
= 58,92%
16.487.435
58.168.520 −
0,9
1.1.3.1 Particularidades del nuevo RD 661
En el nuevo RD661 se establece específicamente que si el calor útil de la
instalación se destina para la climatización de edificios, se procede, a efectos
remunerativos, al cálculo de la electricidad que, asociada a la energía térmica útil
real de climatización, cumpliría con el rendimiento eléctrico equivalente
requerido:
E REEo =
V
⎛1
1 ⎞
⎟⎟
Re fH ⋅ ⎜⎜ −
⎝ η REE ⎠
Siendo:
•
E REEo : Energía eléctrica equivalente que cumpliría con el rendimiento
eléctrico equivalente mínimo requerido, considerando la energía
térmica útil real medida. Esta energía eléctrica no podrá superar el
valor de la electricidad vendida a la red en el periodo.
•
V: Calor o energía térmica útil. En el caso de que la demanda sea de
refrigeración, la energía térmica útil correspondiente tomará el mismo
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 72
valor que la demanda de refrigeración final que satisfaga la
cogeneración.
•
η : El rendimiento exclusivamente eléctrico de la instalación (E/Q).
•
Ref H: Rendimiento de referencia para la producción separada de
calor. En nuestro caso es 0,9.
•
REE: Es el rendimiento eléctrico equivalente mínimo para poder
acogerse al régimen especial. En nuestro caso vale 55%.
Para el caso de aprovechamiento de calor útil para climatización de
edificios, el RD 661 dice “se contemplan dos revisiones anuales semestrales, en
las que se evaluará y liquidará de forma extraordinaria para el periodo
correspondiente de Octubre a Marzo y para el de Abril a Septiembre, el valor de
la expresión anterior de energía eléctrica en cada uno de esos periodos.”
Por lo tanto calcularemos Eo para el semestre de Octubre a Marzo y para
Abril a Septiembre. Los datos se recogen en las siguientes tablas:
Invierno
Potencia
Producción Consumo de aprovechada Rendimiento
Nº
Eléctrica
Combustible para acs y exclusivamente
Mes Días
(MWh)
(MWh)
calefacción Eléctrico (E/Q) Eo (MWh)
Oct
31
1.801
4.497
803
40%
1.313
Nov
30
1.467
3.665
815
40%
1.333
Dic
31
1.990
4.970
1.640
40%
2.683
Ene
31
2.053
5.128
2.142
40%
3.504
Feb
28
1.798
4.489
1.698
40%
2.777
Mar
31
1.959
4.891
1.420
40%
2.323
Total 182
11.067
27.641
8.518
40%
13.932
Verano
Mes
Abr
May
Jun
Jul
Ago
Sep
Total
Nº
Días
30
31
30
31
31
30
183
Prod.
Eléc.
(MWh)
1.865
1.927
1.987
2.274
2.274
1.895
12.223
Pot.
Potencia
térmica Rend.
Consumo de aprov. para
Potencia
Excl..
total
combustible
acs y/o
aprov. para aprov. eléc.
Eo
calefacción refrigeración (MWh) (E/Q) (MWh)
(MWh)
4.657
1.221
1.221
40% 1.997
4.813
258
427
685
40% 1.120
4.963
204
929
1.134
40% 1.854
5.680
160
1.548
1.708
40% 2.794
5.680
163
1.911
2.074
40% 3.392
4.734
252
896
1.147
40% 1.877
30.527
2.258
5.711
7.969
40% 13.034
El rendimiento eléctrico equivalente para los meses de invierno resulta:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
REE =
E
Q−
V
0,9
=
PÁGINA 73
11.067
≈ 61% mientras que para los meses de
8.518
27.641 −
0,9
verano el REE resulta: REE =
E
Q−
V
0,9
=
12.223
≈ 56% y cumplimos el
7.968
30.527 −
0,9
requisito de REE mínimo para las dos épocas del año.
Durante muchos meses al año no estamos aprovechando todo el calor que
generamos, tenemos excedente de potencia térmica. Para calcular el rendimiento
global de la instalación se muestra a continuación una tabla con las potencias
producidas aprovechables:
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
Producción
Eléctrica (MWh)
2.053
1.798
1.959
1.865
1.927
1.987
2.274
2.274
1.895
1.927
1.467
1.990
23.417
Consumo de
Combustible (MWh)
5.128
4.489
4.891
4.657
4.813
4.963
5.680
5.680
4.734
4.497
3.665
4.970
58.169
Potencia Térmica
aprovechada (MWh)
2.142
1.698
1.420
1.221
685
1.134
1.708
2.074
1.147
803
815
1.640
16.487
El rendimiento global de la instalación se obtiene de dividir la suma de la
producción eléctrica más la potencia térmica entre el consumo de combustible:
R=
E + V 23.417 + 16.487
=
= 68,6%
Q
58.169
Para modular el funcionamiento de la instalación para obtener el máximo
rendimiento o máximos beneficios por venta de energía a red habría que simular
con la ayuda de un ordenador las distintas posibilidades. En el rendimiento influye
el consumo de combustible por lo que cuantos más motores estén funcionando,
más consumo, pero a su vez mayores beneficios por venta de energía, pero a su
vez si estás consumiendo demasiado combustible, disminuye el REE y puede que
no se cumpla el REE mínimo requerido para el régimen especial. Por lo tanto la
complejidad del problema es considerable y en este proyecto nos hemos limitado
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 74
al cumplimiento del REE y en la medida de lo posible vender el máximo de
energía eléctrica a la red sin simulaciones.
2. SISTEMAS DE RECUPERACIÓN DE CALOR
Cada motor dispone de dos sistemas de recuperación de calor. El primer
sistema es el de refrigeración de las camisas de los pistones y el segundo es un
sistema de recuperación de calor de los gases de escape. El primer sistema de
recuperación de calor proveniente de las camisas nos pone a disposición 478 kW
de calor mientras que el sistema de recuperación de calor de los gases de escape
nos permite disponer de 678 kW. Son dos sistemas separados físicamente que
funcionan en circuito cerrado sin mezclarse con ningún otro circuito.
2.1 CIRCUITO DE CAMISAS DE LOS PISTONES
Para el correcto funcionamiento de los motores es necesario evacuar 478
kW de calor de los pistones. El sistema de evacuación de calor de las camisas es
un circuito de agua que recorre el bloque del motor entrando en el motor a una
temperatura de 82ºC y saliendo del mismo a una temperatura de 92ºC. Para
aprovechar el calor dispondremos de un intercambiador de calor al que
supondremos un rendimiento del 100%.
• Calor a disipar: 478 kW
• Temperatura de entrada: 82ºC
• Temperatura de salida: 92ºC
• Caudal de agua recomendado: 36 – 56 m3/hora
Entonces el caudal de agua necesario será:
m& =
Q
Cpagua ⋅ ∆T
=
478
= 11,43kg / s
4,18 ⋅ 10
Que equivale a un caudal de 41,17 m3/hora que entra perfectamente en el
rango de caudales aceptables. El agua de refrigeración de las camisas sale de cada
motor a 92º C y se impulsa mediante bomba a un intercambiador de calor de
placas en el que cede su calor al circuito secundario que emplea la potencia
calorífica para los circuitos de calefacción y ACS. Cuando el agua de las camisas
no cede el suficiente calor en el intercambiador porque las demandas son bajas, se
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 75
dispone de unos enfriadores de ventilador que hacen bajar la temperatura hasta los
82º C nominales de entrada al motor.
2.2 CALOR APROVECHABLE DE LOS GASES DE ESCAPE
El motor funcionará con un gas natural típico al que supondremos la
composición siguiente:
• 86,52% Metano
• 12,38% Etano
• 0,31% propano
• 0,05% butano
• 0,75% Nitrógeno
Por otro lado tenemos datos de las condiciones de salida de los gases de
escape del motor que son:
• Caudal de aire de combustión: 5313 kg/h
• Temperatura de salida de los gases de escape: 515ºC
• Caudal de los gases de escape: 5499 kg/h
Entonces si planteamos la ecuación de la combustión del gas natural en el
motor podremos calcular el calor aprovechable de los gases de escape.
Ecuación de la combustión:
[0,865⋅ CH4 + 0,124⋅ C2 H6 + 0,0031⋅ C3 H8 ] + α ⋅ (1+ λ) ⋅ [O2 + 3,76⋅ N2 ] →
β ⋅ CO2 + γ ⋅ H2O + δ ⋅ (1 + λ) ⋅ N2 + α ⋅ λ ⋅ O2
Operando, los coeficientes resultan: α = 3,237; β = 1,122; γ = 4,229;δ = 12,17
Por lo tanto sólo nos resta calcular el exceso de aire λ con el que trabajará
el motor. Conocemos el flujo másico de aire que entra en la cámara de
combustión y conocemos el flujo másico de gases de escape del motor, por lo
tanto la diferencia entre los gases de escape y el flujo másico de aire de
combustión será el flujo másico de combustible gas natural. Entonces podremos
plantear
la
siguiente
igualdad:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
kg _ Aire
=
kg _ G . N
1.2 CÁLCULOS
.
m
=
aire
1⋅M
.
escape
⎛ 32 + 3 , 76 ⋅ 28 ⎞
⎟
4 , 76
⎝
⎠
α ⋅ (1 + λ ) ⋅ 4 , 76 ⋅ ⎜
.
m
PÁGINA 76
− m
GN
aire
Calculamos el peso molecular M del gas natural como la suma proporcional de los
pesos moleculares de los componentes del gas natural resultando:
• Masa molecular del metano: 16
• Masa molecular del etano: 30
• Masa molecular del propano: 44
M GN = 0,865 ⋅ 16 + 0,124 ⋅ 30 + 0,0031 ⋅ 44 = 17,696kg ⋅ kmol −1
Entonces volviendo a la igualdad podemos despejar ya λ que resulta λ=0,1375.
Entonces teniendo ya todos los coeficientes de los productos de la reacción de
combustión podremos calcularnos el calor específico de los productos en los gases
de escape de la siguiente manera:
[0,865⋅ CH4 + 0,124⋅ C2 H6 + 0,0031⋅ C3 H8 ] + 3,237⋅ (1+ 0,1375)⋅ [O2 + 3,76⋅ N2 ] →
1,122⋅ CO2 + 4,229⋅ H 2O + 12,17 ⋅ (1 + 0,1375) ⋅ N 2 + 3,237⋅ 0,1375⋅ O2
1
(1,122⋅ CpCO2 + 4,229⋅ CpH 2O + 13,84 ⋅ CpN 2 + 0,445⋅ CpO2 ) = 1,203kJ ⋅ kg −1 ⋅ K −1
19,64
nº _ moles_ productos= 1,122 + 4,229 + 12,17 ⋅1,1375+ 3,237⋅ 0,1375 = 19,64
Cpproductos =
CpCO2 = 0,8432kJ ⋅ kg −1 ⋅ K −1
CpH 2O = 1,867kJ ⋅ kg −1 ⋅ K −1
CpN 2 = 1,039kJ ⋅ kg −1 ⋅ K −1
CpO2 = 0,9187kJ ⋅ kg −1 ⋅ K −1
Para calcular el calor aprovechable de los gases de escape sabemos que la
mínima temperatura hasta la que podemos enfriar los gases a la salida es 120º C, a
menor temperatura se condensan los gases en el escape y provoca problemas de
funcionamiento. Por lo tanto:
.
.
Q escape = m escape ⋅ Cp productos ⋅ (T _ escape − 120)
.
Q escape =
5499
⋅ 1,203 ⋅ (515 − 120) = 726kW
3600
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 77
En las especificaciones técnicas del motor Deutz dan el valor 678 kW
como el calor aprovechable hasta 120º C que difiere un 7% de lo que hemos
calculado aquí por lo que se puede considerar como válido nuestro cálculo. La
temperatura a la que el agua sale de la caldera de recuperación se podrá variar
dentro de unos márgenes. En invierno cuando no tengamos necesidad de la
máquina de absorción el agua caliente la utilizaremos solamente para el ACS y
para calefacción y tendrá que tener una temperatura más baja (90-95º C). En
verano la temperatura de salida la ajustaremos hasta conseguir unos 110º C
necesario para un buen funcionamiento de la máquina de absorción. El caudal de
agua del circuito de refrigeración de los gases de escape lo determina la máquina
de absorción, en verano el caudal que requiere a plena carga es de 9,01 kg/s por lo
que: ∆T =
678kW
.
CpH 2O ⋅ mH 2O
= 18º C En verano la temperatura de entrada nominal a la
caldera de recuperación será de 92º C y saldrá a 110º C. En invierno, cuando no se
necesita la máquina de absorción, la temperatura de entrada nominal será de 80º
C y la de salida será 94º C.
3 MÁQUINA DE ABSORCIÓN
3.1 CÁLCULO DE LA POTENCIA FRIGORÍFICA A INSTALAR
El circuito cerrado de agua de refrigeración de los gases de escape de alta
temperatura es el que alimenta a la máquina de absorción. De las características
técnicas del motor sabemos que disponemos de 678 kW de potencia térmica por
cada uno de los 3 motores que resulta en total 3 x 678 =2034 kW. En los meses
de verano (Mayo- Septiembre) sólo tendremos consumos de ACS y de frío. La
potencia media demandada de ACS se puede cubrir bastante bien con el calor
proveniente de la refrigeración de las camisas (478 kW). Cuando no tengamos
suficiente energía térmica disponible en el circuito de alta temperatura tendremos
que conectar los equipos de refrigeración con electricidad adicional comprada a
red. A continuación se muestran las demandas efectivas de ACS y de frío para los
meses de verano.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 78
Demanda media de ACS
Demanda media de Frío
(kW)
(kW)
Mayo
347
573
Junio
545
1290
Julio
215
2081
Agosto
219
2568
Septiembre
349
1244
Total
335
1552
Mes
Tendremos 3 máquinas de absorción, una por cada motor para disponer de
un funcionamiento modular a máximo rendimiento. Cada una de las 3 máquinas
de absorción tendrá una potencia de entrada de 678 kW, con COP de 1,1
aproximado por lo que tendremos a disposición como máximo 678*1,1*3=2237
kW. Con las máquinas de absorción ya elegidas podremos establecer el régimen
de funcionamiento de la instalación para los meses de verano.
Cuando la potencia térmica del circuito de recuperación de los gases de
escape no se esté aprovechando al máximo para las máquinas de absorción el
sistema de control pilotará las válvulas de tres vías en estos circuitos para mandar
el caudal (la potencia) sobrante a los intercambiadores de calor para el circuito
principal de calefacción y ACS. Este funcionamiento hace crítica una buena
regulación de las válvulas de tres vías y de las bombas. De este modo podremos
modular perfectamente nuestra instalación para cada momento del día.
3.1.1 Tablas de refrigeración
A continuación se muestran las demandas de frío de los meses de verano
con la potencia frigorífica disponible en cada momento y con la potencia
necesaria de los equipos auxiliares de refrigeración.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 79
Demanda de Frío Mes de Mayo
1600,00
1400,00
Potencia (kW)
1200,00
1000,00
800,00
600,00
400,00
200,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
23
24
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
Potencia efectiva necesaria de compresores auxiliares (kW)
Demanda de Frío Mes de Junio
2500,00
Potencia (kW)
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
Potencia efectiva necesaria de compresores auxiliares (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 80
Demanda de Frío Mes de Julio
3500,00
3000,00
Potencia (kW)
2500,00
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
23
24
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
Potencia efectiva necesaria de compresores auxiliares (kW)
Demanda de Frío Mes de Agosto
4500,00
4000,00
Potencia (kW)
3500,00
3000,00
2500,00
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
Potencia efectiva necesaria de compresores auxiliares (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 81
Demanda de Frío Mes de Septiembre
2500,00
Potencia (kW)
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
23
24
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
Potencia efectiva necesaria de compresores auxiliares (kW)
Demanda de Frío Mes de Octubre
800,00
700,00
Potencia (kW)
600,00
500,00
400,00
300,00
200,00
100,00
0,00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
hora
Demanda de Frío (kW)
Potencia efectiva disponible de frío (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 82
3.1.2 Tablas horarias de refrigeración
En las tablas siguientes se resume el modo de funcionamiento horario de la
instalación para los meses de verano con las demandas de potencia frigorífica, las
demandas eléctricas y las potencias disponibles de electricidad y frío producidas
por los motores. La potencia eléctrica se venderá a red en la medida de lo posible
y la potencia calorífica de los motores se empleará para las máquinas de
absorción.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 83
Mayo
Potencia
efectiva
disponible
de frío
(kW)
Potencia
efectiva
necesaria de
compresores
auxiliares
(kW)
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
de Frío
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
1
1543,60
726,04
2
2038,00
745,80
0,00
2
1454,35
680,21
2
2038,00
745,80
0,00
3
1362,55
631,25
2
2038,00
745,80
0,00
4
1306,45
602,08
2
2038,00
745,80
0,00
5
1275,00
585,42
2
2038,00
745,80
0,00
6
1282,65
588,54
2
2038,00
745,80
0,00
7
1238,45
565,63
2
2038,00
745,80
0,00
8
1258,85
223,96
2
2038,00
745,80
0,00
9
1112,65
147,92
2
2038,00
745,80
0,00
10
1729,75
472,92
2
2038,00
745,80
0,00
11
2093,55
664,58
2
2038,00
745,80
0,00
12
2036,60
722,92
3
3057,00
745,80
0,00
13
2144,55
780,21
3
3057,00
1491,60
0,00
14
2130,95
860,42
3
3057,00
1491,60
0,00
15
1874,25
725,00
3
3057,00
745,80
0,00
16
1632,85
597,92
3
3057,00
745,80
0,00
17
1311,55
428,13
3
3057,00
745,80
0,00
18
1379,55
464,58
3
3057,00
745,80
0,00
19
1456,05
415,63
3
3057,00
745,80
0,00
20
1515,55
446,88
3
3057,00
745,80
0,00
21
1546,15
464,58
3
3057,00
745,80
0,00
22
1719,55
643,75
3
3057,00
745,80
0,00
23
1672,80
707,29
3
3057,00
745,80
0,00
24
1497,70
614,58
3
3057,00
745,80
0,00
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 84
Junio
Potencia
efectiva
disponible
de frío
(kW)
Potencia
efectiva
necesaria de
compresores
auxiliares
(kW)
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
de Frío
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
1
1859,55
1705,09
3
3057,00
2237,40
0,00
2
1753,38
1603,25
3
3057,00
2237,40
0,00
3
1645,58
1499,39
3
3057,00
2237,40
0,00
4
1576,98
1431,83
2
2038,00
1491,60
0,00
5
1537,78
1395,53
2
2038,00
1491,60
0,00
6
1501,85
1360,24
2
2038,00
1491,60
0,00
7
1493,68
1353,18
2
2038,00
1491,60
0,00
8
1518,18
1045,64
2
2038,00
1491,60
0,00
9
1358,93
892,38
2
2038,00
1491,60
0,00
10
1685,60
1205,97
2
2038,00
1491,60
0,00
11
2125,78
1629,47
3
3057,00
2237,40
0,00
12
1904,47
1499,39
3
3057,00
2237,40
0,00
13
2032,68
1622,41
3
3057,00
2237,40
0,00
14
2017,98
1691,98
3
3057,00
2237,40
0,00
15
1708,47
1393,52
3
3057,00
1491,60
0,00
16
1355,67
1054,72
3
3057,00
1491,60
0,00
17
967,75
681,63
3
3057,00
745,80
0,00
18
1172,73
877,25
3
3057,00
1491,60
0,00
19
1263,38
882,29
3
3057,00
1491,60
0,00
20
1338,52
954,89
3
3057,00
1491,60
0,00
21
1373,63
990,18
3
3057,00
1491,60
0,00
22
1766,45
1448,98
3
3057,00
1491,60
0,00
23
1710,92
1479,23
3
3057,00
1491,60
0,00
24
1496,95
1274,53
3
3057,00
1491,60
0,00
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 85
Julio
Potencia
efectiva
disponible
de frío
(kW)
Potencia
efectiva
necesaria de
compresores
auxiliares
(kW)
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
de Frío
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
1
1594,78
2281,86
3
3057,00
2237,40
44,46
2
1448,01
2067,08
3
3057,00
2237,40
0,00
3
1294,37
1840,21
3
3057,00
2237,40
0,00
4
1449,73
2069,10
3
3057,00
2237,40
0,00
5
1396,51
1990,45
3
3057,00
2237,40
0,00
6
1342,43
1910,79
3
3057,00
2237,40
0,00
7
1332,99
1895,67
3
3057,00
2237,40
0,00
8
1371,62
1700,05
3
3057,00
2237,40
0,00
9
1496,08
1883,57
3
3057,00
2237,40
0,00
10
1814,52
2352,44
3
3057,00
2237,40
115,04
11
2429,94
3256,92
3
3057,00
2237,40
1019,52
12
1913,23
2560,16
3
3057,00
2237,40
322,76
13
2091,76
2823,33
3
3057,00
2237,40
585,93
14
2071,16
2854,59
3
3057,00
2237,40
617,19
15
1641,99
2223,38
3
3057,00
2237,40
0,00
16
1124,42
1464,10
3
3057,00
2237,40
0,00
17
874,64
1096,06
3
3057,00
2237,40
0,00
18
975,93
1246,30
3
3057,00
2237,40
0,00
19
1104,68
1372,34
3
3057,00
2237,40
0,00
20
1205,10
1519,56
3
3057,00
2237,40
0,00
21
1259,18
1598,21
3
3057,00
2237,40
0,00
22
2052,28
2829,38
3
3057,00
2237,40
591,98
23
1974,17
2775,94
3
3057,00
2237,40
538,54
24
1677,18
2339,33
3
3057,00
2237,40
101,93
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 86
Agosto
Potencia
efectiva
disponible
de frío
(kW)
Potencia
efectiva
necesaria de
compresores
auxiliares
(kW)
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
de Frío
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
1
1684,05
2927,90
3
3057,00
2237,40
690,50
2
1538,13
2668,55
3
3057,00
2237,40
431,15
3
1381,06
2388,30
3
3057,00
2237,40
150,90
4
1398,23
2419,65
3
3057,00
2237,40
182,25
5
1341,58
2319,90
3
3057,00
2237,40
82,50
6
1288,36
2223,95
3
3057,00
2237,40
0,00
7
1279,78
2208,75
3
3057,00
2237,40
0,00
8
1317,54
2033,95
3
3057,00
2237,40
0,00
9
1080,64
1614,05
3
3057,00
2237,40
0,00
10
1679,76
2676,15
3
3057,00
2237,40
438,75
11
2302,91
2671,40
3
3057,00
2237,40
434,00
12
2187,89
3639,45
3
3057,00
2237,40
1402,05
13
2369,86
3962,45
3
3057,00
2237,40
1725,05
14
2350,12
3986,20
3
3057,00
2237,40
1748,80
15
1914,08
3212,90
3
3057,00
2237,40
975,50
16
1582,77
2626,75
3
3057,00
2237,40
389,35
17
1034,29
1653,00
3
3057,00
2237,40
0,00
18
984,51
1562,75
3
3057,00
2237,40
0,00
19
1114,98
1734,70
3
3057,00
2237,40
0,00
20
1216,26
1915,20
3
3057,00
2237,40
0,00
21
1270,33
2011,15
3
3057,00
2237,40
0,00
22
1959,58
3293,65
3
3057,00
2237,40
1056,25
23
1878,03
3211,00
3
3057,00
2237,40
973,60
24
1577,62
2676,15
3
3057,00
2237,40
438,75
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 87
Septiembre
Potencia
efectiva
disponible
de frío
(kW)
Potencia
efectiva
necesaria de
compresores
auxiliares
(kW)
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
de Frío
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
1
1523,54
1361,50
2
2038,00
1491,60
0,00
2
1405,95
1248,63
2
2038,00
1491,60
0,00
3
1282,35
1131,38
2
2038,00
1491,60
0,00
4
1346,73
1192,63
2
2038,00
1491,60
0,00
5
1305,53
1154,13
2
2038,00
1491,60
0,00
6
1261,75
1112,13
2
2038,00
1491,60
0,00
7
1253,17
1103,38
2
2038,00
1491,60
0,00
8
1285,78
780,50
2
2038,00
1491,60
0,00
9
1017,13
525,00
2
2038,00
1491,60
0,00
10
1854,00
1320,38
2
2038,00
1491,60
0,00
11
2347,54
1792,00
3
3057,00
2237,40
0,00
12
2079,74
1625,75
3
3057,00
2237,40
0,00
13
2224,80
1763,13
3
3057,00
2237,40
0,00
14
2209,35
1836,63
3
3057,00
2237,40
0,00
15
1861,73
1505,88
3
3057,00
2237,40
0,00
16
1456,59
1120,00
3
3057,00
1491,60
0,00
17
1027,43
712,25
3
3057,00
1491,60
0,00
18
1263,47
937,13
3
3057,00
1491,60
0,00
19
1365,61
945,88
3
3057,00
1491,60
0,00
20
1448,01
1024,63
3
3057,00
1491,60
0,00
21
1490,07
1064,00
3
3057,00
1491,60
0,00
22
1953,57
1593,38
3
3057,00
2237,40
0,00
23
1889,19
1620,50
3
3057,00
2237,40
0,00
24
1649,72
1393,00
3
3057,00
1491,60
0,00
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 88
3.2 CARGA DEL GENERADOR
La máquina de absorción que emplearemos será de doble etapa y
proporcionará agua fría para los equipos de refrigeración a una temperatura de
entre 4,4 º C y 15,6º C aunque se fijará la temperatura nominal en 7º C. El circuito
de alta temperatura proveniente de la refrigeración de los gases de escape saldrá a
110º C y entregará la potencia térmica en el generador saliendo de la máquina a
92º C. Por lo tanto:
.
m=
Q
cpagua ⋅ Tent − Tsal
(
)
=
678
= 9,01kg ⋅ s −1
4,18 ⋅ (110 − 92)
que es equivalente a un caudal de 32,44 m3/hora.
3.3 CARGA DEL CONDENSADOR- ABSORBEDOR
La máquina de absorción necesita un caudal de refrigeración para el
absorbedor y para el condensador. El calor que debe poder evacuar el caudal de la
torre de refrigeración se estima en 2,5 veces la potencia de refrigeración obtenida
en el evaporador de la máquina. Por otro lado en las características técnicas de las
máquinas de absorción se especifica la temperatura de entrada del agua de la torre
de refrigeración en 29º C y se estima la temperatura de salida de la máquina de
absorción en 40º C. Por lo tanto podemos calcular el caudal del sistema de
refrigeración de cada máquina como:
.
m=
Q
Cpagua ⋅ ∆T
=
2,5 ⋅ 474.6
= 25,8kg ⋅ s −1 = 92,9m3 ⋅ hr −1
4,18 ⋅ (40 − 29)
Cada máquina de absorción dispondrá de su propia torre de refrigeración.
3.4 CARGA DEL EVAPORADOR
El agua para el sistema de climatización llega a la máquina de absorción a
12 ºC y se enfría en el evaporador hasta los 7 ºC. La potencia que obtenemos es
746 kW y conocemos el salto de temperatura por lo que se puede calcular el
caudal de agua fría para climatización como:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
Q
.
m=
Cpagua ⋅ ∆T
=
PÁGINA 89
746
= 35,68kg ⋅ s −1
4,18 ⋅ (12 − 7)
que equivale a un caudal de 128,46 m3/hora. Por lo tanto resumiendo los
datos de la máquina de absorción:
Máquina de Absorción
Generador
Potencia térmica necesaria
kW
678
Temperatura de entrada del agua
ºC
110
Temperatura de salida del agua
ºC
92ºC
Caudal de agua
m3/hora
32,44
kg/s
9,01
Potencia necesaria
kW
1187,5
Temperatura de entrada
ºC
29
Temperatura de salida
ºC
40
Caudal de agua de refrigeración
m3/hora
92,9
kg/s
25,8
Potencia frigorífica obtenida
kW
745,8
Temperatura de entrada
ºC
12
Temperatura de salida
ºC
7
Caudal de agua para climatización
m3/hora
128,46
kg/s
35,68
Condensador- Absorbedor
Evaporador
4. SISTEMA DE CALEFACCIÓN Y ACS
Habrá 6 intercambiadores de calor, 2 por cada motor, que alimentarán en
paralelo el circuito principal de agua caliente. El circuito de agua caliente consiste
en 6 intercambiadores de calor en paralelo, 3 de los cuales forman parte del
circuito de refrigeración de las camisas de los pistones y 3 de los cuales forman
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 90
parte de los circuitos de refrigeración de los gases de escape. El agua del circuito
para calefacción y ACS entrará en el secundario de cada intercambiador a unos
70º C y saldrá a unos 90º C. En verano las demandas de agua caliente caen
drásticamente y solamente se necesitarán emplear los caudales provenientes de los
circuitos de refrigeración de las camisas. Sin embargo cuando no se esté
aprovechando al máximo la potencia disponible de las calderas de recuperación de
los gases de escape para las máquinas de absorción en los meses veraniegos, se
pilotarán las válvulas de tres vías de estos circuitos y se hará entrega de la
potencia sobrante al circuito principal de agua caliente a través de los
intercambiadores. En cambio en invierno cuando no se necesite la máquina de
absorción y las demandas de calefacción y ACS sean elevadas se necesitarán los 6
intercambiadores de calor y cuando falte potencia se conectarán las calderas de
gasoil en paralelo para completar el suministro de agua caliente. Al salir de los
secundarios de los intercambiadores el agua caliente se conduce hasta los
colectores de los equipos de climatización para la calefacción y hasta un
intercambiador de calor cuyo circuito secundario calentará el agua
para los
acumuladores de ACS. El agua de retorno de los equipos de calefacción y de ACS
se recoge en un colector de retorno y se envía de nuevo a ser calentada por el agua
de refrigeración de los motores en los 6 intercambiadores.
Cuando exista falta de potencia porque las demandas son muy elevadas se
conectarán en paralelo con los intercambiadores los circuitos de las calderas de
gas natural existentes del hospital.
A continuación mostramos una tabla en la que se recogen los consumos
térmicos de calor de los meses de invierno, meses de máximo consumo de calor.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 91
Demanda Calorífica Mensual
Demanda
Mes
Demanda
Demanda
Calefacción
Térmica
ACS (kWh)
(kWh)
Total (kW)
Demanda
Demanda
relativa de
relativa
calefacción
de
(%)
ACS(%)
Noviembre
728796,3827
218710,0344
947506,417
76,92%
23,08%
Diciembre
1446439,769
193712,5965
1640152,366
88,19%
11,81%
1935821,3
193713,468
2129534,768
90,90%
9,10%
Febrero
1522866,253
174967,6785
1697833,931
89,69%
10,31%
Marzo
1197614,378
204475,3273
1402089,705
85,42%
14,58%
Abril
1023164,629
197880,5073
1221045,137
83,79%
16,21%
Enero
El sistema de refrigeración de las camisas de cada motor funciona con un
caudal de 11,43 kg/s, según hemos calculado anteriormente, entrando en el
circuito de camisas de los pistones a 82 ºC y saliendo a 92 ºC. Por otro lado el
circuito de la caldera de recuperación funcionará con un salto de temperaturas de
14ºC (80- 94ºC) y dispondrá de una potencia de 678 kW. El caudal de la caldera
.
de recuperación en invierno será de: m =
678
= 11,58kg ⋅ s −1 por lo
4,18 ⋅ (94 − 80)
tanto dispondremos de:
Q1 = 11,43 ⋅ 4,18 ⋅ (92 − 82) = 478kW
Q2 = 11,58 ⋅ 4,18 ⋅ (94 − 80) = 678kW
QTotal = 478 + 678 = 1156kW
1156 kW por cada motor. El circuito secundario del intercambiador de
calor del circuito de camisas de cada motor funcionará con caudal variable según
las
.
m=
necesidades
térmicas
del
momento
y
con
un
máximo
de:
478
= 5,718kg ⋅ s −1 El circuito secundario del intercambiador de
4,18 ⋅ (90 − 70)
calor de los gases de escape funcionará con un caudal máximo de:
.
m=
678
= 8,11kg ⋅ s −1 En invierno con los 1156 kW de cada motor
4,18 ⋅ (90 − 70)
deberemos entregar una parte a los equipos climatizadores para calefacción y una
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 92
parte a los acumuladores de ACS. Los sistemas de calefacción y ACS
funcionarán con unos caudales variables según las demandas horarias de
calefacción y ACS y en los momentos en los que no tengamos suficiente potencia
disponible para estos sistemas quemaremos gas en las calderas auxiliares para
aportar el déficit de potencia necesaria. Al ir variando la necesidad de potencia de
la calefacción y del ACS a lo largo del día y del año, los caudales se tendrán que
regular con una unidad central de control electrónico. Este funcionamiento con
caudales variables se controlará con válvulas electrocomandadas en las tuberías de
los consumos de calefacción y ACS. Para poner en paralelo los circuitos de las
calderas
auxiliares
de
gas
natural
se
pilotarán
igualmente
válvulas
electrocomandadas.
En verano con las máquinas de absorción funcionando existirán momentos
en los que nos sobre potencia calorífica de las calderas de recuperación de los
gases de escape porque no se necesite en las máquinas de absorción. En estos
momentos se pilotarán las válvulas de tres vías para permitir a la potencia
sobrante de estos circuitos llegar al circuito principal para calefacción y ACS a
través de los intercambiadores de calor. Esto nos permitirá un funcionamiento
muy flexible de las potencias a entregar en cada tipo de consumo, frío o calor.
4.1 TABLAS DE CALEFACCIÓN Y ACS
A continuación se muestra cómo se cubren las demandas de calefacción y
ACS a lo largo del año. En invierno, concretamente en Enero y Febrero, se
necesitará potencia adicional de caldera. En verano desde Mayo hasta Septiembre,
las únicas demandas de calor en el circuito principal de agua caliente para
calefacción y ACS serán de ACS, no hay demanda de calefacción y por lo tanto el
ACS constituye el 100% de la demanda de potencia en el circuito principal.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 93
Demandas Térmicas Mes de Enero
4500
4000
Potencia (kW)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia necesaria de caldera (kW)
Demandas Térmicas Mes de Febrero
4000
Potencia (kW)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia necesaria de caldera (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 94
Demandas Térmicas Mes de Marzo
4000
3500
Potencia (kW)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Demandas Térmicas Mes de Abril
4000
3500
Potencia (kW)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 95
Demandas Térmicas Mes de Mayo
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
Hora
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
Demandas Térmicas Mes de Junio
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 96
Demandas Térmicas Mes de Julio
2500
Potencia (kW)
2000
1500
1000
500
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
Demandas Térmicas Mes de Agosto
Potencia (kW)
2000
1500
1000
500
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
En Agosto toda la potencia térmica disponible procede de las camisas (gráfica
solapada)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 97
Demandas Térmicas Mes de Septiembre
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
Demandas Térmicas Mes de Octubre
3200
Potencia (kW)
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Potencia Térmica Disponible por circuitos de camisas (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 98
Demandas Térmicas Mes de Noviembre
2800
Potencia (kW)
2400
2000
1600
1200
800
400
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
Demandas Térmicas Mes de Diciembre
3600
3200
Potencia (kW)
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
0
1
2 3 4
5 6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Térmica Total de Calefacción y ACS (kW)
Demanda de Potencia para Calefacción (kW)
Demanda de Potencia para ACS (kW)
Potencia Térmica Total Disponible para Circuito principal de Agua Caliente (kW)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 99
Octubre
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1326
903
2
2038
2312
0
2
1253
855
2
2038
2312
0
3
1173
802
2
2038
2312
0
4
1124
768
2
2038
2312
0
5
1098
751
2
2038
2312
0
6
1068
732
2
2038
2312
0
7
1063
728
2
2038
2312
0
8
1082
812
2
2038
2312
0
9
1104
852
2
2038
2312
0
10
1594
1180
3
3057
3468
0
11
1944
1413
3
3057
3468
0
12
1981
1431
3
3057
3468
0
13
2100
1510
3
3057
3468
0
14
2177
1544
3
3057
3468
0
15
2172
1541
3
3057
3468
0
16
2087
1487
3
3057
3468
0
17
1902
1364
3
3057
3468
0
18
1868
1335
3
3057
3468
0
19
1320
987
2
2038
2312
0
20
1285
963
2
2038
2312
0
21
1303
974
2
2038
2312
0
22
1436
1033
2
2038
2312
0
23
1444
1021
2
2038
2312
0
24
1294
920
2
2038
2312
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 100
Noviembre
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1221
877
2
2038
2312
0
2
1153
827
2
2038
2312
0
3
1077
773
2
2038
2312
0
4
1032
741
2
2038
2312
0
5
1010
725
2
2038
2312
0
6
983
706
2
2038
2312
0
7
978
703
2
2038
2312
0
8
996
716
2
2038
2312
0
9
1256
902
2
2038
2312
0
10
1707
1225
2
2038
2312
0
11
2029
1457
2
2038
2312
0
12
2156
1548
2
2038
2312
0
13
2263
1625
2
2038
2312
0
14
2335
1677
2
2038
2312
0
15
2330
1673
2
2038
2312
0
16
2288
1643
2
2038
2312
0
17
2119
1523
2
2038
2312
0
18
2016
1447
2
2038
2312
0
19
1510
1085
2
2038
2312
0
20
1480
1062
2
2038
2312
0
21
1496
1074
2
2038
2312
0
22
1505
1082
2
2038
2312
0
23
1514
1088
2
2038
2312
0
24
1374
986
2
2038
2312
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 101
Diciembre
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1294
1708
2
2038
2312
0
2
1220
1610
2
2038
2312
0
3
1140
1506
2
2038
2312
0
4
1094
1445
2
2038
2312
0
5
1073
1415
2
2038
2312
0
6
1042
1376
2
2038
2312
0
7
1037
1369
2
2038
2312
0
8
1056
1394
2
2038
2312
0
9
1331
1758
2
2038
2312
0
10
1809
2389
3
3057
3468
0
11
2150
2839
3
3057
3468
0
12
2284
3015
3
3057
3468
0
13
2399
3166
3
3057
3468
0
14
2474
3267
3
3057
3468
0
15
2466
3257
3
3057
3468
0
16
2425
3203
3
3057
3468
0
17
2245
2965
3
3057
3468
0
18
2134
2817
3
3057
3468
0
19
1598
2111
3
3057
3468
0
20
1566
2068
3
3057
3468
0
21
1583
2090
3
3057
3468
0
22
1596
2108
3
3057
3468
0
23
1601
2115
3
3057
3468
0
24
1454
1920
3
3057
3468
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 102
Enero
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1366
2231
2
2038
2312
0
2
1288
2103
2
2038
2312
0
3
1206
1968
2
2038
2312
0
4
1157
1889
2
2038
2312
0
5
1131
1845
2
2038
2312
0
6
1101
1797
2
2038
2312
0
7
1096
1790
2
2038
2312
0
8
1114
1784
3
3057
3468
0
9
1405
2297
3
3057
3468
0
10
1909
3119
3
3057
3468
0
11
2271
3710
3
3057
3468
242
12
2413
3941
3
3057
3468
473
13
2533
4137
3
3057
3468
669
14
2614
4269
3
3057
3468
801
15
2608
4260
3
3057
3468
792
16
2563
4185
3
3057
3468
717
17
2372
3875
3
3057
3468
407
18
2254
3683
3
3057
3468
215
19
1690
2760
3
3057
3468
0
20
1655
2703
3
3057
3468
0
21
1674
2734
3
3057
3468
0
22
1687
2756
3
3057
3468
0
23
1692
2765
3
3057
3468
0
24
1537
2510
3
3057
3468
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 103
Febrero
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1343
1958
2
2038
2312
0
2
1267
1848
2
2038
2312
0
3
1184
1726
2
2038
2312
0
4
1137
1658
2
2038
2312
0
5
1109
1616
2
2038
2312
0
6
1083
1579
2
2038
2312
0
7
1077
1571
2
2038
2312
0
8
1096
1597
2
2038
2312
0
9
1382
2015
2
2038
2312
0
10
1877
2736
3
3057
3468
0
11
2230
3252
3
3057
3468
0
12
2371
3457
3
3057
3468
0
13
2491
3631
3
3057
3468
163
14
2569
3746
3
3057
3468
278
15
2564
3737
3
3057
3468
269
16
2519
3674
3
3057
3468
206
17
2332
3400
3
3057
3468
0
18
2218
3233
3
3057
3468
0
19
1663
2425
3
3057
3468
0
20
1601
2333
3
3057
3468
0
21
1645
2399
3
3057
3468
0
22
1658
2417
3
3057
3468
0
23
1666
2428
3
3057
3468
0
24
1511
2204
3
3057
3468
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 104
Marzo
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1290
1508
2
2038
2312
0
2
1217
1422
2
2038
2312
0
3
1138
1330
2
2038
2312
0
4
1094
1277
2
2038
2312
0
5
1068
1248
2
2038
2312
0
6
1040
1215
2
2038
2312
0
7
1034
1209
2
2038
2312
0
8
1052
1230
2
2038
2312
0
9
1328
1552
2
2038
2312
0
10
1804
2108
3
3057
3468
0
11
2146
1581
3
3057
3468
0
12
2279
2664
3
3057
3468
0
13
2394
2796
3
3057
3468
0
14
2469
2886
3
3057
3468
0
15
2465
2880
3
3057
3468
0
16
2422
2829
3
3057
3468
0
17
2242
2620
3
3057
3468
0
18
2130
2489
3
3057
3468
0
19
1596
1865
3
3057
3468
0
20
1563
1826
3
3057
3468
0
21
1581
1848
3
3057
3468
0
22
1594
1863
3
3057
3468
0
23
1598
1868
3
3057
3468
0
24
1452
1697
2
2038
2312
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 105
Abril
Demanda
Horas
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
disponible
Potencia
térmica
disponible
(kW)
Potencia
necesaria de
caldera (kW)
(kW)
1
1381
1442
2
2038
2312
0
2
1306
1362
2
2038
2312
0
3
1224
1277
2
2038
2312
0
4
1174
1226
2
2038
2312
0
5
1145
1195
2
2038
2312
0
6
1116
1165
2
2038
2312
0
7
1111
1160
2
2038
2312
0
8
1129
1179
2
2038
2312
0
9
1281
1337
2
2038
2312
0
10
1833
1913
3
3057
2312
0
11
2161
2256
3
3057
2312
0
12
2216
2314
3
3057
3468
0
13
2314
2415
3
3057
3468
0
14
2303
2404
3
3057
3468
0
15
2072
2163
3
3057
3468
0
16
1899
1982
3
3057
3468
0
17
1613
1683
3
3057
3468
0
18
1584
1653
3
3057
3468
0
19
1652
1723
3
3057
3468
0
20
1707
1782
3
3057
3468
0
21
1736
1812
3
3057
3468
0
22
1760
1837
3
3057
3468
0
23
1718
1792
3
3057
3468
0
24
1560
1628
3
3057
3468
0
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 106
Nótese que en los meses de Enero y Febrero hay ciertas franjas horarias en
las que es necesaria la potencia auxiliar de caldera.
4.2
CALDERAS
AUXILIARES
PARA
SISTEMA
DE
CALEFACCIÓN Y ACS
Si observamos las demandas térmicas de calefacción y ACS a lo largo del
año vemos que durante la mayoría del tiempo se consigue cubrir la demanda
solamente con la potencia procedente de los circuitos de refrigeración de los
motores. En aquéllos momentos en los que se necesita potencia complementaria la
máxima potencia que se observa a lo largo del año es de 801 kW durante el mes
de Enero. En la actualidad el hospital dispone de 3 calderas de gas natural de 1500
kW cada una sumando una potencia total instalada de 4500 kW. Por lo tanto se
conectarán las calderas en paralelo con los circuitos secundarios de los
intercambiadores de calor de los sistemas de recuperación de los motores. La
potencia total de las calderas auxiliares es más que suficiente por lo que
funcionarán la mayoría del tiempo sólo necesitaremos una caldera a carga parcial.
Sin embargo las calderas se mantendrán como parte de la instalación ya que nos
servirán como equipos de emergencia en el caso de que la potencia térmica de los
motores no se pueda aprovechar por avería o por mantenimiento de las mismas.
Cuando sean necesarias las calderas se mandará una señal desde la unidad
de control que pilotará la válvula de dos vías en la entrada de la caldera. El agua
de retorno desde los consumos de climatización entrará en la caldera a 70º C por
la válvula semi-abierta o abierta, se calentará hasta 90º C y se enviará en paralelo
con el agua de los intercambiadores principales hacia los colectores de nuevo.
Para poder aliviar el sistema de altas presiones se tendrá un depósito de
expansión por cada caldera de 500 litros.
4.3 INTERCAMBIADOR DE CALOR Y ACUMULADOR PARA
ACS
La máxima potencia demandada al año de ACS es de 608 kW en el mes de
Septiembre. El intercambiador del circuito de ACS lo sobredimensionaremos un
15% para poder cubrir posibles picos de demanda. El intercambiador será de 700
kW con el agua del circuito primario del intercambiador entrando a una
temperatura de 90º C y saliendo a 70º C mientras que el secundario será con
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 107
temperaturas variables según el año. El agua que entra al secundario proviene de
la red de distribución que en verano entrará a una temperatura media de 12º C y
en invierno entrará a una temperatura media de 8º C. El agua saldrá del secundario
a una temperatura de suministro de unos 50º C. Por lo tanto podremos calcular ya
el caudal que circulará en momentos de máximo consumo que resulta:
.
Q
.
m=
Cpagua ⋅ ∆T
=
700
= 3,98kg ⋅ s −1= ≈ 240 litros
min
4,18 ⋅ (50 − 8)
Las características del intercambiador de calor serán:
Potencia máxima intercambiable: 700 kW
Circuito primario
Temperatura de entrada: 90º C
Temperatura de salida: 70º C
Circuito secundario
Temperatura de entrada mínima: 8º C
Temperatura de salida: 50º C
Salto de temperatura máxima: 42- 43º C
Los acumuladores de ACS los dimensionaremos de forma que nos
permitan cubrir demandas medias de ACS durante 40 minutos solamente con el
agua acumulada. La demanda media de ACS a lo largo del año es de 276 kW y la
temperatura media de suministro es de 10º C. Por lo tanto calculamos los litros
que equivalen de agua caliente a 50º C en 40 minutos:
.
.
.
.
Q = m⋅ Cp agua ⋅ ∆T = 276kW = m⋅ 4,18 ⋅ (50 − 10) ⇒ m = 1,65kg ⋅ s .1 ≈ 99 litros
.
.
Capacidad = m⋅ 40 min = 99 ⋅ 40 = 3961,72litros ≈ 4000litros
Por lo tanto instalaremos dos acumuladores de 2000 litros cada uno.
5. EQUIPOS ADICIONALES
5.1 EQUIPOS AEROENFRIADORES
Es fundamental que los motores siempre estén bien refrigerados con las
temperaturas correctas de entrada y salida a los motores (82º C y 92º C
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
min
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 108
respectivamente) ya que cualquier desviación de las temperaturas correctas podría
resultar en fallo catastrófico para el motor. Por lo tanto si el circuito principal de
agua caliente, que recibe el calor de las camisas en intercambiador, no necesita
tanta potencia en determinados momentos es necesario poner en marcha los
equipos aeroenfriadores. Incluso si se quiere poner el motor a funcionar solo sin
ceder calor al circuito de agua caliente será necesario evacuar todo el calor de las
camisas en el aeroenfriador. Así calculamos las características del aeroenfriador:
.
.
.
Q = 478kW = m⋅ Cp agua ⋅∆T ⇒ m =
478
= 11.43kg ⋅ s −1 ≈ 686 litros
min
4,18 ⋅ (92 − 82)
La potencia será 478 kW con un caudal de 686 litros/min y con un salto de
temperaturas de 10º C. Instalaremos un equipo por cada motor.
5.2 EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN AUXILIARES
Al estudiar el funcionamiento de la instalación en verano vemos que el uso
de los equipos de refrigeración auxiliares es muy significativo. La potencia
frigorífica instalada actualmente en el hospital se obtiene de tres unidades de 900
kW cada uno dándonos una potencia total instalada de 2700 kW para enfriar el
agua necesaria para los equipos climatizadores. Estos enfriadores los
reconectaremos en paralelo con los circuitos de agua fría que proporcionen las
máquinas de absorción. Las unidades de refrigeración instaladas actualmente
disponen de control de temperatura de salida del agua por lo que podremos
adaptarla a la temperatura del agua fría de las máquinas de absorción igual a 7º C.
En el circuito de agua fría para los consumos se instalarán dos depósitos de
expansión de 500 litros cada uno para prevenir altas presiones.
5.3 EQUIPOS DE BOMBAS HIDRÁULICAS
En los circuitos de refrigeración de camisas se emplearán bombas
hidráulicas que sean capaces de suministrar un caudal de 11,43 kg/s que equivale
a 685,8 litros/minuto. El fabricante del motor Deutz 620 V12K especifica que la
máxima caída de presión que se puede dar en el circuito de refrigeración de las
camisas es de 1,62 bar. Convirtiendo esta caída de presión a metros de columna de
agua
resulta que la presión mínima que debe poder dar es de 16,5 m.c.a
solamente en el circuito de refrigeración, si incluimos las pérdidas de carga en el
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 109
intercambiador y en los equipos enfriadores estimando las pérdidas en 0,5 bares
resulta que la altura total mínima que debe poder dar la bomba es de 21,6 m.c.a.
Para el circuito de refrigeración de los gases de escape también
necesitaremos bombas, una por cada motor, de características similares a las del
circuito de refrigeración de las camisas.
Se empleará una bomba en el circuito del intercooler de cada motor que
sea capaz de suministrar un caudal mínimo de 25 m3/h y un caudal máximo de 40
m3/h con una altura de agua máxima de 9 m.c.a y una altura mínima de 3,5 m.c.a.
En el circuito secundario de cada intercambiador se instalará una bomba (2
por cada motor, una en el secundario del intercambiador de las camisas y otra
bomba en el secundario del intercambiador de la caldera de recuperación). La
bomba del intercambiador de las camisas deberá suministrar un caudal de 5,2 kg/s
que resulta 312 litros/min. La bomba del secundario del circuito de la caldera de
recuperación deberá poder dar un caudal de 8,11 kg/s que equivale a un caudal de
486,6 litros/min. Ambas bombas deberán poder suministrar a presiones de 20
m.c.a.
En las salidas de las calderas de gasoil se instalarán 2 bombas, una para
alimentar el depósito de expansión y otra para alimentar el circuito principal de
agua caliente para la calefacción y ACS, por lo tanto son dos bombas por cada una
de las dos calderas.
Se instalará una bomba para alimentar el primario del intercambiador para
ACS que necesitará poder suministrar:
.
m=
.
Q
Cpagua ⋅ ∆T
=
650kW
= 7,77 kg ⋅ s −1 = 466,5 litros
min
4,18 ⋅ (90 − 70)
ya que en los momentos de máximo consumo de ACS la potencia máxima
es de 650 kW entregando la potencia al primario del intercambiador de calor de
ACS a una temperatura de 90º C y saliendo del intercambiador a unos 70º C.
Por otro lado necesitaremos bombas para alimentar el circuito principal de
agua fría para climatización desde las máquinas de absorción. Las máquinas de
absorción necesitarán dar potencias de 475 kW como máximo con incrementos de
temperatura desde 12ºC hasta 7º C a la salida. El caudal de cada una de las
bombas de cada máquina de absorción será:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
.
m=
PÁGINA 110
475kW
= 22,73kg ⋅ s −1 ≈ 1.364 litros
hora
4,18 ⋅ (12 − 7)
Los equipos de refrigeración auxiliares que funcionarán en paralelo con las
máquinas de absorción en verano necesitarán poder dar potencias de 900 kW con
saltos de temperatura desde 12º C hasta 7º C por lo que necesitará cada equipo
una bomba de impulsión que sea capaz de dar caudales de:
.
m=
5.4
900kW
= 43,06kg ⋅ s −1 ≈ 2.584 litros
hora
4,18 ⋅ (12 − 7)
REPARTO
DE
POTENCIA
TÉRMICA
MEDIANTE
VÁLVULAS ELECTROCOMANDADAS
En la instalación tenemos una serie de válvulas que vamos a tener que
controlar a la perfección para poder administrar la potencia térmica disponible de
forma eficiente. Existen una serie de válvulas que se pilotan desde la unidad de
control que son vitales:
•
Válvula de tres vías en el circuito de recuperación de calor de los gases
de escape.
•
Válvula de tres vías en el circuito de refrigeración de las camisas de
los motores.
•
Válvula de dos vías en la entrada a caldera auxiliar.
•
Válvula de tres vías en el circuito primario del sistema de ACS.
La válvula en el circuito de recuperación de los gases de escape alimenta a
la máquina de absorción en verano y en invierno con la máquina de absorción
desconectada se envía toda la potencia al intercambiador para entregar la potencia
al circuito principal de agua caliente. En verano cuando la máquina de absorción
no requiera tanta potencia porque las demandas son moderadas se pilotará la
válvula de tres vías en el circuito (ver plano de la instalación) y se enviará una
parte del caudal al intercambiador para entregar la potencia sobrante al circuito
principal. Las variables a controlar para pilotar la válvula son la temperatura de
las salas a acondicionar en verano y el caudal de aire requerido. Si la temperatura
o caudal de aire requerido aumenta se pilota la válvula para enviar toda la
potencia a la máquina de absorción. Cuando el caudal de aire disminuye o la
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 111
temperatura de las salas no se necesita bajar, la válvula se pilotará para permitir
parte del caudal llegar al intercambiador.
La válvula de tres vías en el circuito de refrigeración de las camisas de los
motores es importante para evacuar el exceso de calor del agua en los
aeroenfriadores. Cuando la temperatura de retorno del agua de refrigeración al
motor sea mayor que los 82º C nominales (variable para pilotar) se pilotará la
válvula y se hará pasar parte o todo el caudal por el aeroenfriador.
La válvula de dos vías en la entrada a cada caldera de gas se abrirá cuando
la demanda de calefacción sea mayor que la máxima potencia producible por los
sistemas de recuperación de calor (1156 kW). Se controlará el caudal de aire
caliente requerido por las salas a climatizar en cada momento y se controlará la
temperatura de las salas a climatizar. Si las salas necesitan mucho caudal de aire
caliente o temperaturas más elevadas y se sobrepasa la potencia disponible por
calor recuperado se enviará señal a la válvula de la primera caldera y se pondrá en
marcha quemando gas natural. Si continúa elevándose la demanda hasta
sobrepasar la potencia disponible por calor recuperado más la primera caldera de
1500 kW se pilotará la siguiente válvula en la entrada de la segunda caldera y se
comenzará a hacer entrega de esta potencia al circuito principal. La última caldera
se conectará de forma idéntica después de al segunda caldera si hace falta.
La última válvula de relevancia es la del circuito primario del
intercambiador de calor para ACS. Esta válvula controlará el caudal que fluya
hasta el intercambiador. Cuando no haga falta tanta potencia, se detectará una
disminución del caudal del circuito secundario y la válvula desviará parte del
caudal al retorno directamente.
6. TABLAS DE CARGA HORARIA
En las siguientes tablas recogemos información sobre el modo de
funcionamiento anual de la instalación. Se recoge información sobre producción y
consumo eléctrico, potencia sobrante (para el caso en que estuviera funcionando
en isla), producción de potencia térmica y consumo de potencia térmica, número
de motores funcionando y consumo de combustible.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
Enero
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
Potencia
Eléctrica
producida (kW)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1366
1288
1206
1157
1131
1101
1096
1114
1405
1909
2271
2413
2533
2614
2608
2563
2372
2254
1690
1655
1674
1687
1692
1537
2231
2103
1968
1889
1845
1797
1790
1784
2297
3119
3710
3941
4137
4269
4260
4185
3875
3683
2760
2703
2734
2756
2765
2510
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
672
750
832
881
908
937
943
1943
1652
1148
786
644
524
443
449
494
685
803
1367
1402
1383
1370
1365
1521
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
82
209
344
423
467
515
523
1685
1172
350
-242
-473
-669
-801
-792
-717
-407
-215
708
765
734
713
704
958
Potencia
Consumo de
necesaria de
combustible (kW)
caldera (kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
242
473
669
801
792
717
407
215
0
0
0
0
0
0
Febrero
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1343
1267
1184
1137
1109
1083
1077
1096
1382
1877
2230
2371
2491
2569
2564
2519
2332
2218
1663
1601
1645
1658
1666
1511
1958
1848
1726
1658
1616
1579
1571
1597
2015
2736
3252
3457
3631
3746
3737
3674
3400
3233
2425
2333
2399
2417
2428
2204
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
695
771
854
901
929
955
961
942
656
1180
827
686
567
488
493
538
725
839
1394
1456
1412
1400
1391
1546
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
355
464
586
654
696
733
742
715
298
732
216
11
-163
-278
-269
-206
68
236
1043
1135
1070
1052
1040
1264
Consumo de
combustible
(kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
Potencia
necesaria de
caldera
(kW)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
163
278
269
206
0
0
0
0
0
0
0
0
Marzo
Horas
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
1290
1217
1138
1094
1068
1040
1034
1052
1328
1804
2146
2279
2394
2469
2465
2422
2242
2130
1596
1563
1581
1594
1598
1452
1508
1422
1330
1277
1248
1215
1209
1230
1552
2108
1581
2664
2796
2886
2880
2829
2620
2489
1865
1826
1848
1863
1868
1697
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
2038
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
2312
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
748
821
900
944
970
998
1004
986
710
1253
911
778
663
588
592
635
815
927
1461
1494
1476
1463
1459
586
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
804
890
982
1035
1064
1097
1103
1082
760
1360
1887
804
672
582
588
639
848
979
1603
1642
1620
1605
1600
615
Consumo de
combustible
(kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
5090
Potencia
necesaria de
caldera
(kW)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Abril
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica Total
(kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1381
1306
1224
1174
1145
1116
1111
1129
1281
1833
2161
2216
2314
2303
2072
1899
1613
1584
1652
1707
1736
1760
1718
1560
1442
1362
1277
1226
1195
1165
1160
1179
1337
1913
2256
2314
2415
2404
2163
1982
1683
1653
1723
1782
1812
1837
1792
1628
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
657
732
814
864
893
922
927
909
757
205
-123
841
743
754
985
1158
1444
1473
1405
1350
1321
1297
1339
1497
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
870
950
1035
1087
1117
1147
1152
1133
975
399
56
1154
1053
1065
1305
1486
1785
1815
1745
1686
1656
1631
1676
1840
Consumo de
combustible
(kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
Potencia
necesaria de
caldera
(kW)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Mayo
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1544
1454
1363
1306
1275
1283
1238
1259
1113
1730
2094
2037
2145
2131
1874
1633
1312
1380
1456
1516
1546
1720
1673
1498
847
801
752
723
706
710
687
828
752
1077
1269
1206
1263
1223
1088
961
791
828
899
930
948
1007
948
856
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
494
584
675
732
763
755
800
779
925
308
-56
1020
912
926
1183
1424
1745
1677
1601
1541
1511
1337
1384
1559
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
1531
1573
1617
1644
1659
1656
1677
1504
1574
1278
1104
2328
2276
2323
2446
2561
2716
2683
2607
2579
2563
2520
2584
2668
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de
compresores(kW))
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Junio
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1860
1753
1646
1577
1538
1502
1494
1518
1359
1686
2126
1904
2033
2018
1708
1356
968
1173
1263
1339
1374
1766
1711
1497
1804
1702
1598
1530
1494
1459
1452
1540
1386
1700
2124
1895
2018
1988
1690
1351
978
1174
1278
1350
1386
1745
1677
1472
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
3057
3057
3057
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
1.197
1.304
1.411
461
500
536
544
520
679
352
931
1.153
1.024
1.039
1.349
1.701
2.089
1.884
1.794
1.718
1.683
1.291
1.346
1.560
Potencia
térmica
disponible
(kW)
3468
3468
3468
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
1.819
1.912
2.006
912
945
977
983
867
1.007
722
1.493
1.709
1.598
1.634
1.905
2.213
2.552
2.374
2.270
2.204
2.172
1.854
1.925
2.112
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de
compresores(kW)
7635
7635
7635
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Julio
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1595
1448
1294
1450
1397
1342
1333
1372
1496
1815
2430
1913
2092
2071
1642
1124
875
976
1105
1205
1259
2052
1974
1677
2357
2142
1915
2144
2065
1986
1971
2073
2257
2726
3630
2858
3122
3079
2447
1687
1319
1470
1671
1818
1897
3054
2925
2489
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
1.462
1.609
1.763
1.607
1.660
1.715
1.724
1.685
1.561
1.242
627
1.144
965
986
1.415
1.933
2.182
2.081
1.952
1.852
1.798
1.005
1.083
1.380
Potencia
térmica
disponible
(kW)
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
1.319
1.514
1.720
1.512
1.584
1.656
1.670
1.549
1.382
956
134
842
603
649
1.223
1.914
2.248
2.112
1.922
1.788
1.717
672
795
1.192
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de
compresores(kW)
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
44
0
0
0
0
0
0
0
0
115
1020
323
586
617
0
0
0
0
0
0
0
592
539
102
Agosto
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1684
1538
1381
1398
1342
1288
1280
1318
1081
1680
2303
2188
2370
2350
1914
1583
1034
985
1115
1216
1270
1960
1878
1578
3004
2744
2464
2495
2396
2300
2285
2415
1995
3057
3052
3944
4267
4215
3442
2856
1882
1792
2040
2220
2316
3523
3364
2829
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
1.373
1.519
1.676
1.659
1.715
1.769
1.777
1.739
1.976
1.377
754
869
687
707
1.143
1.474
2.023
2.072
1.942
1.841
1.787
1.097
1.179
1.479
Potencia
térmica
disponible
(kW)
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
730
966
1.221
1.192
1.283
1.370
1.384
1.238
1.620
654
659
-146
-439
-385
318
851
1.736
1.818
1.586
1.422
1.335
245
396
883
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de
compresores(kW)
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
691
431
151
182
83
0
0
0
0
439
434
1402
1725
1749
976
389
0
0
0
0
0
1056
974
439
Septiembre
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1524
1406
1282
1347
1306
1262
1253
1286
1017
1854
2348
2080
2225
2209
1862
1457
1027
1263
1366
1448
1490
1954
1889
1650
1483
1370
1253
1314
1275
1233
1225
1388
1133
1928
2400
2112
2250
2201
1870
1484
1077
1302
1432
1511
1550
1958
1864
1636
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
514
632
756
691
732
776
785
752
1.021
184
709
977
832
848
1.195
1.600
2.030
1.794
1.691
1.609
1.567
1.103
1.168
1.407
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
953
1.056
1.162
1.107
1.142
1.180
1.188
995
1.227
504
1.231
1.504
1.379
1.434
1.735
2.085
2.456
2.252
2.122
2.050
2.014
1.655
1.752
1.958
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de
compresores(kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Octubre
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1326
1253
1173
1124
1098
1068
1063
1082
1104
1594
1944
1981
2100
2177
2172
2087
1902
1868
1320
1285
1303
1436
1444
1294
613
578
541
517
505
491
488
430
415
649
814
840
897
950
948
903
815
808
531
513
521
613
634
563
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
712
785
865
915
940
970
975
956
934
444
94
1.076
957
880
885
971
1.155
1.189
1.737
1.772
1.754
1.621
1.613
1.763
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
1.446
1.493
1.543
1.575
1.591
1.610
1.613
1.515
1.470
1.158
935
2.076
2.001
1.973
1.976
2.026
2.144
2.174
2.501
2.524
2.513
2.464
2.480
2.577
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de equipos
auxiliares (kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Noviembre
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1221
1153
1077
1032
1010
983
978
996
1256
1707
2029
2156
2263
2335
2330
2288
2119
2016
1510
1480
1496
1505
1514
1374
877
827
773
741
725
706
703
716
902
1225
1457
1548
1625
1677
1673
1643
1523
1447
1085
1062
1074
1082
1088
986
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
817
885
961
1006
1028
1055
1061
1042
782
331
9
-118
-225
-297
-292
-250
-81
22
528
558
542
533
524
664
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
1435
1485
1539
1571
1588
1606
1609
1596
1410
1087
855
764
687
636
639
669
790
865
1227
1250
1238
1231
1224
1326
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de caldera (kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Diciembre
Horas
Demanda
Eléctrica
(kW)
Demanda
Térmica
Total (kW)
Número de
motores
funcionando
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1294
1220
1140
1094
1073
1042
1037
1056
1331
1809
2150
2284
2399
2474
2466
2425
2245
2134
1598
1566
1583
1596
1601
1454
1708
1610
1506
1445
1415
1376
1369
1394
1758
2389
2839
3015
3166
3267
3257
3203
2965
2817
2111
2068
2090
2108
2115
1920
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Potencia
Eléctrica
disponible
(kW)
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
2038
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
3057
Potencia
térmica
disponible
(kW)
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
2312
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
3468
Potencia
Eléctrica
sobrante
(kW)
744
818
898
944
965
996
1001
982
707
1248
907
773
658
583
591
632
812
923
1459
1491
1474
1461
1456
1603
Potencia
térmica
sobrante
(kW)
604
702
806
868
897
936
943
918
554
1079
629
453
302
201
212
265
503
651
1357
1400
1379
1361
1353
1548
Consumo de
combustible
(kW)
Potencia necesaria
de caldera (kW)
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
5090
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
7635
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
En las siguientes gráficas se muestra el comportamiento de la instalación
en modo isla consumiendo su propia producción de electricidad.
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Enero
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Febrero
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Demanda Eléctrica (kW)
Hora
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Marzo
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Abril
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Mayo
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Junio
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Demanda Eléctrica (kW)
Hora
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Julio
4000
3500
Potencia (kW)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Agosto
4500
4000
Potencia (kW)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Septiembre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Octubre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Noviembre
2500
Potencia (kW)
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Diciembre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 124
en modo isla consumiendo su propia producción de electricidad.
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Enero
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Febrero
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 125
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Marzo
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Abril
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 126
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Mayo
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Junio
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 127
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Julio
4000
3500
Potencia (kW)
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Agosto
4500
4000
Potencia (kW)
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 128
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Septiembre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Octubre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.2 CÁLCULOS
PÁGINA 129
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Noviembre
2500
Potencia (kW)
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
Cobertura de la Demanda Eléctrica Día Tipo Mes de
Diciembre
3500
3000
Potencia (kW)
2500
2000
1500
1000
500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora
Demanda Eléctrica (kW)
Potencia Eléctrica disponible
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 130
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
ÍNDICE GENERAL
1. PRINCIPIOS BÁSICOS ........................................................................................................ 131
2. ANÁLISIS DE COSTES EN LA ACTUALIDAD ............................................................... 131
2.1 Consumo de gas natural ............................................................................................... 132
2.2 Consumo de electricidad............................................................................................... 134
3. ANÁLISIS DE COSTES CON TRIGENERACIÓN........................................................... 136
3.1 Retribución en el nuevo RD 661 ................................................................................... 137
3.1.1 Primas especiales.................................................................................................................. 139
3.2 Modos de venta de electricidad a red ........................................................................... 141
3.2.1 Modo Tarifa fija regulada ..................................................................................................... 141
3.2.1 Modo venta a mercado con prima......................................................................................... 141
3.3 Consumo de electricidad............................................................................................... 141
3.4 Consumo de gas natural ............................................................................................... 142
4. INVERSIÓN INICIAL........................................................................................................... 143
5. FLUJOS DE CAJA................................................................................................................. 144
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 131
1. PRINCIPIOS BÁSICOS
La instalación de trigeneración o de cogeneración se lleva a cabo, desde el
punto de vista del usuario, para ahorrar dinero en costes energéticos. Para el
análisis económico de la viabilidad de la instalación de trigeneración se requiere
determinar el ahorro en los costes energéticos y el valor de la inversión requerida.
Se necesitará determinar los consumos de combustible y de electricidad
con y sin la instalación de trigeneración y aplicar los precios correspondientes de
combustible y la tarifa apropiada a la energía eléctrica comprada y vendida a la
red. Además de estos flujos de caja se tendrá que estimar un sobrecoste por
mantenimiento adicional de la instalación.
El hospital funciona actualmente consumiendo energía eléctrica de la red
para cubrir sus necesidades de alumbrado, fuerza y para los 3 equipos de
refrigeración que emplean compresores mecánicos. Para cubrir sus necesidades de
calor, el hospital cuenta con tres calderas de gas natural de 1500 kW cada una. El
aprovisionamiento de energía eléctrica se realiza mediante conexión a la red de
suministro a 20 kV de la compañía distribuidora. El hospital dispone de un centro
de transformación de 20 kV a 380 V constituido por 4 transformadores de 1400
kVA. La potencia contratada por el hospital es de 2300 kW, siendo la máxima
demandada 4913 kW que se comprará a la red según la tarifa de larga utilización
que tiene contratada. La electricidad producida en los generadores se exportará a
la red eléctrica y se percibirá una retribución a determinar según el modo de venta
elegido y que viene estipulado en el artículo 24 del RD 661. Este modo de
funcionamiento se basa en el hecho de que la electricidad la podemos vender más
cara a la red que el precio al que se compra de la red y por ello nos interesa vender
la producción entera de electricidad a la red y no autoconsumir al menos que sea
necesario.
2. ANÁLISIS DE COSTES EN LA ACTUALIDAD
Los principales costes que se tienen en la actualidad son consumo de gas
natural para las calderas y electricidad comprada a la red.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 132
2.1 Consumo de gas natural
El gas natural para consumidores industriales y grandes consumidores está
regulado por el Estado. El precio del gas natural lo fija el Estado y lo calculan
fijándose en el precio de otros combustibles derivados del petróleo. El precio
viene fijado por la siguiente fórmula:
Cmp
=
0,070669
0,012436*GO_ARA
+
+
(126,947628
0,119729*F1%_GL
+
+
0,119565*GO_GL
+
0,00703*F1%_ARA
+
0,059865*F3.5%_GL + 0,00703*F3.5%_ARA)/(100*E)
Donde:
•
G O_GL = Gasoil de 0,2% de azufre en Génova-Lavera.
•
G
O_ARA
=
Gasoil
de
0,2%
de
azufre
en
Ámsterdam/Rótterdam/Amberes.
•
F1%_GL = Fueloil 1% de azufre en Génova-Lavera.
•
F1%_ARA
=
Fueloil
1%
de
azufre
en
azufre
en
Ámsterdam/Rótterdam/Amberes.
•
F3.5%_GL = Fueloil 3,5% de azufre en Génova Lavera.
•
F3.5%_ARA
=
Fueloil
3,5%
de
Ámsterdam/Rótterdam/Amberes.
•
E = cambio medio en Dólares/Euro en el trimestre anterior al de la
fecha de cálculo, utilizándose para el cálculo de dicha media trimestral,
las cotizaciones diarias Dólar/Euro publicadas por el Banco de España
o el Banco Central Europeo.
Las cotizaciones utilizadas corresponden a las medias durante el semestre
anterior de los productos en posición CIF, publicadas en el Platts Oilgram, en el
Platts PEM o en PLEUSCAN, expresadas en $/Tm.
En caso de producirse actualizaciones del Cmp de acuerdo a lo establecido
en la presente disposición transitoria, los nuevos términos variables definidos en
el anexo se calcularán aplicando la siguiente fórmula:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 133
Tvnk = Tvk + ∆Cmp
Donde:
•
Tvnk es el nuevo término variable a aplicar para cada nivel de
consumo de referencia «k».
•
Tvk es el término variable en vigor para cada nivel de consumo de
referencia «k».
•
∆Cmp es la variación del Cmp en cent/kWh.
El precio del gas lo revisará trimestralmente el Estado y si ha
experimentado cambios superiores al 2% se modificará el precio del mismo.
Luego, a primera vista se podría considerar un riesgo el hecho de que cada tres
meses el precio del gas puede cambiar y por lo tanto influir en la retribución.
La distribución de gas natural se hace por gasoductos a distintas presiones
que se dividen en tres grupos: presiones mayores que 60 bares, presiones entre 4 y
60 bares y distribución a presiones igual o menor que 4 bares. En este proyecto y
el más habitual para el sector terciario, es el suministro de gas natural canalizado a
4 bares que se llama el grupo 3 en el BOE y las tarifas a partir del 12 de Abril de
2008 se han fijado en el BOE como:
Término
TARIFA
T.1 Consumo inferior o igual a 5.000
kWh/año
T.2 Consumo superior a 5.000 kWh/año e
inferior o igual a 50.000 kWh/año
T.3 Consumo superior a 50.000 kWh/año e
inferior o igual a 100.000 kWh/año
T.4 Consumo superior a 100.000 kWh/año
Fijo
Variable
(€/cliente_mes)
(cent€/kWh)
2,56
5,283625
5,72
4,519725
44,17
3,577925
65,77
3,310225
*precio de la materia prima gas natural Cmp=2,283425 cent€/kWh
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 134
Los consumos anuales de gas natural que se tienen en el hospital
actualmente son los siguientes:
ESTADO ACTUAL SIN TRIGENERACIÓN
Consumo de gas natural
Mes
Consumo de gas (kWh)
Coste fijo
Coste variable
Coste total
Enero
3209336,576
65,77
106236,2617
106302,0317
Febrero
2633340,847
65,77
87169,50704
87235,27704
Marzo
2392695,523
65,77
79203,60536
79269,37536
Abril
2155737,869
65,77
71359,77388
71425,54388
Mayo
1440397,73
65,77
47680,40575
47746,17575
Junio
1166662,349
65,77
38619,14873
38684,91873
Julio
1135131,793
65,77
37575,41639
37641,18639
Agosto
1139067,608
65,77
37705,70071
37771,47071
Septiembre
1221882,217
65,77
40447,05061
40512,82061
Octubre
1443324,263
65,77
47777,28058
47843,05058
Noviembre
1909666,605
65,77
63214,26138
63280,03138
Diciembre
2633630,364
65,77
87179,09073
87244,86073
Total
22.480.873,74
789,24 €
744.167,50 €
744.956,74 €
El consumo anual de combustible actual es de 22.480.873,74 kWh por lo
que es de aplicación la tarifa T.4 con precio fijo=65,77 €/mes y con una tarifa
variable de 3,31 céntimos/kWh. Esto resulta en unos costes totales anuales de
745.000 €.
2.2 Consumo de electricidad
El hospital tiene contratado actualmente 2300 kW de potencia con una
tarifa de larga duración del tipo 3.1 a tensión nominal 20 kV. En el BOE se
publican trimestralmente las tarifas revisadas:
“…Artículo 1. Ajuste de los costes y tarifas a partir de 1 de julio de 2007.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 135
1. Se ajustan las tarifas para la venta de energía eléctrica que aplican las
empresas distribuidoras de energía eléctrica a partir de 1 de julio de 2007,
teniendo en cuenta los costes previstos para dicho año y se mantienen las tarifas
de acceso a las redes de transporte y distribución de energía eléctrica que
aplican las empresas. En el Anexo del presente real decreto figuran las tarifas
básicas a aplicar con los precios de los términos de potencia y energía.
2. Se reconoce ex ante la existencia de un déficit de ingresos en las
liquidaciones de las actividades reguladas que se generará entre el 1 de julio de
2007 y el 30 de septiembre de 2007 que asciende a 750.000 miles de euros…”
Las tarifas que se aplicaron al hospital con los datos de las demandas
obtenidos fueron:
TARIFAS Y ESCALÓN DE TENSIÓN
Término de
Término de
potencia: Tp
energía: Te
(€/kW_mes)
(€/kWh)
Larga utilización:
3.1 No superior a 36 kV
12,770703
0,060824
3.2 Mayor de 36 kV y no superior a 72,5 kV
11,941728
0,057268
3.3 Mayor de 72,5 kV y no superior a 145 kV
11,575784
0,055059
3.4 Mayor de 145 kV
11,224775
0,053557
Por lo que la tarifa fija mensual para el hospital fue de 12,770703 €/mes y
el término de energía fue de 0,060824 €/kWh.
Las demandas actuales de electricidad son las siguientes:
ESTADO ACTUAL SIN TRIGENERACIÓN
Consumo de electricidad
Mes
Demanda Eléctrica
Término de
Término de
Coste total
Enero
1.312.335
29.373
79.821
109.194
Febrero
1.164.558
29.373
70.833
100.206
Marzo
1.239.851
29.373
75.413
104.785
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 136
Abril
1.169.771
29.373
71.150
100.523
Mayo
1.296.247
29.373
78.843
108.216
Junio
1.429.021
29.373
86.919
116.291
Julio
1.642.558
29.373
99.907
129.280
Agosto
1.832.947
29.373
111.487
140.860
Septiembre
1.465.760
29.373
89.153
118.526
Octubre
1.202.569
29.373
73.145
102.518
Noviembre
1.134.827
29.373
69.025
98.397
Diciembre
1.242.217
29.373
75.557
104.929
Total
14.144.298
352.471 €
981.253 €
1.333.724 €
El coste energético anual del hospital actualmente es la suma de gas+
electricidad:
Coste _ energ _ anual = 744.956,74€ + 1.333.724,33€ = 2.078.681,07€ / año
3. ANÁLISIS DE COSTES CON TRIGENERACIÓN
Con la instalación de trigeneración los costes energéticos serán los
relacionados con el consumo de combustible para los equipos de cogeneración,
los costes de compra de electricidad a la red y los costes relacionados con el
mantenimiento de la instalación ya que se necesita contratar a un operario
cualificado que se encargue del mantenimiento y funcionamiento de la
instalación. La venta de electricidad a la red será un ingreso muy importante ya
que se exportará el 100% de la producción de electricidad.
La legislación nueva establecida por el Estado referente a la producción de
energía en régimen especial publicada en el Real Decreto 661-2007 del 25 de
Mayo establece los derechos y régimen retributivo de los productores en régimen
especial.
El productor de electricidad en régimen especial tendrá derecho a vender
una parte o toda su energía a la red siempre que sea técnicamente posible y en
unas condiciones mínimas de calidad en cuanto a factor de potencia etc. El modo
de retribución económico se puede hacer de dos maneras. La primera forma es
percibiendo por la energía una tarifa fija regulada aplicable a todas las horas del
día. La segunda forma de retribución es vendiendo la energía en el mercado libre
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 137
o Pool percibiendo por la energía el precio del Pool en ese momento más una
prima establecida de referencia. Al elegir una de las dos opciones el cogenerador
se tendrá que acoger a ella durante un periodo de al menos un año.
La tarifa regulada y la prima de referencia se fijan en función del tipo de
instalación y de la potencia eléctrica instalada y se publican en el BOE. Nuestra
instalación se encuentra en el grupo a.1.1 y la potencia instalada es de 3,057 MW.
En la tabla siguiente se muestran las tarifas y primas establecidas en esta
categoría.
Grupo Subgrupo
a
a.1.1
Combustible
Gas Natural
Potencia
Tarifa regulada Prima de referencia
c€/kWh
c€/kWh
P≤0,5 MW
12,0400
-
0,5<P≤1 MW
9,8800
-
1<P≤10 MW
7,7200
2,7844
10<P≤25 MW
7,3100
2,2122
25<P≤50 MW
6,9200
1,9147
3.1 Retribución en el nuevo RD 661
El RD 661 introduce otra novedad para el régimen de retribución de las
instalaciones de régimen especial diferenciando las instalaciones que destinan su
producción térmica para la climatización de edificios que es nuestro caso. En el
RD 661 dice:
“Para el caso de aprovechamiento de calor útil para climatización de
edificios, se contemplan dos revisiones anuales semestrales, en las que se
evaluará y liquidará de forma extraordinaria para el período correspondiente de
octubre a marzo (1º semestre) y para el de abril a septiembre (2º semestre), el
valor de la expresión siguiente de energía eléctrica ( E REEo ) en cada uno de esos
períodos.”
E REEo =
V
⎛ 1
1 ⎞
⎟⎟
Re fH ⋅ ⎜⎜ −
REE
η
e
⎝
⎠
siendo Eo la energía eléctrica que cumpliría con el REE mínimo requerido,
considerando la energía térmica útil real medida. Esta energía eléctrica no podrá
superar el valor de la electricidad vendida a la red en el período. Por lo tanto
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 138
⎧ E ≤ E REEo ⇒ E
percibiremos: ⎨
Donde E es la producción eléctrica real de la
⎩ E > E REEo ⇒ E REEo
instalación en el período. Es de destacar el hecho que introduce el RD 661 con la
definición del término V
que ahora recoge la energía térmica útil de la
instalación, es decir la que finalmente se utiliza. Esto afecta sobre todo a las
instalaciones que emplean máquinas de absorción de simple efecto con
rendimientos inferiores a 0,7 que castigan mucho el aprovechamiento de la
energía final.
Por lo tanto para el cálculo de la retribución a percibir se tendrá que
separar la producción en los dos semestres establecidos para asegurar que se
cumple en los dos períodos el REE mínimo para poder participar en régimen
especial y se calculará para los dos períodos el valor correspondiente de Eo. En el
apartado de cálculos se recoge en forma de tabla esta información y aquí se vuelve
a resumir:
Mes
Oct
Nov
Dic
Ene
Feb
Mar
Total
Nº
Días
31
30
31
31
28
31
182
Producción
Eléctrica
(MWh)
1.801
1.467
1.990
2.053
1.798
1.959
11.067
Invierno
Potencia
Consumo de
aprovechada
Combustible
para acs y
(MWh)
calefacción
4.497
803
3.665
815
4.970
1.640
5.128
2.142
4.489
1.698
4.891
1.420
27.641
8.518
Rendimiento
exclusivamente
Eléctrico (E/Q)
40%
40%
40%
40%
40%
40%
40%
Eo (MWh)
1.313
1.333
2.683
3.504
2.777
2.323
13.932
Verano
Prod. Consumo de
Nº
Eléc. combustible
Mes Días (MWh)
(MWh)
Abr 30 1.865
4.657
May 31 1.927
4.813
Jun 30 1.987
4.963
Jul 31 2.274
5.680
Ago 31 2.274
5.680
Sep 30 1.895
4.734
Total 183 12.223
30.527
Potencia
aprov. para
acs y/o
calefacción
1.221
258
204
160
163
252
2.258
Potencia
aprov. para
refrigeración
427
929
1.548
1.911
896
5.711
Pot.
térmica
total
aprov.
(MWh)
1.221
685
1.134
1.708
2.074
1.147
7.969
Rend.
Excl..
eléc.
Eo
(E/Q) (MWh)
40%
1.997
40%
1.120
40%
1.854
40%
2.794
40%
3.392
40%
1.877
40% 13.034
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 139
Para la liquidación se distingue entre los dos modos de venta de energía a
red, si es en el modo de venta de tarifa regulada o si es en el modo de venta en el
mercado diario más la prima de referencia.
Para el modo de venta con tarifa regulada el RD establece que el
cogenerador percibirá el valor resultante de multiplicar la producción eléctrica E,
siempre que sea igual o inferior a Eo, por la tarifa media ponderada.
Entendiéndose tarifa media ponderada como el cociente del sumatorio de los
productos de la electricidad que la instalación cede al sistema en cada momento
por el valor de la tarifa regulada de ese momento y el total de la electricidad
cedida por la instalación al sistema en el período.
En la opción de venta en el mercado eléctrico se percibirá el valor
resultante de multiplicar E por la prima meda ponderada del periodo de
liquidación. La prima media ponderada se calcula como el cociente del sumatorio
de los productos de la energía vendida en el mercado en cada momento por el
valor de la prima a percibir en cada momento todo ello dividido entre el valor de
la producción total de electricidad en el período.
3.1.1 Primas especiales
La nueva ley de régimen especial establece además unas primas por
eficiencia por encima de la mínima exigida para poder operar en régimen especial
y una prima por potencia reactiva independientemente del modo de retribución
que se elija.
La prima por eficiencia es función directa del ahorro de energía primaria
que exceda del que corresponde al cumplimiento de los requisitos mínimos para
acogerse al régimen especial. Ahora cuanto más eficiente seas, más percibes por
la venta de energía eléctrica. La prima se calcula de la siguiente manera y se
revisa trimestralmente junto con el precio del combustible gas natural:
⎡
⎤
1
1
Complemento _ eficiencia = 1,1 ⋅ ⎢
−
⎥ ⋅ Cmp
REE
REE
min imo
instalación ⎦
⎣
El rendimiento eléctrico mínimo exigido para instalaciones de nuestras
características es del 55%, en nuestro caso el rendimiento eléctrico equivalente lo
tenemos que calcular por semestres de octubre a marzo y de abril a septiembre
para poder calcular la prima a aplicar en cada semestre. Por otro lado el precio
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 140
actual del gas natural es Cmp = 2,283425 c€/kWh y es el que emplearemos para
nuestro cálculos más adelante. En el siguiente cuadro se resumen las primas por
eficiencia a percibir:
Primas por eficiencia (c€/kWh)
Semestre
REE
Prima
Invierno
61%
0,45
Verano
56%
0,082
La prima por potencia reactiva se calcula como un porcentaje, en función
del factor de potencia con el que se entregue la energía a la red del valor de
7,8441 c€/kWh, que se revisará anualmente. Según el factor de potencia las
bonificaciones/penalizaciones son:
Tipo de factor de
potencia
Inductivo
Capacitivo
F.d.p
Bonificación %
Punta Llano Valle
Fp<0,95
-4
-4
8
0,95≤Fp<0,96
-3
0
6
0,96≤Fp<0,97
-2
0
4
0,97≤Fp<0,98
-1
0
2
0,98≤Fp<1
0
2
0
1,00
0
4
0
0,98≤Fp<1
0
2
0
0,97≤Fp<0,98
2
0
-1
0,96≤Fp<0,97
4
0
-2
0,95≤Fp<0,96
6
0
-3
Fp<0,95
8
-4
-4
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 141
Para este cálculo hemos supuesto que nuestra instalación va a funcionar
con un factor de potencia variable entre los valores de 0,96 y 0,97. Por lo tanto en
las horas punta percibiremos una penalización de 7,8441*-0,02*1000= -1,5688
€/MWh y en las horas valle tendremos una prima de 7,841*0,04*1000= 3,137
€/MWh.
3.2 Modos de venta de electricidad a red
3.2.1 Modo Tarifa fija regulada
En este modo se percibe una tarifa fija que en nuestro caso hemos
expuesto anteriormente que era 7,72 c€/kWh equivalente a 77,2 €/MWh y se
multiplica por un factor amplificador en las horas punta y por un factor reductor
en las horas valle que son 1,0462 y 0,9670 respectivamente.
Con las tablas de energía exportada a red podemos calcular la cantidad a
ingresar por venta de energía y resulta 1.898.677€ anuales.
3.2.1 Modo venta a mercado con prima
En este modo el productor percibe una prima que añade al valor de
mercado y que se obtiene de tablas siendo en nuestro caso 2,7844 c€/kWh
equivalente a 27,844 €/MWh. Para hacer la estimación de los ingresos a obtener
en este modo de funcionamiento hemos empleado datos históricos del pool. Con
la potencia a exportar en cada hora hemos calculado el beneficio neto que
obtendríamos para cada día, mes y total anual. El beneficio resulta 1.966.621€
anuales, algo mejor que en el modo de venta a tarifa fija.
Por lo tanto el modo óptimo de retribución para nuestra instalación es el de
vender en el mercado eléctrico.
3.3 Consumo de electricidad
La planta tendrá que comprar toda su electricidad a la red porque exporta
toda su producción. La compra de energía se hará según la tarifa de larga
utilización que se tiene actualmente contratada y por ello los costes por compra de
energía serán los mismos que en el caso original, es decir 1.333.724 €/año.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 142
3.4 Consumo de gas natural
Con la instalación el consumo de combustible se multiplica por 2,5 ya que
ahora el combustible alimenta a los motores y están funcionando todo el año
prácticamente. En la siguiente tabla mostramos los consumos mensuales de
combustible con los costes incurridos al aplicar la tarifa de gas antes descrita:
FUNCIONAMIENTO CON TRIGENERACIÓN
Consumo de gas natural
Mes
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Total
Consumo de gas (kWh)
Coste fijo
Coste variable
Coste total
5.128.175
65,77
169.754 €
169.820 €
4.489.380
65,77
148.609 €
148.674 €
4.891.490
65,77
161.919 €
161.985 €
4.657.350
65,77
154.169 €
154.235 €
4.812.595
65,77
159.308 €
159.373 €
4.962.750
65,77
164.278 €
164.344 €
5.680.440
65,77
188.035 €
188.101 €
5.680.440
65,77
188.035 €
188.101 €
4.733.700
65,77
156.696 €
156.762 €
4.497.015
65,77
148.861 €
148.927 €
3.664.800
65,77
121.313 €
121.379 €
4.970.385
65,77
164.531 €
164.597 €
58.168.520,00
789,24 €
1.925.509 €
1.926.298 €
Vemos que los costes se incrementan 2,6 veces.
Es importante remarcar que sin la trigeneración el precio del gas natural
supone un riesgo a contemplar mientras que si se instala la trigeneración y
funcionamos en régimen especial según establece el Estado nos cubrimos de este
riesgo en cierta medida. Nos cubrimos del riesgo porque las primas por eficiencia
en la venta de electricidad a red en el régimen especial están calculadas con
respecto al precio del gas natural Cmp que establece el Estado. De esta forma si el
precio del gas sube, también suben las primas por eficiencia y no se ven afectados
los márgenes de operación por venta a red.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 143
Para el funcionamiento con trigeneración nos hace falta un operario
cualificado que lleve a cabo las operaciones de mantenimiento, revisiones, ajustes
etc. Y para este coste estimaremos un sueldo de 30.000 €/año para el primer año
de explotación afectando el sueldo del incremento del IPC a lo largo de los años.
Además de este coste se necesitarán estimar los costes de lubricantes, piezas de
repuesto etc para los grupos de cogeneración así como para las máquinas de
absorción. Estimaremos en 0,006 €/kWh los costes de mantenimiento para los
grupos y en 0,005 €/kWh los costes de las máquinas de absorción.
Por lo tanto el coste energético total anual que supone la trigeneración será
de
Coste _ energ _ anual = 1.333.724 + 1.926.298 + 198.296 − 1.966.621 = 1.491.697€ / año
frente a 2.078.681€/año de la instalación original sin trigeneración.
4. INVERSIÓN INICIAL
Los componentes principales de la inversión inicial son:
•
Grupos de cogeneración. Se estima en 620 €/kWe instalado
•
Máquinas de absorción: Se estima su coste en 260 €/kW_frío
•
Sistemas eléctricos y equipos hidráulicos. Se estiman estos costes
en el 15% de la inversión total y resultan aproximadamente en 160165€/kWe instalado.
•
Obra civil para construir recintos acondicionados para la
instalación. Supone el 5% de la inversión total y se estima en 55-60
€/kWe instalado.
•
Dirección de obra. Supone el 6% de la inversión inicial y supone
unos 64€/kWe instalado.
En la siguiente tabla recogemos los costes desglosados de la inversión
inicial:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
Inversión inicial
Coste de grupos generadores €/kWe
Coste máquinas de absorción €/kW_frío
Subtotal máquinas
Coste
PÁGINA 144
Potencias
Coste total
620
3057
1.895.340 €
260
2238
581.880 €
-
-
2.477.220 €
-
-
502.139 €
-
-
167.379 €
-
-
200.855 €
-
-
870.374 €
unitario
Sistemas eléctricos e hidráulicos
(Intercambiadores, bombas, etc)
Obra civil
Dirección de obra
Subtotal obra y sistemas
Total
3.347.594 €
Mantenimiento anual cogeneración €/kWh
Personal de mantenimiento
0,006
23.290.264
139.741€
-
-
30.000 €
0,005
5.710.925
28.554 €
Mantenimiento anual máquinas de absorción
€/kWh
5. FLUJOS DE CAJA
El análisis de la viabilidad se puede hacer por cualquier método de
descuento de flujos de caja o cálculo de valor actual neto. Para nuestro análisis
emplearemos unos cash flows virtuales que se basan en el ahorro de costes
energéticos que supone la instalación de trigeneración. El análisis lo haremos para
la vida útil de los motores que estimaremos en 70.000-73.000 horas de trabajo (se
lleva a cabo un reacondicionamiento de los motores a las 45.000 horas de
funcionamiento). El número de horas de funcionamiento anuales es de
22980/3=7.660 horas/año_motor por lo tanto proyectaremos los cash flows para
un periodo de 72.000/7.660≈10 años de vida. Los flujos de caja los descontaremos
con una tasa de descuento que tenga en cuenta los riesgos de nuestra inversión que
incluyen:
•
Posibilidad que los ingresos por venta de electricidad sean menores
de lo previsto.
•
Posibilidad de penalizaciones por no cumplir con los requisitos
mínimos de eficiencia o factor de potencia.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
•
PÁGINA 145
Estimaciones erróneas en el cálculo de los costes o variaciones de
los mismos por factores imprevistos.
El marco legal que regula la producción en régimen especial es muy
seguro y su alcance temporal en el futuro es amplio. Las políticas energéticas que
está impulsando el gobierno con las ayudas a la cogeneración suponen un marco
muy estable para los operadores en el régimen especial y esto hace que la
inversión sea más segura. Por otro lado al recoger las primas los incrementos del
precio del gas natural no nos supone un riesgo significativo el que las materias
primas suban cada año, nuestros costes energéticos serán más o menos estables y
pueden considerarse constantes a lo largo de los 10 años en el cálculo del VAN.
Otra observación es que para el sueldo del personal de mantenimiento tenemos
que incrementar cada año el sueldo por el incremento del IPC. Para los 10 años
considerados hemos tomado un valor único de 2,5% constante, para simplificar,
que hemos tomado de estimaciones hechas por diversas fuentes.
Por todo ello la tasa de descuento la calcularemos en base al bono del
Estado español a 10 años, que se sitúa en el 4%. En este momento podemos
plantear dos escenarios posibles.
•
Escenario optimista. En este caso al 4% del bono le añadiremos
una tasa de descuento por riesgos adicionales del 1% llegando a
una tasa de descuento total del 5%.
•
Escenario pesimista. En este caso al bono le añadiremos una tasa
adicional del 3% para recoger la posibilidad de que los flujos de
caja sean más inciertos y que existe un riesgo patente. La tasa total
será entonces del 7%.
En la siguiente tabla representamos los flujos de caja con el VAN y el TIR
obtenidos para los dos escenarios posibles.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
SIN TRIGENERACIÓN
CON TRIGENERACIÓN
CASH FLOWS
Año
0
INV. INICIAL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-3.347.595 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.966.622 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
COMBUSTIBLE
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
1.926.298 €
MANTENIMIENTO
198.296 €
208.335 €
213.543 €
218.882 €
224.354 €
229.963 €
235.712 €
241.605 €
247.645 €
253.836 €
COSTES TOTALES
1.491.697 €
1.501.736 €
1.506.944 €
1.512.282 €
1.517.755 €
1.523.363 €
1.529.112 €
1.535.005 €
1.541.045 €
1.547.236 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
1.333.724 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
744.957 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
2.078.681 €
586.984 €
576.946 €
571.737 €
566.399 €
560.927 €
555.318 €
549.569 €
543.676 €
537.636 €
531.445 €
559.033 €
523.307 €
493.888 €
465.978 €
439.501 €
414.387 €
390.568 €
367.981 €
346.565 €
326.261 €
548.583 €
503.927 €
466.708 €
432.103 €
399.933 €
370.032 €
342.244 €
316.424 €
292.438 €
270.159 €
INGRESOS ELEC.
COSTE COMPRA
ELECTRICIDAD
COSTE
ELECTRICIDAD
COSTE
COMBUSTIBLE
COSTES TOTALES
VAN Mejor
escenario
979.873
VAN Peor
escenario
CASH FLOWS
594.956
TIR
11%
-3.347.595 €
-3.347.595
€
-3.347.595 €
1. MEMORIA
1.3 ESTUDIO DE VIABILIDAD
PÁGINA 147
El Valor actual neto de la instalación en el mejor caso considerado resulta
de 979.873 € que es muy considerable y en el peor caso posible el VAN es tan
solo de 594.956 € que es un poco peor. En cualquiera de los casos la tasa interna
de rentabilidad es del 11% que es bastante bueno. La inversión podría ser rentable
hasta valores de la tasa de descuento o de inflación del 11% que es bastante
bueno. En el siguiente gráfico mostramos la evolución de los flujos de caja. En el
gráfico se aprecia cómo la inversión se recupera en unos 5 años y medio que se
llama el periodo de retorno.
Evolución de Cash Flows
3.000 €
2.000 €
Miles de Euros
1.000 €
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0€
Años
-1.000 €
-2.000 €
-3.000 €
-4.000 €
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA148
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
ÍNDICE GENERAL
1. EMISIONES ATMOSFÉRICAS .......................................................................................... 149
2. VIBRACIONES...................................................................................................................... 153
3. RUIDOS .................................................................................................................................. 153
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA149
1. EMISIONES ATMOSFÉRICAS
Los motores de gas expulsan a la atmósfera una serie de gases
provenientes de la combustión que son nocivos para el hombre y el medio
ambiente. Las sustancias que emiten los motores se pueden clasificar en:
•
Hidrocarburos no quemados, CHx
•
Óxidos de Nitrógeno, NOx
•
Monóxido de Carbono, CO
•
Compuestos derivados del azufre, Sx
El monóxido de carbono (CO), al igual que los hidrocarburos no quemados
(CHx), se producen cuando hay escasez de oxígeno durante la fase de combustión
o por defecto de la mezcla aire/combustible. Si el oxígeno en la cámara de
combustión es escaso, el CO generado en la combustión no se oxida para dar CO2
y por lo tanto se emite monóxido de carbono; por otro lado, si la mezcla es muy
pobre o muy rica se tendrán problemas para quemarse completamente.
Los óxidos de nitrógeno (NOx) se producen cuando la combustión alcanza
picos de temperatura en la cámara de combustión. La temperatura de combustión
se puede controlar regulando el avance de la chispa en el cilindro o carburando
con un exceso de aire menor.
Las emisiones de SO2 que contribuyen en un 45% a la llamada lluvia
ácida, son prácticamente nulos en los motores de gas ya que el gas natural que se
suele suministrar no lleva a penas azufre salvo para odorantes y aditivos
especiales.
En la instalación original, el hospital estaba empleando 22,5 GWh de gas
natural y ahora el hospital está consumiendo 56,2 GWh, aproximadamente 2,5
veces el consumo original. Este consumo está justificado por el mayor
aprovechamiento que hacemos de la energía. El consumo original de combustible
del hospital solamente era para la producción de calefacción y acs mientras que
ahora es para eso y también para la producción de electricidad y frío. El
rendimiento de la instalación sin trigeneración es del orden del 40% sólo
considerando el consumo de combustible, mientras que con la trigeneración el
rendimiento global es del orden del 70%. Al verter nuestra energía eléctrica a la
red estamos sirviendo a personas ajenas al hospital de energía proveniente de un
sistema de alta eficiencia. La electricidad que se produce por ejemplo en una
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA150
central térmica de carbón es del orden del 40% por lo que si sustituyese la
potencia instalada de las centrales de carbón por trigeneraciones y cogeneraciones
equivalentes en potencia estaríamos empleando un 30% mejor nuestro recursos.
Para la reducción de emisiones a la atmósfera los motores cuentan con
unos sistemas de eliminación de contaminantes entre los que están:
E.G.R. (Exhaust Gas Recirculation)
Consiste en la recirculación de los gases de escape de nuevo a la admisión
para reducir la emisión final de contaminantes tipo NOx. La válvula EGR
recircula los gases de escape que contienen gases inertes y un contenido de NOx
determinado. Al entrar en la cámara de combustión junto con el nuevo
combustible no puede entrar tanto aire en la cámara de combustión. Al tener
menos aire en la combustión la temperatura de combustión que se alcanza
disminuye y con ello las emisiones de NOx finales. En el siguiente cuadro se
muestra un esquema del EGR:
1-Medidor de masa de aire.
2- Sensor de revoluciones (RPM).
3- Sensor de temperatura.
4- Convertidor EGR. (electroválvula de control de vacío)
5- Válvula EGR.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA151
Catalizadores
Los convertidores catalíticos como su nombre indica, son catalizadores
que se instalan en la salida de los gases de escape del motor con la finalidad de
poner a disposición de los hidrocarburos no quemados (CHx) el oxígeno presente
en los NOx emitidos en el escape.
En un catalizador se producen dos procesos o transformaciones
fundamentales:
•
Reducción catalítica. En él la superficie catalítica rompe las moléculas
de óxidos de nitrógeno, dando lugar a moléculas de nitrógeno y
moléculas de oxígeno. 2 N0 = > N 2 + O 2
•
Oxidación catalítica. En este caso, el catalizador sirve de soporte para
completar la combustión del CO y de los hidrocarburos residuales. No
obstante, este proceso requiere de oxígeno. Para conseguir que los
gases de escape dispongan de suficiente oxígeno como para realizar la
oxidación catalítica es necesario un sensor, denominado "sonda
lambda". Esta sonda se encuentra a la entrada del catalizador. Su
función es medir el nivel de oxígeno en los gases de escape. Gracias a
este sensor, el sistema electrónico de inyección calcula la proporción
necesaria entre combustible y aire para permitir que en los gases de
escape exista suficiente oxígeno para permitir al catalizador la
combustión de los hidrocarburos residuales.
Un catalizador permite reducir la emisión de gases contaminantes a la
atmósfera, como son los óxidos de nitrógeno y el monóxido de carbono. Los
catalizadores, por tanto, son una medida eficaz para luchar contra los efectos de la
lluvia ácida provocados por una combustión insuficiente o mala combustión de la
gasolina o gasoil.
El catalizador se compone fundamentalmente de unas celdillas cerámicas
recubiertas con resina de paladio platino (metales nobles) que facilitan la
oxidación de los hidrocarburos no quemados y Rodio que interviene en la
reducción de los NOx.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA152
Esquema de un catalizador
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
1. MEMORIA
1.4 IMPACTO AMBIENTAL
PÁGINA153
Los motores de gas que se han elegido para esta instalación incorporan
unos sistemas de mezcla pobre “Lean Burn” que trabaja con mezcla pobre para así
garantizar la combustión completa del gas en la cámara de combustión. Este
sistema reduce las emisiones de NOx a 500 mg/Nm3 y las de CO a 650 mg/Nm3.
2. VIBRACIONES
Los equipos más susceptibles de provocar vibraciones son los motores,los
generadores síncronos y los transformadores de potencia. Estos elementos se
montarán osbre bancadas adecuadas para no transmitir sus vibraciones a la
cimentación. Para ello se cumplirá con la normativa adecuada para el aislamiento
mecánico. El motor incluye un amortiguador viscoso que no necesita
mantenimiento.
3. RUIDOS
Existen dos puntos en los que se genera el mayor nivel de ruido de la
instalación:
Motores de gas
El nivel de presión sonora de los motores alcanza los 101 dB en su valor
energético medio, medido a 1 m de altura del suelo y en el entorno de la máquina
estando el motor en una sala reflectante. El equipo de cogeneración deberá contar
con un equipo de insonorización que garantice una presión sonora inferior a 85 dB
en el entorno del módulo.
Para ello hay que tener en cuenta que las frecuencias más amplificadas en
el motor son las de 125 y 500 Hz.
Conducto de los gases de escape
La presión acústica alcanzada a 1 m de los gases de escape es de unos 120
dB, aunque el motor incorpora un silenciador diseñado para un nivel sonoro de 75
dB a una distancia de 10 m.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 1
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
ÍNDICE GENERAL
1. OBJETO...................................................................................................................................... 3
2. CONDICIONES ADMINISTRATIVAS .................................................................................. 3
2. 1 REPRESENTANTES DE LA PROPIEDAD Y CONTRATISTAS ...................................... 3
2.2 FACILIDADES PARA LA INSPECCIÓN............................................................................ 3
2.3 SUSPENSIÓN DE LAS OBRAS ........................................................................................... 4
2.4 ÓRDENES AL CONTRATISTA........................................................................................... 4
3. DISPOSICIONES A OBSERVAR............................................................................................ 4
3.1 NORMAS GENERALES DE APLICACIÓN EN LAS OBRAS ........................................... 5
3.2 DISPOSICIONE DE CARÁCTER PARTICULAR .............................................................. 5
4. EJECUCIÓN Y CONTROL DE OBRAS ................................................................................ 7
4.1 REPLANTEO ........................................................................................................................ 7
4.2 PROGRAMA DE TRABAJOS.............................................................................................. 7
4.3 EQUIPOS DE MAQUINARIA Y MEDIOS AUXILIARES ................................................. 8
4.4 INSTALACIONES DE LA OBRA ........................................................................................ 8
4.5 CONFRONTACIÓN DE PLANOS Y MEDIDAS................................................................. 8
4.6 VIGILANCIA A PIE DE OBRA............................................................................................ 9
5 MEDICIÓN, VALORACIÓN Y ABONO DE LAS OBRAS................................................... 9
5.2 FORMA DE EFECTUAR LAS MEDICIONES .................................................................... 9
5. 2 FORMA DE ABONAR LAS OBRAS................................................................................. 10
5.3 PRECIOS ............................................................................................................................. 10
5.4 ABONO DE LOS ACOPIOS ............................................................................................... 10
5.5 ABONO DE LAS OBRAS INCOMPLETAS ...................................................................... 11
5.6 PAGO DE LAS CERTIFICACIONES................................................................................. 11
6. DISPOSICIONES GENRALES .............................................................................................. 11
6.1 REPRESENTACIÓN DE LA PROPIEDAD ....................................................................... 11
6.2 REPRESENTACIÓN DE LA CONTRATA ........................................................................ 11
6.3 CORRESPONDENCIA OFICIAL....................................................................................... 12
6.4 PERSONAL DEL CONTRATISTA .................................................................................... 12
6.5. INSTALACIONES AUXILIARES .................................................................................... 12
6.6 MEDIDAS DE SEGURIDAD ............................................................................................. 12
6.7 DAÑOS Y PERJUICIOS ..................................................................................................... 13
6.8 OBRAS A EJECUTAR........................................................................................................ 13
6.9 PLAZO DE EJECUCIÓN .................................................................................................... 13
6.10 PLAZO DE GARANTÍA ................................................................................................... 14
6.11 REVISIÓN DE PRECIOS.................................................................................................. 14
6.12 PRUEBAS Y ENSAYOS................................................................................................... 14
6.13 PRUEBAS DURANTE LA INSTALACIÓN .................................................................... 15
6.14 RECEPCIÓN EN LAS OBRAS ......................................................................................... 15
6.15 LIQUIDACIÓN ................................................................................................................. 15
6.16 MATERIALES O ELEMENTOS QUE NO SEAN DE RECIBO ...................................... 15
6.17 RESOLUCIÓN DEL CONTRATO ................................................................................... 16
6.18 DISPOSICIONES LEGALES............................................................................................ 16
7. GARANTÍAS Y PENALIDADES........................................................................................... 16
7.1 GARANTÍAS DE FUNCIONAMIENTO............................................................................ 16
7.2 GARANTÍAS DE DISEÑO, MATERILES Y FABRICACIÓN.......................................... 17
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 2
7.3 PENALIDAD POR RETRASO EN EL MONTAJE ............................................................ 17
7.4 PENALIDAD POR DISMINUCIÓN DE LA FIABLIDAD ................................................ 17
7.5 PENALIDAD POR RETRASO EN LA ENTREGA DE DOCUMENTACIÓN.................. 17
7.6 PENALIDAD GLOBAL...................................................................................................... 18
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 3
1. OBJETO
El presente Pliego de Condiciones generales y Económicas constituye el
conjunto de las prescripciones que deben regir en la ejecución de las obras civiles,
así como en lo que se refiere a la construcción de las estructuras, montaje y puesta
en marcha de los equipos mecánicos y eléctricos a instalar.
Todos los trabajos que deban realizarse para la ejecución de la obra, tanto
como los materiales que han de emplearse en la misma, cumplirán las
instrucciones y normas generales que se indicarán a continuación, así como la
normativa vigente de obligado cumplimiento que afecte a la obra, objeto del
presente proyecto.
Las obras a las que se refiere el presente Pliego de Condiciones son todas
las necesarias para la construcción, hasta su total terminación del proyecto y
construcción de las obras de la planta de trigeneración diseñada.
2. CONDICIONES ADMINISTRATIVAS
2. 1 REPRESENTANTES DE LA PROPIEDAD Y CONTRATISTAS
La propiedad estará representada en la obra por el ingeniero encargado o
por sus subalternes o delegados, que tendrán autoridad ejecutiva a través del libro
de órdenes ya que el ingeniero constituye la dirección técnica de la obra.
El contratista deberá designar u ingeniero perfectamente identificado con
el proyecto, que actúe como representante ante la propiedad en calidad d director
de la contrata. Así mismo, estará representado permanentemente en la obra por
personas con poder suficiente para disponer sobre cuestiones relativas a la misma,
debiendo poseer, además, titulación de ingeniero técnico en alguna de las ramas
de la construcción.
2.2 FACILIDADES PARA LA INSPECCIÓN
El contratista proporcionará al ingeniero encargado o a sus subalternos o
delegados, toda clase de facilidades para replanteo, reconocimientos, mediciones
y pruebas de los materiales y equipos con el objeto de que pueda comprobar el
cumplimiento de las condiciones establecidas en este Pliego de Condiciones,
permitiendo el acceso a todas las partes de la obra, e incluso a los talleres o
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 4
fábrica donde se produzcan los materiales o equipos, o se realicen montajes
parciales para las obras.
2.3 SUSPENSIÓN DE LAS OBRAS
Siempre que la propiedad acuerde una suspensión temporal, parcial o total
de la obra, o incluso definitiva, se deberá levantar la correspondiente acta de
suspensión, que deberá ir firmada por el director de la obra y por el contratista, y
en la que se hará constar el acuerdo de la propiedad que originó la suspensión,
definiéndose concretamente la parte o las partes de la totalidad de la obra afectada
por aquéllas.
El acta deberá ir acompañada, como anejo y en la relación con la parte o
las partes suspendidas, de la medición de la obra ejecutada en dichas y de los
materiales acopiados a pie de obra utilizables exclusivamente en las mismas.
Si las suspensión temporal sólo afecta a una o varias partes o clases de
obras que no constituyen la totalidad de la obra contratada, se utilizara la
denominación suspensión temporal parcial en el texto del acta de suspensión y en
toda la documentación que haga referencia a la misma; si afecta a la totalidad de
la obra contratada, se utilizará la denominación suspensión temporal total en los
mismos documentos.
En ningún caso se utilizará la denominación suspensión temporal sin
concretar o calificar el alcance de la misma.
2.4 ÓRDENES AL CONTRATISTA
El libro de órdenes se abrirá en la fecha de la comprobación del replanteo
y se cerrará en la recepción definitiva.
Durante dicho tiempo estará a disposición de la dirección de la obra que,
cuando proceda, anotará en él, instrucciones y comunicaciones que estime
oportunas autorizándoles con su firma.
Ejecutada la recepción definitiva, el libro de órdenes pasará a poder de la
dirección de de obra, si bien podrá ser consultado en todo momento por el
contratista.
3. DISPOSICIONES A OBSERVAR.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 5
3.1 NORMAS GENERALES DE APLICACIÓN EN LAS OBRAS
Junto con este Pliego de prescripciones genrales y econóicas y por su
carácter general, se considerará vigente y de palicación la siguiente legislación
básica:
•
Ley de Ordenación y Defensa de la Industria Nacional
•
Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo aprobada por
Orden de 9 Marzo de 1971 (BOE 16 y 17 de Marzo 1971);
•
Demás disposiciones generales vigentes que sean de aplicación.
3.2 DISPOSICIONE DE CARÁCTER PARTICULAR
Además de las disposiciones generales citadas en la redacción de este
Pliego se han considerado las normas e instrucciones vigentes que a continuación
se detallan:
•
Pliego de Cláusulas Administrativas Particulares
•
Instrucciones de Hormigón Estructural (EHE) aprobada por Real
Decreto 2661/1998, de 11 de Diciembre
•
Código Técnico de la Edificación CTE-DB-SE-C “Seguridad
Estructural- Cimientos” aprobada por Real Decreto, 314/2006, de 28
de Marzo (BOE 29 Marzo de 2006)
•
Pliego de Prescripciones Técnicas generales para la inspección de
bloques de hormigón en las obras de construcción RB-90, aprobada
por Orden de 4 de Julio de 1990 (BOE 11 de Junio 1990)
•
Instrucciones para la recepción de cales en obras de esterilización de
suelos RCA-92, aprobada por Orden de 18 de Diciembre de 1992
(BOE 26 de Diciembre 1992)
•
Pliego general de condiciones para la recepción de yesos y escayolas
en obras de construcción RY-85, aprobada por Orden de 31 Mayo de
1985 (BOE 10 Junio 1985)
•
Código Técnico de la Edificación CTE-DB-SE-AE “Seguridad
Estructural- Acciones en la Edificación” aprobada por Real Decreto,
314/2006, de 28 de Marzo (BOE 29 Marzo de 2006)
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 6
Código Técnico de la Edificación CTE-DB-SE-A “Seguridad
Estructural- Acero” aprobada por Real Decreto, 314/2006, de 28 de
Marzo (BOE 29 Marzo de 2006)
•
Norma básica de Edificación NBE- CA-88 “Condiciones acústicas en
los edificios II”, aprobada por Orden de 29 de Septiembre de 1988 por
la que se aclaran y corrigen diversos aspectos de los anexos a la Norma
Básica de Edificación NBE- CA-82 (BOE 8 Octubre de 1988)
•
Norma Básica de la Edificación NBE-QB-90, “Cubiertas con
materiales bituminosos”, aprobada por Real Decreto 1572/1990, de 30
de Noviembre (BOE 7 de Diciembre 1990)
•
Norma Básica de la Edificación, CTE-DB-SE-F, “Seguridad
estructural- fábrica”, aprobada por Real Decreto, 314/2006, de 28 de
Marzo (BOE 29 Marzo de 2006)
•
Norma Básica de Edificación CTE, “Condiciones de protección contra
incendios”, aprobado por Real Decreto 314/2006, de 28 de Marzo
(BOE 29 Marzo de 2006)
•
Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para tuberías de
abastecimiento de agua, aprobado por Orden de 28 de Julio de 1974
(BOE 2 y 3 de Octubre de 1974)
•
Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para tuberías de
saneamientos de poblaciones, aprobado por Orden de 15 de
Septiembre (BOE de 23 de Septiembre de 1986)
•
Norma UNE; aprobadas por Orden Ministerial de 15 de Julio de 1957
y 11 de Mayo de 1971, y las que en lo sucesivo se aprueben.
•
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, aprobado por Decreto
842/2002 de 18 de Septiembre de 2002
En general, cuantas prescripciones figuren en las normas, disposiciones,
instrucciones, leyes, reglamentos o pliegos vigentes que tenan relación con las
obras a ejecutar en el presente proyecto, con sus instalaciones complementarias o
con los trabajos necesarios para realizarlas, serán de implantación en este
proyecto.
Se entiende que estas normas complementan al presente pliego en lo
referente a aquellos materiales y unidades de obra no mencionadas especialmente,
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 7
y queda a juicio del ingeniero encargado al determinar las posibles
contraindicaciones habidas entre ellas.
Por último, serán de aplicación todas aquellas normas de obligado
cumplimiento proveneietnes de la presidenica del Gobierno y demás ministerios
relacionados con la construcción y obras públicas y en particular las normas
actuales vigentes en la Provincia de Guadalajara.
4. EJECUCIÓN Y CONTROL DE OBRAS
4.1 REPLANTEO
El replanteo será efectuado por quien designe el ingeniero encargado en
presencia del contratista o sus representantes. El contratista deberá suministrar los
elementos que se le soliciten para las operaciones, entendiéndose que la
compensación por estos gastos esté incluida en los precios unitarios de las
distintas unidades de obra.
Como mínimo, el replanteo deberá incluir los ejes principales de los
diferentes elementos que componen la obra, asís como los puntos fijos o
auxiliares necesarios para los sucesivos replanteos de detalle y de referencia fija
que sirva de base para establecer las cotas de nivelación que figuren en el
proyecto.
Los puntos de referencia para posteriores replanteos se marcarán mediante
sólidas estacas, o en caso de peligro de desaparición o alteración, con hitos de
hormigón.
Los datos, cotas, y puntos fijados se anotará en un Anejo junto al Acta de
replanteo, el cual se unirá al expediente de la obra, entregándose un acopia al
contratista.
El contratista se responsabilizará de la conservación de los puntos del
replanteo que le hayan sido entregados.
4.2 PROGRAMA DE TRABAJOS
A partir de la fecha del Acta de replanteo, el contratista presentará al
ingeniero encargado el programa de trabajos para su aprobación.
El programa de trabajos incluirá los siguientes datos:
•
Unidades de obra que integran el proyecto y volumen de las mismas.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 8
Determinación de los medios que serán utilizados en la ibra, con
expresión de sus rendimientos medios.
•
Orden de ejecución de los trabajos.
•
Estimación de días calendarios de los plazos parciales de las diversas
clases de obra.
•
Valoración mensual y acumulada de las obras programadas sobre la
base de los precios unitarios.
•
Representación gráfica de las diversas actividades, con su duración y
el orden de ejecución de las mismas. (Diagrama de Gantt)
4.3 EQUIPOS DE MAQUINARIA Y MEDIOS AUXILIARES
El contratista queda obligado a situar en la obra los equipos de maquinaria
y demás medios auxiliares que se hubiera comprometido a aportar en la licitación
o en el programa de trabajos.
La maquinaria y demás elementos de trabajo deberían estar en perfectas
condiciones de funcionamiento y quedarán adscritos a la obra durante el curso de
ejecución de las unidades en que deban utiizarse.
4.4 INSTALACIONES DE LA OBRA
El contratista deberá someter el ingeniero encargado dentro del plazo que
figure en el plan de obra, el proyecto de sus instalaciones, que fijará la ubicación
de los equipos, instalaciones de maquinaria, línea de suministro de energía
eléctrica y cuantos elementos sean necesarios a su normal desarrollo. A este
respecto deberá ajustarse a las prescripciones legales vigentes. El ingeniero
encargado podrá variar la situación de las instalaciones propuestas por el
contratista.
Todos los gastos que debe soportar el contratista a fin de cumplir las
prescripciones de este artículo estarán incluidos en los precios unitarios del
proyecto.
4.5 CONFRONTACIÓN DE PLANOS Y MEDIDAS
Las cotas en los planos se referirán a medidas de escala y en cuantos
elementos figuren en varios planos serán preferentemente los de mayor escala.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 9
El contratista deberá ejecutar por su cuenta todos los dibujos y planos de
detalle necesarios para facilitar y organizar la ejecución de los trabajos. Dichos
planos, acompañados con todas las justificaciones correspondientes, deberá
someterlos a ala probación del ingeniero encargado, a medida que ean necesarios,
pero en todo caso con la antelación suficiente a la fecha en que piense ejecutar los
trabajos a que dichos diseños se refieran. El encargado dispondrá de dichos planos
para examinarlos y devolverlos al contratista debidamente aprobados y
acompañados si hubiere lugar a ello, de sus observaciones. Una vez aprobadas las
correcciones correspondientes, el contratista deberá disponer en la obra de una
colección de planos actualizados.
El contratista será responsable de los retrasos que se produzcan en la
ejecución de los trabajos como consecuencia de una entrega tardía de dichos
planos, así como de las correcciones necesarias y complementos de estudio
necesario para su puesta a punto.
4.6 VIGILANCIA A PIE DE OBRA
El ingeniero encargado podrá determinar los equipos que estime oportunos
de vigilancia a pie de obra para garantizar la continua inspección de la misma.
La existencia de estos equipos no eximirá al contratista de disponer sus
propios medios de vigilancia para asegurarse de la correcta ejecución de las obras
y del cumplimiento de lo dispuesto en el presente pliego de condiciones, externos
de los que en cualquier caso será responsable.
5 MEDICIÓN, VALORACIÓN Y ABONO DE LAS OBRAS
5.2 FORMA DE EFECTUAR LAS MEDICIONES
Las mediciones se llevarán a cabo de acuerdo con las normas que para
cada unidad, clase de obra o tipo de elemento, se especifiquen en el presente
pliego de prescripciones técnicas.
La dirección de las obras realizará mensualmente y en la forma en que se
establece en este pliego, la medición de las unidades de obra ejecutadas durante el
periodo de tiempo anterior. El contratista o su delegado podrán presenciar la
realización de tales mediciones.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 10
5. 2 FORMA DE ABONAR LAS OBRAS
Para las relaciones valoradas mensuales se medirá la obra realmente
ejecutada y se valorará a los precios del proyecto de construcción.
Tomando como base la relación valorada mensual se expedirá la
correspondiente certificación que se tramitará por el director de obra en la forma
reglamentaria.
Estas certificaciones tendrá, carácter de documentos provisionales a buena
cuenta, que permitirán ir abonando la obra ejecutada comprendida en el
presupuesto cerrado, no suponiendo dichas certificaciones aprobación ni
recepción de las obras que comprenden.
En la misma fecha en que el director tramite la certificación, se remitirá al
contratista una copia de la misma y de la relación valorada correspondiente, para
su conformidad o reparos, que el contratista podrá formular en el plazo de quince
días, contados a partir del de recepción de los citados documentos.
Si no hubiera reclamación en este plazo, ambos documentos se
considerarán aceptados por el contratista, como si hubiera suscrito en ellos su
conformidad.
El contratista no podrá alegar en caso alguno usos y costumbres
particulares para la aplicación de los precios o la medición de las unidades de
obra.
5.3 PRECIOS
Todos los trabajos, medios auxiliares y materiales que sean necesarios para
la ejecución y acabado de cualquier unidad de obra, se considerarán incluidos en
el precio de la misma, aunque no figuren todos ellos especificados en la
descomposición o descripción de los precios.
Todos los gastos que por su concepto sean asimilables a costes indirectos
se considerarán siempre incluidos en los precios de las unidades de obra del
proyecto cuando no figuren en el presupuesto valorado como unidades de obra.
5.4 ABONO DE LOS ACOPIOS
Se abonará de acuerdo con lo establecido en el artículo 38 del pliego de
condiciones generales, las armaduras, el cemento, y todos aquellos materiales que
no puedan sufrir daño o alteraciones de las condiciones que deban cumplir,
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 11
siempre cuando el contratista adopte las medidas necesarias para su debida
conservación a juicio del ingeniero, no pudiendo ya ser retirado de los acopios
más que para ser utilizados en la obra.
5.5 ABONO DE LAS OBRAS INCOMPLETAS
Cuando por cualquier causa, ya sea por rescisión u otra diferente
justificada, fuera preciso valorar obras incompletas, se aplicarán los precios del
cuadro de precios.
5.6 PAGO DE LAS CERTIFICACIONES
Las certificaciones se abonarán al contratista de acuerdo con la Ley
13/1995 de contratos de las administraciones públicas y demás disposiciones
vigentes.
6. DISPOSICIONES GENRALES
6.1 REPRESENTACIÓN DE LA PROPIEDAD
La propiedad designará la dirección técnica de las obras, que por sí o por
aquellas personas que designe en su representación, será la responsable de la
inspección y vigilancia de la ejecución de las obras, asumiendo cuantas
obligaciones y prerrogativas puedan corresponderle.
6.2 REPRESENTACIÓN DE LA CONTRATA
E contratista deberá designar un ingeniero perfectamente identificado con
el proyecto, que actúe como representante ante la propiedad en calidad de director
de contrata, y que deberá ser representado permanentemente en la obra por una
persona o personas con conocimientos técnicos suficientes y poder bastante, para
disponer sobre las cuestiones relativas a la misma.
Cuando en el desarrollo de l contrato sea necesario que el director de la
contrata o sus representantes deban firmar relaciones valoradas, actas o cualquier
otro documento, deberán llegar a la decisión que estimen pertinente en en plazo
inferior a los tres días, incluyendo en estos datos las posibles consultas que hayan
de realizar.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 12
6.3 CORRESPONDENCIA OFICIAL
El contratista tendrá derecho a acuse de recibo de las comunicaciones y
reclamaciones que dirija al servicio encargado de las obras, y as vez está obligado
a devolver al mencionado servicio los originales o cpias de las órdenes que de él
reciba poniendo al pie el enterado.
6.4 PERSONAL DEL CONTRATISTA
El contratista entregará a la dirección técnica, para su aprobación con la
periodicidad que éste determine, la relación de todo el personal que está
trabajando en el lugar de las obras. Si los plazos correspondientes a determinados
equipos e instalaciones no se cumplieran y la dirección técnica considerase
necesario y posible acelerar el ritmo de estas obras mediante la contratación de
una cantidad de personal, el contratista se verá obligado a contratarlo.
El contratista estará obligado a velar por que el personal que tenga
empleado guarde una conducta correcta durante su permanencia en la obra y
acatará cualquier indicación que es este respecto transmita la dirección técnica de
las obras.
6.5. INSTALACIONES AUXILIARES
El contratista queda obligado a construir por su cuenta y retirar al fin de las
obras, todas las edificaciones auxiliares necesarias para la ejecución de dicha obra
Todas estas obras estarán supeditas a la aprobación del ingeniero
encargado, en lo que se refiere a su ubicación, tocas, etc, y en su caso, en cuanto
al aspecto de las mismas, cuando la obra principal asó lo exija.
Si en un plazo de treinta días a partir de la terminación de la obra, la
contrata no hubiese procedido a la retirada de todas las instalaciones,
herramientas, materiales, etc, la propiedad podrá mandarlo retirar por cuenta del
contratista.
6.6 MEDIDAS DE SEGURIDAD
En los casos que así lo dispong la legislación vigente se redactará el
correspondiente plan de seguridad y salud, en el que se tratarán los aspectos
relativos a normas de seguridad, condiciones generales de utilización de
materiales y medios auxiliares, formación de personal, higiene y medicina,
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 13
medicina preventiva y primeros auxilios, actuación en caso de accidente y
prevención de riesgos a terceros.
6.7 DAÑOS Y PERJUICIOS
El contratista será responsable de cuantos daños y perjuicios a personas y
bienes puedan ocasionarse con motivo de la ejecución de las obras, siendo de su
cuenta las indemnizaciones que por los mismos puedan corresponder siempre y
cuando los daños causados le sean directamente imputados al contratista.
6.8 OBRAS A EJECUTAR
Las obras se llevarán a cabo con estricta sujeción al proyecto de
construcción aprobado, debiendo la dirección de obra aprobar específicamente
cualquier cambio que se lleve a cabo en el mismo durante la construcción,
reflejándolo en un libro de órdenes que se llevará al efecto.
Es además obligación del contratista, ejecutar cuanto sea necesario para la
buena construcción de las obras, aún cuando no se halle expresamente estipulado
en las condiciones facultativas, siempre que sin separarse de su espíritu y recta
interpretación, lo disponga por escrito la dirección de las obras, en el citado libro
de órdenes.
Así mismo el contratista habrá de ejecutar las oficinas provisionales de
obra necesarias para la propiedad, aparte de las que él mismo necesite, sin que en
ningún caso la superficie edificada por este concepto con destino a la propiedad
supere los 20 m2.
6.9 PLAZO DE EJECUCIÓN
Las obras se iniciarán dentro de los treinta días siguientes a la aprobación
definitiva del proyecto y el plazo de ejecución de las mismas será a partir de la
fecha del acta de comprobación del replanteo, el que señala en el plan de obra.
Durante este periodo se construirán todas las obras civiles y se fabricarán
todos los equipos mecánicos y eléctricos en el taller, se enviarán a la obra y se
montarán allí.
Se presentarán ordenadamente segúnel progreso de la obra, los
documentos de detalle en la forma y condiciones que establezca el proyecto de
construcción.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 14
La dirección de las obras declarará oficialmente la fecha de la finalización
de esta fase, con el criterio de que algunos trabajos de mínima importancia pueden
efectuarse durante la siguiente fase si lo considerase conveniente.
6.10 PLAZO DE GARANTÍA
El plazo de garantía del buen funcionamiento de las instalaciones, será de
doce meses a partir de la fecha de la recepción de las obras. Durante dicho plazo
será obligación del contratista la reparación o sustitución de los elementos que
acusen vicio de forma o construcción, o se manifiesten claramente inadecuados
para un funcionamiento normal, siempre y cuando dichos defectos le sean
directamente imputables al contratista.
Al final del plazo de garantía, las obras deberán encontrarse en prefecto
estado.
6.11 REVISIÓN DE PRECIOS
En cuanto a los plazos cuyo cumplimiento dan derecho a la revsión y las
fórmulas a aplicar, se atenderá al contratista alo determinado en el Pliego de
Cláusulas Administrativas Particulares.
En todo caso se atenderá al contratista a la legislación vigente.
6.12 PRUEBAS Y ENSAYOS
Los ensayos y reconocimientos, verificados durante la ejecución de los
trabajos, no tienen otro carácter que el de simple antecedente para la recepción.
Por lo tanto, la admisión de materiales, elementos o unidades, de cualquier forma
que se realice en el curso de las obras y antes de su recepción, no atenúa las
obligaciones de subsanarlos y reponerlos si las instalaciones resultaran
inaceptables parcial o totalmente en el momento de la recepción.
La dirección de las obras designará a los técnicos que hayan de
inspeccionar los distintos elementos de la instalación tanto en fábrica como a pie
de obra. Así mismo podrá designar otra entidad profesional de control para
efectuar estas inspecciones en nombre suyo; el contratista tomará las medidas
necesarias para facilitar todo género de inspecciones.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 15
6.13 PRUEBAS DURANTE LA INSTALACIÓN
Los representantes en laobra de la dirección de la misma podrán realizar
las pruebas que consideren necesarias una vez instalados los elementos “in situ”,
debiendo el contratista presentar el personal necesario siendo de su cuenta los
gastos correspondientes. De dichas pruebas se redactarán certificados firmados
por los representantes de la dirección de la obra y del contratista.
6.14 RECEPCIÓN EN LAS OBRAS
Se atenderán a lo establecido en los artículos 111.- Cumplimiento de los
contratos y recepción y el artículo 147.- Recepción y plazo de garantía de la ley
13/1995 de Contratos de las Administraciones Públicas.
Se establecerá la correspondiente acta de recepción de las obras que
deberán firmar los representantes que designe la propiedad y el contratista,
comenzando entonces el plazo de garantía.
El acta de recepción contendrá los siguientes documentos:
•
Relación de problemas de funcionamiento pendientes de resolver.
•
Lista de observaciones que contengan los puntos que deban ser
estudiados y vigilados durante el periodo de garantía.
•
Programa y especificaciones de pruebas de rendimiento a realizar
durante el periodo de garantía.
6.15 LIQUIDACIÓN
Recibidas las obras, se procederá seguidamente a su liquidación
provisional a tenor de los dispuesto en el artículo 14 de la Ley 12/1995 d
Contratos de las Administraciones Públicas.
6.16 MATERIALES O ELEMENTOS QUE NO SEAN DE RECIBO
La dirección de las obras podrá desechar todos aquellos materiales o
elementos que no satisfagan las condiciones impuestas en los Pliegos de
Condiciones de concurso y del proyecto para cada uno de ellos en particular.
El contratista se atendrá en todo caso a lo que por escrito le orden la
dirección de las obras para el cumplimiento de las prescripciones establecidas en
los Pliegos de Condiciones del concurso y del proyecto.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 16
La dirección de las obras podrá señalar al contratista un plazo para que
retire lo materiales o elementos desechados.
En un caso de incumplimiento de esta orden procederá a retirarlos por
cuenta y cargo del contratista.
6.17 RESOLUCIÓN DEL CONTRATO
Serán causas de resolción de contrato las señaladas en los Artículos 112.Cuasas y Resolución y 150.- Causas de resolución (Contratos de obras) de la ley
13/1995 d Contratos de las Administraciones Públicas.
Acordada la resolución del contrato, la propiedad fijará al contratista un
plazo para abandonar la obra y retirar las instalaciones auxiliares y el equipo
aportado a la ejecución de la misma.
6.18 DISPOSICIONES LEGALES
El contratista vendrá obligado a cumplir en todas sus partes lo dispuesto en
la Ley de Protección de la Industria Nacional, así como lo establecido en todas las
leyes de carácter social, y las referentes a obras, construcciones, etc, que sean de
aplicación a este proyecto.
7. GARANTÍAS Y PENALIDADES
7.1 GARANTÍAS DE FUNCIONAMIENTO
El vendedor garantizará que se cimplen las capacidades de producción y
demás características requeridas en el Pliego de Condiciones Técnicas, lo que se
certificará en las correspondientes pruebas.
El vendedor presenciará, testificará y supervisará las pruebas, soportando
todos los costes que esto le represente. Si por alguna razón, atribuible al vendedor,
hubiese que repetir alguna prueba o parte de ella, ésta se realizará repercutiendo
todos los gastos al vendedor.
Las pruebas de garantía se realizarán presentemente dentro de tres meses
siguientes a la recepción provisional de la unidad. El vencimiento del periodo de
un año o la realización satisfactoria de las pruebas, conllevará la aceptación final
de los productos.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 17
Garantía de producción
El vendedor indicará las características esperadas y garantizadas para los
valores nominales de funcionamiento de la instalación.
El vendedor garantizará la carga mínima técnica de los elementos.
7.2 GARANTÍAS DE DISEÑO, MATERILES Y FABRICACIÓN
El
vendedor
garantizará
los
elementos
de
la
planta
de
cogeneración/trigeneración por un periodo de doce meses a partir de la recepción
provisional o 18 meses después del comienzo del montaje, cualquiera que sea
menor.
Esta garantía significa que el vendedor reparará o, si fuera necesari,
remplazará, sin coste alguno para el comprador, aquellas partes o piezas que se
averíen.
Tanto la operación como el mantenimiento de la planta se realizarán de
acuerdo a las normas de operación y mantenimiento del vendedor.
7.3 PENALIDAD POR RETRASO EN EL MONTAJE
En el caso de que exista retraso en la fecha garantizada de montaje
mecánico por causas imputables al vendedor, se establece una penalidad del 1%
por cada semana completa de retraso sobre el importe total del suministro,
excluidos repuestos, con un máximo del 5%.
7.4 PENALIDAD POR DISMINUCIÓN DE LA FIABLIDAD
En caso de pérdida de la disponibilidad de los elementos, según lo
dispuesto en el presente pliego, el vendedor tendrá que satisfacer una penalidad
según lo siguiente: por cada 1% menos de fiabilidad del valor garantizado, la
penalidad aplicable será de un 1% del importe total del suministro. La penalidad
máxima exigible por dicho concepto queda limitada al 5% del precio del contrato.
7.5 PENALIDAD POR RETRASO EN LA ENTREGA DE
DOCUMENTACIÓN
Ver condiciones generales de compra y condiciones particulares de
suministro.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.1 GENERALES Y ECONÓMICAS
PÁGINA 18
7.6 PENALIDAD GLOBAL
La responsabilidad máxima total del vendedor con respecto a las garantías
indicadas en los apartados anteriores, no excederá del 10% del valor del
suministro.
Si la suma de las penalidades descritas en los puntos anteriores (excluido
penalidad por retrasos) superase el 10% del valor garantizado, el comprador se
reserva el derecho a acogerse al cobro de la penalidad o a exigir del vendedor que
corrija el defecto en el momento en que el comprador lo considere oportuno, o a
exigir el cambio del equipo en cuestión por otro acuerdo, y en dichos supuestos
sin que suponga gasto alguno para el comprador.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 19
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
ÍNDICE GENERAL
1. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN.......................... 21
1.1 ALCANCE GENERAL ....................................................................................................... 21
1.1.2 Consideraciones generales de suministro.................................................................... 24
1.1.3 Suministro de materiales.............................................................................................. 25
1.2 NORMAS DE MONTAJE ................................................................................................... 27
1.2.1 Instalación de cables y bandejas.................................................................................. 28
1.2.2 Instalaciones de equipos .............................................................................................. 32
1.2.3 Instalación de alumbrado ............................................................................................ 33
1.2.4 Instalación de puesta a tierra ...................................................................................... 34
1.2.5 Otros materiales y equipos........................................................................................... 36
1.2 PRUEBAS ........................................................................................................................... 36
2. MOTORES DE GAS NATURAL .................................................................. 38
2.1 DISPONIBILIDAD ............................................................................................................. 38
2.2 ALCANCE DEL SUMINISTRO ......................................................................................... 38
2.2.1 Equipos ........................................................................................................................ 39
2.2.1.2 Armarios de control y protección de los grupos motogeneradores ...................................... 39
2.2.1.3 Alternadores y armarios de control, protección y sincronismo ............................................ 40
2.2.1.4 Sistemas de potencia auxiliar............................................................................................... 40
2.2.1.5 Equipo de corriente continua .............................................................................................. 41
2.2.1.6 Conexión para un equipo informático.................................................................................. 41
2.2.2 Transporte y emplazamiento ........................................................................................ 41
2.2.3 Montaje ........................................................................................................................ 41
2.2.4 Pruebas de puesta en marcha de la instalación........................................................... 42
2.2.5 Documentación ............................................................................................................ 43
2.2.6 Adiestramiento del personal ........................................................................................ 43
2.2.7 Mantenimiento ............................................................................................................. 43
2.3 LÍMITES DE SUMINISTRO............................................................................................... 43
2.4 INFORMACIÓN TÉCNICA A INCLUIR EN LA OFERTA .............................................. 44
2.4.1 Descripciones técnicas................................................................................................. 44
2.4.2 Marcas y fabricantes.................................................................................................... 45
2.4.3 Diagramas de funcionamiento e implantación preliminar .......................................... 46
2.4.4 Datos de prestaciones .................................................................................................. 46
2.5 INSTRUMENTOS Y SEÑALES DE PROTECCIÓN, CONTROL Y ALARMAS............. 47
2.5.1 General ........................................................................................................................ 47
2.5.2 Instrumento y señales................................................................................................... 47
3. CALDERA DE RECUPERACIÓN DE CALOR ......................................... 48
3.1 INTRODUCCIÓN Y ALCANCE DEL SUMINISTRO ...................................................... 48
3.2 REQUISITOS GENERALES .............................................................................................. 48
3.2.1 Códigos y normas......................................................................................................... 48
3.2.2 Sistemas de unidades ................................................................................................... 48
3.2.3 Dimensionamiento, diseño y materiales....................................................................... 49
3.2.4 Componentes normalizados ......................................................................................... 49
3.2.5 Subcontratistas............................................................................................................. 49
3.2.6 Programa ..................................................................................................................... 50
3.2.7 Placas de características ............................................................................................. 50
3.2.8 Repuestos ..................................................................................................................... 50
3.2.9 Herramientas especiales .............................................................................................. 50
3.3 REQUISITOS MECÁNICOS .............................................................................................. 50
3.3.1 Datos de diseño............................................................................................................ 50
3.3.2 Partes a presión ........................................................................................................... 51
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 20
3.3.3. Chimenea y conducto (opcional)................................................................................. 51
3.3.4 Distribuidor de gases (opcional).................................................................................. 52
3.3.5 Tuberías, válvulas y accesorios ................................................................................... 52
3.3.6 Estructura de la caldera............................................................................................... 53
3.4 REQUISITOS ELÉCTRICOS..................................................................... 53
3.4.1 Cables .......................................................................................................................... 53
3.4.2 Alimentación a motores y alumbrado .......................................................................... 53
3.5 REQUISITOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL .................................................. 53
3.5.1 General ........................................................................................................................ 53
3.5.2 Equipo de control y enclavamiento.............................................................................. 54
3.5.3 Instrumentación de campo ........................................................................................... 54
3.6 INSPECCIÓN, PRUEBAS Y PUESTA EN SERVICIO...................................................... 54
3.7 CURSO DE FORMACIÓN EN EL EMPLAZAMIENTO................................................... 56
4. INSTALACIÓN ELÉCTRICA ...................................................................... 56
4.1 OBJETO............................................................................................................................... 56
4.2 LÍMITES DE SUMINISTRO............................................................................................... 56
4.3 REQUISITOS GENERALES ...................................................................................................... 58
4.3.1 reglamento y normas.................................................................................................... 58
4.3.2 Condiciones atmosféricas ............................................................................................ 59
4.3.3 Características del sistema de A.T............................................................................... 59
4.4 PARQUE DE INTEMPERIE ............................................................................................... 60
4.4.1 Aparellaje y equipo ...................................................................................................... 60
4.4.2 Materiales de instalción............................................................................................... 60
4.4.3 Instalación de puesta a tierra ...................................................................................... 61
4.4.4. Zanjas.......................................................................................................................... 61
4.4.5 Circuitos de mando, control y medida ......................................................................... 62
4.5 SALA DEL EQUIPO ELÉCTRICO..................................................................................... 62
4.5.1 Distribución de media tensión ..................................................................................... 62
4.5.2 Cuadro de control ........................................................................................................ 63
4.5.3 Protección de A.T......................................................................................................... 63
4.5.4 Equipos de medida de la compañía.............................................................................. 64
4.5.5 Equipo de corriente continua....................................................................................... 66
4.5.6 Cuadro de servicios auxiliares..................................................................................... 68
4.5.7 Instalación de puesta a tierra ...................................................................................... 68
4.5.8 Conductores ................................................................................................................. 68
4.5.9 Accesorios de mantenimiento y seguridad ................................................................... 68
4.6 INSPECCIÓN Y ENSAYOS DE FÁBRICA ....................................................................... 69
4.7 SUPERVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN, PRUEBAS DE CAMPO Y PUESTA A PUNTO 70
5. MÁQUINA DE ABSORCIÓN ....................................................................... 71
5.1 ALCANCE DEL SUMINISTRO ......................................................................................... 71
5.2 LÍMITES DEL SUMINISTRO ............................................................................................ 71
5.2.1 Equipos mecánicos....................................................................................................... 71
5.2.2 Sistemas de control ...................................................................................................... 71
5.3 FUNCIONAMIENTO CONTINUO.................................................................................... 72
6. MEDICIONES Y ABONO ............................................................................. 72
6.1 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS OBRAS METÁLICAS ................................................... 72
6.2 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS TUBERÍAS .................................................................... 73
6.3 MEDICIÓN Y ABONO DE LOS CABES ELÉCTRICOS .................................................. 73
6.4 MEDICIÓN Y ABONO DE LOS EQUIPOS MECÁNICOS............................................... 73
6.5 MEDICIÓN Y ABONO DE LA INSTRUMENTACIÓN Y EQUIPO DE CONTROL ....... 74
6.6. MEDICIÓN Y ABONO DE OBRA VARIAS .................................................................... 74
6.7 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS PARTIDAS ALZADAS ................................................. 74
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 21
1. INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN
1.1 ALCANCE GENERAL
1.1.1 Consideraciones particulares del suministro
El propietario se reserva el derecho de suprimir parcial o totalmente ciertos
trabajos, sin que por ello el contratista tenga derecho a reclamación alguna,
quedando en consecuencia reducido el precio total.
En los cables y bandejas, para ampliaciones de pedido, sólo se
considerarán abonables las longitudes reales existentes, después de realizado el
montaje, no admitiéndose incremento alguno por puntas, retales, manipulación de
bobinas etc.
Los precios unitarios se utilizarán para valorar cualquier modificación
realizada posteriormente sobre los planos base de oferta. Los precios serán fijos
dentro de los límites establecidos en la petición de oferta.
Los precios unitarios incluirán todo lo necesario para un completo y
correcto montaje de la instalación, así como una organización adecuada de
trabajo. A título indicativo pero no restrictivo, serán incluidas en los precio las
siguientes obligaciones; además de las indicadas en los otros documentos
adjuntos:
•
Personal, equipos y toda clase de herramientas, incluso especiales para
realizar montajes.
•
Maquinaria y transportes
•
Personal e instrumentos para realizar las pruebas
•
Protecciones contra lluvia
•
Supervisión del montaje por jefes o encargados
•
Suministro de los materiales explícitamente requeridos
•
Suministro de electrodos, material de consumo, pequeños accesorios,
material aislante, cintas y pastas, clavos, tornillos, tuercas, graps,
arandelas, etiquetas, conectores, terminal de presión, pequeñas
conexiones de cobre, soportes, separadores, toda clase de trabajos de
obra civil (incluido hormigón, mortero , bloques de cemento, etc.) todo
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 22
tipo de estructuras de acero, cualesquiera que sean sus dimensiones y
que sean necesarias para el trabajo (acero incluido), etc.
Dentro de los materiales y equipos a suministrar se incluye:
•
Cuadro general de distribución de baja tensión
•
Cables de baja tensión
•
Bandejas para cables
•
Luminarias y lámparas de todo tipo
•
Báculos y brazos de acero galvanizado por inmersión en caliente
exterior e interiormente, protegidos ambos extremos con boquillas de
plástico a presión.
•
Realización “in situ” de toda clase de piezas especiales (codos
horizontales y verticales, derivaciones, reducciones, cambios de
elevación a base de cortes en las alas, etc.) para bandejas, siempre que
no existan las mismas en catálogo del fabricante elegido.
•
Realización de planos de excavaciones de zanjas y arquetas incluyendo
relación de los materiales necesarios.
•
Lista de materiales, cables, cargas y salidas de cuadros, con la
composición y calibres de los elementos. Para estos documentos se
seguirán las hojas de ejemplo. Se suministrarán en dos tipos de
soportes: papel y cd.
•
Montaje de prensaestopas, reductores, adaptadores y tapones en
aquellos equipos en los que no están montados.
•
Estudios, cálculos y justificaciones de zanjas, cimentaciones, cables,
protecciones eléctricas, alumbrados, soportes de proyectores, torres,
báculos, soportes de bandejas, etc..
•
Suministro y montaje de soportes para bandejas.
•
Plasta Flammastik para sellado de los tubos de canalizaciones
eléctricas al menos 50 cm. En cada punta y tapas de zanjas y arquetas.
•
Realización de los trabajos necesarios en los casos de cables
unipolares, para evitar los problemas magnéticos, así como la
aportación y suministro de los posibles materiales especiales que sean
necesarios como aislantes especiales, filástica de hilos de cobre, etc,
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 23
incluso suministro y realización de conos deflectores unipolares,
trifurcaciones, etc.
•
A trabajo ejecutado se efectuará una limpieza general de las áreas
empleadas.
•
Todos los gastos de seguros, impuestos, concesiones de derechos,
licencias, cargas legales y sociales, así como cualquier otro concepto
que pudiera incluir en el precio del contrato.
•
Transporte y medio auxiliares (grúas) en el interior de la planta de
todos los materiales y maquinas para el montaje a medida que son
necesarios para el avance de la instalación, desde el almacén de la
propiedad.
En caso de que algún material o equipo sea suministrado por el
propietario, la recogida y traslado de los materiales desde el almacén del
propietario hasta el lugar del emplazamiento correrá a cargo del personal y medios
del contratista, cuando estos materiales se entreguen al contratista quedará bajo su
custodia, responsabilizándose el contratita sobre cualquier defecto, deterioro,
pérdida o sustracción, corriendo a su cargo su reemplazo.
El contratista será responsable de almacenar y suministrar sus propios
materiales.
Todos los materiales necesarios sobrantes de los entregados por el
propietario al contratista, serán devueltos de manera ordenada y debidamente
inventariados a los almacenes del propietario, cuando finalice el trabajo para el
cual se extrajeron.
Durante la ejecución del trabajo y hasta la aceptación por la supervisión de
obra, será de responsabilidad del contratista le reposición de cualquier elemento
dañado o sustraído de la instalación.
El contratista, en colaboración y de acuerdo con el supervisor de obra, será
el responsable único de la comprobación y verificación de los equipos que han
sido suministrados con prensaestopas y si estos son adecuados para los cables
previstos, al objeto de prever el posible suministro y acopio de los prensaestopas
necesarios dentro del plazo previsto para la ejecución del presente contrato.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 24
1.1.2 Consideraciones generales de suministro
El contratista aceptará y cumplirá con todo lo expuesto en las condiciones
generales para contratos de construcción.
El contratista asumirá la responsabilidad plena en el alcance de su trabajo
y estará obligado a corregir a sus expensas cualquier deficiencia que pudiera
observarse y que por error o un inadecuado sistema de trabajo.
El montaje eléctrico se realizará, como es norma en este tipo de plantas,
simultáneamente con el trabajo de otros contratistas lo cual inevitablemente
ocasionará interferencias, retrasos y/o incomodidades. El contratista lo tendrá en
cuenta y en sus precios unitarios estarán consideradas y valoradas estas
circunstancias.
El contratista trabajará en estrecha y completa colaboración con aquellos
otros contratistas que eventualmente puedan estar ejecutando trabajos en la planta.
Las instalaciones realizadas por el contratista estará sujetas en su totalidad
a ala supervisión, aprobación y aceptación por parte de la supervisión de la obra,
que se reserva el derecho de rechazar cualquier trabajo, y en cualquier fase de
ejecución, si considera que la calidad de éste o de los materiales empleados no
alcanza el nivel necesario, de acuerdo con las normas establecidas en esta
especificación, debiendo el contratista rehacerlo su propio cargo.
Los perjuicios y daños causados por fallo de equipos o sistemas, basados
en defectos de instalación serán abonados y/o reparados por cuenta del contratista.
La aprobación por parte de la ingeniería de cualquier parte del trabajo
eléctrico realizado por el contratista no le relevará de su responsabilidad y
garantía.
El
contratista
garantizará
los
materiales
que
suministre
y
el
funcionamiento correcto de la instalación en cuanto a su trabajo se refiere.
La mano de obra estará compuesta de jefes de equipo de electricistas, en
número que exija el trabajo y cada uno de estos jefes tendrá bajo sus órdenes a un
máximo de diez oficiales de primera electricistas y éstos a su vez, dispondrán de
uno o dos peones o especialistas según las necesidades de las fases de trabajo.
En el caso de retraso en los programas parciales establecidos, el contratista
se compromete a petición de la ingeniería a aumentar automáticamente el
personal según la necesidad hasta corregir el retraso que se hubiese podido
producir.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 25
Antes de iniciar cualquier instalación, el contratista comprobará conla
supervisión de obra si la documentación que tiene en su poder se encuentra en su
última edición y tiene la probación para la construcción; cualquier inobservancia
de esta norma será responsabilidad del contratista, corriendo a su cuenta posibles
gastos que pudieran derivarse.
Las roturas de materiales en su fase de preparación, elaboración y
manilpulación serán total responsabilidad del contratista.
El contratista garantizará que ninguna instalación será de forma diferente a
la que se indica en los planos o documentos de contrato, amenos que tenga
aprobación por escrito por parte de la supervisión de obra.
1.1.3 Suministro de materiales
El
contratista
suministrará
los
materiales,
equipos,
cuadros
y
documentación necesarios para realizar la instalación de baja tensión de todo el
complejo en la modalidad “Llave en mano”.
Los elementos como terminales, soportes, et, aplicables a cualquier equipo
suministrado por el propietario, pero ni cubiertos por la correspondiente relación
serán suministrados por el contratista.
Se llama la atención, en particular, sobre el suministro por parte del
contratista del siguiente material:
•
Reductores y adaptadores de rosca (en caso de ser necesario) de latón
cadmiado para las áreas en las que se utiliza cable armado, y de nylon,
plástico o derivados para áreas en las que se emplea cable sin armar.
•
Prensaestopas y tapones con todo tipo de roscas (caso de se necesario)
de latón cadmiado para áreas en las que se utiliza cable armado, y de
nylon, plástico o derivados para áreas en las que se emplea cable sin
armar.
•
Sellado de pasos de andejas y cables a la entrada de las salas eléctricas
y tubos de protección de cables.
•
Báculos y brazos para la instalación de alumbrado.
•
Mecanismos y cajas para “instalaciones antideflagrantes”, Eexd IIC T4
•
Mecanismos y cajas para “Instalaciones tipo industrial”, Clase II-A,
IP-557
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 26
Mecanismos, cajas, tubos y cables para “instalaciones de tipo
doméstico”.
•
Todos los materiales necesarios para la red de puesta a tierra.
•
Tomas de corriente de diferentes tipos e intensidades.
•
Cajas de empalme para circuitos de control de motores.
•
Cajas de derivación para circuitos de alumbrado y tomas de corriente.
•
Todo tipo de soportes, cualesquiera que sean sus dimensiones, herrajes
y demás accesorios para la instalación y fijación de los equipos y
materiales.
El contratista presentará, a la supervisión de obra, una copia de todos los
pedidos de materiales que formen parte del suministro, indicando la fecha en que
dichos materiales se recibirán en la obra.
Todos los materiales que suministre el contratista serán nuevos y de
primera calidad, tanto en lo referente a su diseño como a su construcción, para el
uso específico en el área en que vaya a montarse. Será facultad de la supervisión
de obra, la aprobación de todos los materiales. Estos materiales serán escogidos de
entre una terna propuesta por el contratista dentro de los que cumplan con las
normas u el reglamento indicados en esta especificación.
Quedará rechazado el uso de equipos que no posean el certificado de
ensayo adecuado realizado por un organismo oficial competente.
Todos los terminales utilizados serán del tipo compresión. El contratista
realizará la conexión de todos ellos usando, cuando sea necesario, la maquinaria
auxiliar requerida que será a su cargo.
Todo el equipo de utillaje usado en la ejecución del trabajo deberá estar en
buen estado mecánico, siendo moderno y acorde con las normas de seguridad.
Todos aquellos materiales fabricado y montados por el contratista, que no
lleven ningún acabado anticorrosivo, se pintarán de acuerdo con la especificación
de pintura qe se indique.
El contratista suministrará y fabricará en campo todos los sosportes
metálicos necesarios para el montaje de bandejas y equipos eléctricos; todos estos
soportes serán fabricados con perfiles normalizados soldados que posteriormente
serán galvanizados por inmersión en caliente o pintados de acuerdo con la
especificación de pintura.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 27
Como especificación de pintura se aplicará la “EC-L-01” para todos
aquellos apartados y conceptos en los que se requiere el pintado tanto en esta
especificación como en los diferentes “Anexos de cantidades y precos”.
El contratista construirá los soportes y bases para estaciones de maniobra y
tomas de corriente.
1.2 NORMAS DE MONTAJE
Todos los materiales serán montados de acuerdo con los detalles de
montaje dados en los planos y en los estándares que se indican en la R.M
correspondiente.
En el caso de que haya algún equipo o material en el que no sea posible la
aplicación de estos detalles, su montaje se realizará de acuerdo con la buena
práctica de la especialidad, pero con la aprobación previa de la supervisión de la
obra.
En general y sin causa justificada no se admitirá ninguna desviación a los
estándares de montaje, a menos que sea autorizado por escrito po parte de la
supervisión de la obra.
Los planos eléctricos definen la posición aproximada de todos los equipos
eléctricos, por lo tanto, su situación definitiva será definida por el contratista con
aprobación de la supervisión de la obra.
Los materiales a instalar serán los que se indiquen en los planos. Siempre que
en el campo no se observen dificultades interferencias, el montaje se ajustará a
cuanto se indica en los planos. Cualquier modificación deberá ser aprobada por la
supervisión de la obra.
Todos los trabajos que hubiera que realizar en la proximidad de equipos que
pudieran ser dañados, se realizarán teniendo en cuenta en evitar los desperfectos,
siendo la reparación de éstos en su caso, de cargo del contratista.
En las zonas aéreas con riesgo d posibles daños mecánicos, los cables se
protegerán con tubo.
El contratista ensamblará y conectará, tanto mecánicamente como
eléctricamente todo equipo, paneles, armaduras de alumbrado, etc, que por su
tamaño o condiciones de ensamblaje hay sido enviado en varios subconjuntos.
El contratista instalará las arquetas para las picas de puesta a tierra, debiendo
quedar marcadas convenientemente para no perder su situación. Si fueran
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 28
colocadas sobra zonas que se prevé sufrirán desperfectos, se colocarán señales de
advertencia y se asegurará que éstas persistan en el transcurso de la obra.
Toda advertencia sobre esta norma será plenamente imputable al contratista
eléctrico, el cual lo repondrá dejándolo a satisfacción de la supervisión de obra
siendo tanto el material como la mano de obra con cargo a su cuenta.
En el caso de que se necesitasen fijar soportes o materiales se seguirán los
criterios siguientes:
•
En ningún caso se taladrará la estructura metálica para fijar soportes a
menos que lo autorice la supervisión de la obra.
•
En ningún caso se fijará directamente elemento alguno a una tubería o
depósito.
Para la fijación de equipos y soportes en hormigón se utilizarán spot-rocks o
pernos de expansión.
Todas las soldaduras a realizar por el contratista, tanto en cordones como
gargantas serán de un mínimo de 6mm.
Todos aquellos equipos cuya fijación se haga mediante elementos roscados
(tornillas, espárragos, abarcones, etc.) deberán llevar indefectiblemente una
arnadel de presión ates de la tuerca.
Toda la tornillería a utilizar será cadmiada o zincada tanto para uniones
mecánicas como eléctricas, excepto para aquellas conexiones que estén sometidas
al paso de grandes tensiones e intensidades, ocmo son los conductos de barra,
transformador, etc…que será de acero inoxidable.
En aquellos puntos donde durante el montaje dañe cualquier acabado
anticorrosivo de un material por distintos motivos, tales como en operaciones de
cortar, doblar, etc, la superficie dañada debe pintarse con la especificación de
pintura que se indique.
1.2.1 Instalación de cables y bandejas
La instalación de los cables será, en general, en bandeja o bajo tubo, sólo
cuando las circunstancias lo exijan se hará en zanja para lo que se deberá
consultar previamente a la dirección de obra que dará su aprobación.
Los cables serán armados cuando todo o parte de su recorrido atraviese
zonas clasificadas como peligrosas según MIE-BT 026: si el cable fuese enterrado
irá protegido por un tubo conduit de acero.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 29
En este caso el contratista deberá aportar el relleno de la zanja, que será en
arena de río lavada, además en caso de que se adopte la solución entubada, estos
deberán estar sellados en sus extremos, con espuma “flammastik”, un tramo de 50
cm.
Las tapas de las arquetas y de las zanjas que las tengan, estarán selladas
con el mismo producto. El suministro de este producto será por cuenta del
contratista.
Una vez rellena la carga, se regará ligeramente para que el relleno se
compacte, volviéndose a repetir la operación rellenándose de arena se hiciese
falta.
Las derivaciones a las torres y báculos serán bajo tubo metálico.
Antes de proceder al montaje de las bandejas y a la construcción de zanjas
y arquetas, el contratista deberá verificar que no existen interferencias en el
recorrido previsto; caso de que apareciesen interferencias, el contratista, antes de
proceder al comienzo de las obras, avisará por escrito a la supervisión de la obra.
Los cables se instalarán sin empalmes en todo su recorrido.
Las longitudes reseñadas en la lista de cables son aproximados, por lo que
es responsabilidad del contratista verificar la longitud escasa en cada caso y
proceder al cálculo de la sección correcta según lo indicado en el R.E.B.T. En
todo caso la sección elegida no podrá ser menor de la indicada en la lista de
materiales.
En el precio de cada cable se considerará incluidos en el precio el pelado,
la colocación y conexionado y su etiquetado en ambas puntas.
En tramos largos se preverá la posibilidad de absorber las dilataciones de
las estructuras que soportan el cable, producidas por los cambios de las
temperaturas de operación y/o ambientales.
Cuando para alimentar algún equipo alejado de los recorridos generales se
utilicen bandejas o tubos de protección, éstos se instalarán de forma que dejen una
altura libre mínima de dos metros y medio sobre la plataforma o nivel de piso.
Se seguirán estrictamente las indicaciones dadas en los planos, relativas a
los cables que deben disponerse en cada bandeja, tubo o zanja.
Los recorridos de menor entidad que no e encuentren representados en los
planos, redefinirán en obra.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 30
Los cables se dispondrán en las bandejas de forma que se reduzcan al
mínimo los cruces de cables.
Los cables que alimentan los postes o báculos de alumbrado se conectarán
en la base de éstos a cajas de conexión con protección IP-66, entrando a las
mismas a través de prensaestopas del mismo tipo que las cajas, de forma que el
conjunto conserve el grado de protección IP-66. Desde estas cajas se conectarán,
de la misma manera, las luminarias propiamente dichas.
Todos los cables independientemente de cómo van montados, irán
debidamente identificados, cada 50m y en los extremos, con el código de
identificación que se indique en la lista de cables. Para cables de diámetro menor
o igual a 30mm se utilizarán tarjetas metálicas resistentes a la corrosión con el
rótulo grabado de forma indeleble y atado al cable mediante bridas de PVC tipo
intemperie; para cables de mayor diámetro se admite cinta de aluminio grabado al
cable totalmente estirada con bridas de PVC tipo intemperie.
Los cables de alumbrado no llevarán la placa de identificación, con
excepción del cable que alimenta a cada panel de alumbrado.
Cuando un cable atraviese la superficie del suelo o de una plataforma,
debe protegerse contra daños mecánicos mediante manguito d PVC, construido
según el estándar correspondiente.
Las cajas de conexión para la zona clasificada serán del tipo
antideflagrante, Exd IIC T4 y se incluirán en el suministro los prensaestopas y
tapones necesarios en función de cables y circuitos.
En el resto de las zonas serán del tipo intemperie con protección IP-66,
colocándose en las entradas y salidas de cables, prensaestopas y tapones de forma
que el grado de protección resultante en las cajas sea al menos IP-65.
Los radios de curvatura de los cables serán preferentemente de 12 veces el
diámetro para cables armados y 6 veces para los de sin armar.
Cuando los cables contengan un conductor de tierra, éste será continuo
desde el punto de alimentación hasta el equipo. Cuando el equipo, cajas de
derivación, interruptores etc, estén equipados con terminales de tierra, el
conductor de tierra se conectará a los mismos. De no estar previsto este terminal,
el contratista tendrá que realizar un a conexión adecuada. Los tornillos de sujeción
de la tapa no se consideran como adecuados para este fin.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 31
Los cables colocados en bandejas deben, en todos los caso, ser fijados a
ellas como máximo cada 500 mm, en tramos horizontales
con bandejas en
posición vertical, y cada 600 mm en tramos verticales. Para la fijación de cables
en bandejas se utilizarán pequeñas correas de PVC del tipo intemperie.
Los cables se graparán a las bandejas por capas, a medida que vayan
siendo tendidos, no admitiéndose el atado por mozos.
En ningún caso es admisible que los cables sobresalgan del ala de la
bandeja.
Los cables se soportarán de forma que queden rectos y tirantes y no
descolgados o combados produciendo mal efecto. En general, la distancia entre
grapas para cables será de 400 mm aproximadamente y en ningún caso superior a
500 mm y de 2000 para tubos.
Los cambios de elevación en las bandejas, tanto si discurre en horizontal
como si discurre en vertical y siempre que sea posible por las distancia, se
realizarán con ángulos de 45º en lugar de hacerlo con ángulos de 90º, además, no
obstante, es necesario tener en cuanta los radios de curvatura admisibles para los
cables en el momento de montar las bandejas “in situ”.
La distancia entre soportes de bandejas será tal que una vez dispuestos en
ella todos los cables, no se produzcan flechas superiores a los 10mm.
Cuando haya que realizar entrada a través de prensaestopas, tubos o
accesorios a equipos roscados y teniendo en cuenta que los prensaestopas, tubos,
etc, están roscados con P.G (DIN 40430) se procederá del modo siguiente:
•
Si el equipo tiene la misma rosca que el prensaestopas, éste se fijará
directamente.
•
Si el equipo tiene un taladro de diámetro menor que el requerido por el
prensaestopas, aquel se mecanizará con rosca P.G (DIN 40430) al
diámetro requerido para poder fijar directamente el prensaestopas.
•
Si el equipo tiene un taladro de diámetro mayor que el requerido por el
prensaestopas, se dispondrá un adaptador con la rosca del equipo en el
extremo macho y con la rosca hembra P.G (DIN 40430) requerida en
el otro extremo para poder fiar directamente el prensaestopas.
En el interior de los equipos y con objeto de poder manipular con mayor
facilidad os conductores y en el caso de prensaestopas metálicos, se cortarán loa
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 32
filetes sobrantes repasando y achaflanando las aristas en todo el perímetro a fin de
evitar daños en el aislamiento de los conductores.
La entrada de los cables a los prensaestopas debe hacerse totalmente
perpendicular a los mismos.
Por la parte exterior del equipo, entre la carcasa y el cuerpo de l
prensaestopas, debe colocarse siempre, aunque sea en el interior, una junta tórica
de polipropileno.
La parte del prensaestopas que es solidaria con las carcasa ha de apretarse
hasta el máximo recomendado por el fabricante de los mismos, con las adecuadas
llaves dinamométricas a fin de garantizar el par necesario.
La rosca del prensaestopas que se fije a las carcasas se encintará con al
menos dos vueltas de cinta de teflón.
En el caso de cables armados, el contratista debe tomar toda clase de
precauciones para garantizar y asegurar que la armadura del cable queda puesta a
tierra en ambos extremos.
En los cables locales donde la instalación prevista es del tipo empotrada
para el paso de cable multiconductor a conductores unipolares, se utilizarán
siempre cajas adecuadas.
Para el paso de instalación aérea bajo tubo visto a instalación empotrada,
se utilizarán siempre una caja de montaje superficial.
1.2.2 Instalaciones de equipos
Los módulos de cogeneración se entregarán ya montados y en ningún caso
es responsabilidad del contratista su montaje, acoplamiento o alineamiento, sino
sólo su conexionado y el posible cambio de orientación de bornes. Los motores y
demás equipos eléctricos se suministrarán generalmente con prensaestopas; en
caso de traerlos incorporados se deberán incluir en el suministro del montaje, de
manera que el índice de protección de las cajas se conserva como IP-65
Las estaciones de maniobra, tomas de corriente , cajas de empalme y
derivación, instrumentos y en general cualquier equipo, serán suministrados y
montados por el contratista sobre soportes suministrados e instalados por él de
acuerdo con lo planos y los estándares de montaje y conexioando.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 33
El contratista conectará todos los equipo y materiales eléctricos de las
diferentes áreas y planos reflejados en la lista de cables y en los diferentes planos
de implantación.
1.2.3 Instalación de alumbrado
La instalación de alumbrado si inicia en los correspondiente paneles de
alumbrado, siendo responsabilidad del contratista instalar sobre estos soportes y
bastidores soldados las estructuras o sobre bases de hormigón y realizar la
conexión a todos los elementos que llegan y salen de ellos.
El contratista suministrará y montará todos los elementos y accesorios para
el montaje de la instalación de alumbrado. Así mismo instalará y conectará las
armaduras de alumbrado y báculos.
En general, los planos de alumbrado indican la situación donde se
instalarán las luminarias. En las pasarelas, plataformas y otras zonas exteriores,
las luminarias se instalarán de forma que favorezcan los rellenos de escaleras,
equipos de medida, cuadros eléctricos y otros equipos que requieran buena
iluminación.
En los planos, así mismo, se indicarán a través de detalles y símbolos, la
forma de montaje, el tipo y potencia de cada luminaria.
Próximo a cada luminaria, se indica el número del circuito del cual se
alimenta. No podrá cambiarse el circuito ni el panel del cual se alimentan las
luminarias o grupo de éstas.
Las tomas de alumbrado serán montadas por el contratista de acuerdo con
los planos y estándar de montaje y conexionado.
Para cables de la instalación de alumbrado se han considerado para las
derivaciones hasta los equipos, bien tubos para los casos que discurren dos o más
cables en paralelo, bien grapados directamente a estructuras cuando sólo discurren
un cable, no obstante deben respetarse los criterios y notas indicadas en los planos
de las correspondientes áreas.
El recorrido de los cables de alumbrado a partir de los paneles de
alumbrado y la situación de las cajas de derivación se harán en obra a partir de la
disposición de los puntos de luz que se indiquen.
El contratista debe tomar especiales medidas para asegurar la estanqueidad
en las luminarias ubicadas a la intemperie, comprobando el cierre perfecto y
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 34
disponiendo, en caso de ser necesario, una nueva junta laberíntica perimetral, todo
ello debe dar como resultado un índice de protección IP-65.
Una vez ejecutado el replanteo de la situación de las diversas luminarias,
el contratista estudiará y garantizará que los niveles que se obtienen son los
requeridos inicialmente. Para ello presentará el estudio correspondiente al a
ingeniería para su aprobación.
Las torres para proyectores llevarán incluido un sistema constituido por
motor, polea, etc, para facilitar el mantenimiento de los mismos en el suelo. Este
sistema deberá ser aprobado por la ingeniería.
1.2.4 Instalación de puesta a tierra
La red de tierra consistirá básicamente en un red enterrada de diversos
anillos constituidos por cable de cobre desnudo de 70 mm2 de sección, unidos
entre sí y conectados a diversos electrodos de tierra.
La conexión a esta red de los distintos elementos que deban ponerse a
tierra se hará de la siguiente forma:
•
Los elementos situados en el nivel del terreno se unirán directamente
por medio de cable desnudo de cobre de 35 mm2 de sección.
•
Para los elementos situados en los distintos niveles se procederá de la
siguiente forma:
- Se ejecutará un anillo colector de cobre desnudo de 70 mm2
- A este anillo se conectarán todos los elementos que lo requieran
por medio de cable de 35 mm2 desnudo de cobre.
- Este anillo se conectará a la red de tierra, enterrado al menos en dos
puntos por medio de cable de cobre desnudo de 70 mm2 de
sección. El número de conexiones será tal que la longitud desde
cualquier masa al punto de conexión de la red enterrada sea
menor de 50 m.
En relación con la protección contra rayo se seguirán además de las
recomendaciones editadas por el Ministerio de Vivienda, todas aquellas que sean
de aplicación para tener protegida la instalación.
La protección de cualquier estructura, tanque o equipo será ejecutada de tal
manera que estos elementos se encuentren dentro de un cono de 120º medido
desde al punto superior del pararrayos. Los pararrayos se colocarán sobre los
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 35
postes independientes y serán conectados directamente a la red enterrada de
puesta a tierra por medio de cable desudo de 120mm2.
La protección contra rayo será diseñada con esos criterios y la situación,
diseño y justificación de los equipos deberán ser aprobados por la ingeniería antes
de procederse al suministro y montaje.
Se llama la atención al contratista respecto a que todos los materiales
necesarios para esta instalación sean de su suministro.
Todos los cables aéreos de esta instalación serán aislados con PVC.
Los cables enterrados serán desnudos.
La red general, tanto subterránea como aérea, se realizarán a través de
soldaduras alumino-térmicas.
Todos los materiales serán montados de acuerdo con los detalles de
montaje dados en los planos y en los estándares.
En el caso de que haya algún equipo o material en el que no sea posible la
aplicación de estos detalles, su montaje se realizará de acuerdo con la buena
práctica de la especialidad, pero con la aprobación previa de la supervisión de la
obra.
En las entradas al cuadro general de baja tensión, la apuesta de las
armaduras de los cables se realizarán mediante cinta perforada de aluminio
conectado a la barra general de tierra.
Los equipos que no requieran neutro de alimentación se pondrán a tierra
través de un cuarto conductor incluido en el cable multiconductor de laimentación
o a través de un cable independiente.
Todas las superficies de contacto de los diferentes elementos que
componen la instalación, tales como pletinas, palas de terminales, etc. Antes de
hacerse las conexiones, deberán estar totalmente secas y limpias de películas de
laminación óxido, pintura, grasa y suciedad y en caso de que algún elemento sea
de fundición de hierro, además deberá ser tratado con desengrasante. Todos estos
trabjos, caso de ser necesarios, se realizarán por el contratista y serán incluidos y
previstos en las partidas correspondientes de los “Anexos de cantidades y
precios”.
Todos los equipos de control, instrumentos, cajas de derivación,
luminarias, etc irán puestos a tierra a través de un conductor incluido en el cable
multiconductor.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 36
El instalador se asegurará de que todas las armaduras y pantallas de cables
quedan puestos a tierra en ambos extremos.
En ningún caso se admitirá como conductor de tierra las armaduras de los
cables, las cuales deben tener continuidad en todo su recorrido.
Los cables de la puesta a tierra enterrados se tenderán si tensarlos y a una
profundidad mínima de 500 mm.
En las zonas aéreas con riesgos de posibles daños mecánicos, los
conductores de tierra se protegerán con tubo de PVC.
Para las conexiones con soldaduras alumino-térmicas, se asegurarán
escrupulosamente las prescripciones y recomendaciones para las soldaduras por
proceso “Cadweld”.
No se admitirán soldaduras porosas ni fisuradas ni con otros defectos.
La distancia entre los puntos de descarga o posibles disipaciones a tierra de
los diferentes sistemas será como mínimo de 5m.
La resistencia máxima admisible para el sistema descrito será de 5 ohmios,
por lo que se incrementa el número de electrodos en caso que sea necesario, hasta
conseguir el valor especificado.
1.2.5 Otros materiales y equipos
El resto de materiales auxiliares que suministre el contratista serán nuevos
y de primera calidad. Será responsabilidad de la ingeniería la aprobación de estos
materiales.
Todos los equipos suministrados por el contratista que no se puedan
montar adecuadamente sobre perfiles en la planta, se montarán en perfiles
normalizados suministrados y adecuadamente preparados por el contratista. Se
seguirán para ello los estándares de montaje apropiados.
Los tubos de protección para cables en zonas clasificadas serán del tipo
conduit de acero galvanizado de los tamaños adecuados. Sólo se suministrarán
tramos rectos.
1.2 PRUEBAS
Todo el equipo necesario para realizar las pruebas, incluso un equipo de
cuatro radioteléfonos para comunicación será aportado por el contratista.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 37
El contratista no hará la puesta en marcha ni pruebas de equipo hasta no
haber sido autorizado por la supervisión de la obra.
El contratista antes de la puesta en marcha debe comprobar el
funcionamiento correcto de todos los equipos eléctricos indicados en esta
especificación, incluso del equipo no suministrado por el propio contratista.
No se considerará ningún equipo como completamente terminado hasta
que no se hayan llevado a cabo por el contratista las pruebas específicas para el
mismo y quedan aprobados por la supervisión de la obra.
Cuando en un equipo no suministrado por el contratista, se compruebe su
mal funcionamiento al efectuar las pruebas y este funcionamiento anormal sea
debido a una mala instalación por parte del contratista, éste lo reemplazará y lo
reparará a sus expensas hasta que la supervisión de la obra lo apruebe.
Realizará la totalidad de las pruebas allí descritas, excepto las de rigidez
dieléctrica y presentará los resultados en las hojas normalizadas de:
•
Cuadro general de baja tensión
•
Cables
•
Motores
•
Instalación de alumbrado
Además, realizará cualquier otra prueba que implícitamente sea requerida
en cualquiera de los documentos contractuales.
El contratista exigirá de los distintos fabricantes de los materiales
suministrados por él, las pruebas y ensayos así como los protocolos
correspondientes que se indiquen en las especificaciones correspondientes.
El contratista realizará las pruebas necesarias para la comprobación del
perfecto montaje y funcionamiento del sistema de tierras.
El contratista realizará, a propuesta del supervisor de la obra, la
comprobación de continuidad de los diferentes circuitos que éste considere
oportuno.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 38
2. MOTORES DE GAS NATURAL
2.1 DISPONIBILIDAD
Los tres grupos de cogeneración están previstos para funcionar 7472 horas
al año.
Se define la disponibilidad de los sistemas de cogeneración como la
relación:
D(%) =
A+ B
⋅ 100 en las que se tiene:
A+ B+C
A: Horas en las cuales el motor está funcionando.
B: Horas en las cuales el motor está listo para funcionar pero sin entrar en
servicio.
C: Horas de disponibilidad debidas el mantenimiento programado o por
averías de los equipos.
Sobre la base anterior, el suministrador deberá establecer un valor de
garantía para la disponibilidad no inferior a nuestro valor estimado del 85%.
El suministrador indicará a su vez los requisitos de tiempo necesario para
el tiempo programado de su suministro indicando el que deberá efectuarse a
máquina parada, en régimen de potencia o en funcionamiento normal.
2.2 ALCANCE DEL SUMINISTRO
Se proporcionarán tres equipos de cogeneración motogeneradores aptos
para funcionar de acuerdo con las diversas condiciones específicas (entorno,
explotación, etc.) incluyéndose en el suministro todos los elementos necesarios
para la correcta operación y mantenimiento aunque no están explícitamente
indicados siempre que no estén expresamente excluidos.
En forma orientativa pero no limitante se relacionan los siguientes
equipos, instalaciones, trabajos y servicios integrantes del suministro.
Los fluidos requeridos por los grupos y equipo asociados serán
suministrados por la propiedad en un solo punto cada uno.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 39
2.2.1 Equipos
2.2.1.1 Motores de gas natural y equipos mecánicos complementarios
Además de los componentes propios de cada motor se incluirán como
equipos complementarios los siguientes:
•
Grupo motogenerador
- Motores de gas natural
- Bancadas comunes
- Equipo de montaje elástico
- Juegos de raíles de fijación.
- Estructuras metálicas
•
Equipos mecánicos complementarios
- Sistema de combustible
- Sistema de lubricación
- Sistema de aire de arranque
- Sistema de refrigeración (sin incluir la torre de refrigeración)
- Sistema de gases de escape (excluidos silenciadores)
- Sistema de aire de alimentación
•
Estructura metálica
•
Tuberías y conductos
•
Cables (auxiliares, alarma y control)
•
Instalaciñon y montaje
•
Herramientas
•
Repuestos (para mínimo de dos años)
La propiedad abarcará la marca de los grupos principales, alternador,
reductor, relés de protección, filtros de aire, contraincendios, etc.
2.2.1.2
Armarios
de
control
y
protección
de
los
grupos
motogeneradores
Dispondrán de los elementos controladores y reguladores del motor y de
un sistema de visualización y almacenamiento de información sobre parámetros
de servicio de las unidades, así como de indicadores de próxima revsión por parte
del fabricante.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 40
Contarán con electrónica programable de forma que cubra, como mínimo
todos los casos previstos en esta especificación.
2.2.1.3 Alternadores y armarios de control, protección y sincronismo
El suministro comprende:
•
Alternador eléctrico previsto para su trabajo interior, con grado de
protección IP-23. (Incluirá todas las opciones con tensión comprendida
entre 6 y 12 kV)
•
El alternador podrá funcionar en régimen estable con un coseno de phi
entre 0,8 inductivo y 0,95 capacitivo.
•
Regulación automática del coseno de phi
•
Sistemas de control: Instrumentos de indicación y medida. Aparatos de
control.
•
Se ofertará al menos una alternativa de alternador, integrado entre
otros por los siguientes relés de protección:
- Máxima tensión
- Mínima tensión
- Frecuencia
- Sobreintensidad y sobrecarga
- Potencia inversa
- Diferencial
- Máxima intensidad homopolar
- Derivación de corriente a estator
Los relés se instalarán en un armario que forme parte del suminstro situado
en la sala de control de la planta.
Todos los armarios quedarán situados en el espacio reservado para la sala
de control. Con el fin de unificar criterios entre diversos suministradores, la
propiedad podrá exigir la adaptación de los armarios a un modelo determinado.
2.2.1.4 Sistemas de potencia auxiliar
Centro de control d motores, CCM 380 V.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 41
2.2.1.5 Equipo de corriente continua
Con banco de baterías y cargador de las mismas, todo ello dispuesto en el
correspondiente armario.
2.2.1.6 Conexión para un equipo informático
En los armarios de control se dispondrá de la posibilidad de envío de
señales con conexión RS232, a un sistema informático de adquisición de datos.
Deberá proporcionarse un manual explicativo de la forma de conexión para la
captación de las señales.
El sistema de adquisición de datos no forma parte del suministro del
motor, pero es necesaria su instalación para poder proporcionar información fiable
sobre el funcionamiento de los equipos.
2.2.2 Transporte y emplazamiento
El suministrador realizará y será responsable del transporte y descarga del
conjunto en su emplazamiento. Por lo tanto, deberá cuidar de que esté
convenientemente embalado y las protecciones adecuadas, especialmente en
bocas, bridas, etc.
Así mismo, se encargará de que las partes que no forman un conjunto se
embalen y marquen convenientemente para su extravío.
Todos los desperfectos que puedan ocasionarse por el transporte y la
descarga correrán a cuenta del suministrador, por lo que éste deberá haber
contratado los seguros que procedan. Los medios auxiliares (grúas) necesarios
para la descarga formarán parte del suministro.
El equipo se considerará entregado una vez haya sido descargado y
emplazado y además se supere una revisión realizada tras la descarga por
inspectores de la propiedad o personal autorizado.
2.2.3 Montaje
El suministrador de los grupos de cogeneración se ocupará del montaje de
todos los equipos, instrumentos y accesorios necesarios para el correcto
funcionamiento del sistema y que están dentro de los límites del suministro.
También realizará la instalación de las tuberías que le correspondan. En cuanto a
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 42
los equipos eléctricos y de control, se encargará de todas las conexiones de los
mandos y equipos entre sí.
El acoplamiento de filtros, silenciadores y conductos de aire será realizado
también por el suministrador a excepción del silenciador a situar en el by-pass a la
salida del motor.
Se entenderá que el montaje ha concluido en el momento en que los
equipos puedan funcionar adecuadamente en las condiciones previstas en esta
especificación. La obra civil necesaria para la instalación correrá a cargo de la
propiedad.
2.2.4 Pruebas de puesta en marcha de la instalación
El suministrador deberá demostrar que su suministro cumplimenta los
requisitos exigidos y por lo cual se realizarán las pruebas sobre los equipos con el
fin de dar el visto bueno a la instalación para su explotación. Dichas pruebas se
desarrollarán en tres fases:
•
Chequeo de los componentes individuales para comprobar que realizan
correctamente su función. Se prestará especial atención a la seguridad.
•
Prueba de la instalación completa operando en continuo durante 24
horas. Deberá trabajar en la forma prevista y proporcionando las
prestaciones requeridas.
Superadas las dos fases citadas se considerará que el suministro está
dispuesto para el inicio de la explotación:
•
Prueba de la instalación completa durante cuatro semanas en las que se
tabajará a la capacidad especificada en el diseño. En las dos primeras
semanas pueden realizarse paros para ajustes y reparaciones siempre
que no excedan en total 50 horas. Caso de superarse el límite, las
pruebas se alargarán un tiempo igual al exceso.
Las dos últimas semanas deben ser de operación ininterrumpida. Si en este
periodo se produce algún fallo cuya responsabilidad sea atribuible al
suministrador, las dos semanas de ininterrupción deberán empezarse de nuevo.
Durante las pruebas del último apartado no es imprescindible la presencia
del personal del suministrador pero éste habrá previsto la contingencia de un
posible requerimiento de su presencia en caso de que se produzca algún fallo.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 43
La recepción provisional de la instalación por la propiedad se firmará
cuando se hayan superado con éxito las tres fases consideradas. La aceptación
definitiva se realizará un año más tarde de forma automática si no se detectan
anomalías y una vez superadas las pruebas de prestaciones.
No formarán parte del suministro los fluidos necesarios tales como
combustibles, lubricante, vapor, aire comprimido, etc.
2.2.5 Documentación
Como parte del contrato y dentro del precio fijado, el suministrador deberá
aportar toda la documentación necesaria referente al equipo y actividades relativas
a su instalación, operación y mantenimiento.
2.2.6 Adiestramiento del personal
El suministrador de los grupos de cogeneración se encargará de dar un
cursillo para la formación del personal de la propiedad, destinado a la operación y
mantenimiento de los grupos.
Se espera que la mayor parte del adiestramiento tanga lugar en el recinto
de la propiedad durante el periodo de montaje de los equipos y que sea impartido
por los supervisores del suministrador.
2.2.7 Mantenimiento
Es intención de la propiedad contratar el mantenimiento de los grupos de
motogeneradores al suministrador mismo, y deberán ofertarse, como mínimo, las
siguientes variantes:
•
Mantenimiento tota con recambios a cargo de la propiedad durante 5
años.
•
Mantenimiento en garantía total en un periodo de 5 años que incluya
todos los gastos de piezas, mano de obra y el primer “overhaul”.
Se deberá adjuntar a estas ofertas una lista valorada de piezas de recambio,
especificando las que deba tener la propiedad en almacén y las que pueden estar
disponibles en España por existencia de un stock centralizado del suministrador.
2.3 LÍMITES DE SUMINISTRO
Los puntos terminales o límites de suministro son los siguientes:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 44
Aire de admisión. Filtros del aire de admisión (incluyendo
silenciadores)
•
Gas natural. Brida de entrada a rampa de regulación.
•
Gases de combustión. Bridas de salida del colector común de escape,
incluyendo junta de dilatación.
•
Agua de refrigeración. Bridas de entrada y salida de agua de
refrigeración en colector común a los cuatro motogeneradores.
•
Aire comprimido. Brida de alimentación.
•
Potencia. Bornes del alternador. Alimentación C.C.M. motogenerador.
2.4 INFORMACIÓN TÉCNICA A INCLUIR EN LA OFERTA
2.4.1 Descripciones técnicas
El suministrador incluirá en la oferta o documentación adjunta a la misma
información suficiente para el conocimiento de su suministro que alcanza tanto a
los motores propiamente dichos, como a los generadores y otros equipos y
suministro necesarios para el funcionamiento de los conjuntos. Con carácter
orientativo se dan a continuación los datos que se requieren de cada componente:
•
Motores
- Descripción general, tipo y características diferenciales de los
motores.
- Sistemas de arranque y lubricación, sistemas de alarma y
protección de fuego, otros sistemas de seguridad incluidos en la
oferta.
- Prestaciones de los moto-generadores incluyendo, debidamente
rellenadas, las tablas de datos adjuntos para las prestaciones
esperadas y garantizadas.
- Nivel sonoro de los motores y alternadores y otros focos emisores
de operación normal o excepcionales (arranques, paros, etc.) y
valores de los consumos propios de energía en estas
circunstancias.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 45
- Tiempo de puesta en servicio desde la orden de arranque y
secuencia de las operaciones.
- Capacidad para superar durante cortos períodos de tiempo
sobrecargas importantes como las que pueden producirse en caso
de defecto de la red de la compañía estando conectado en
paralelo.
- Descripción del sistema de control de las operaciones de arranque y
parada.
•
Alternadores
- Descripción general de los alternadores, sistemas de excitación y
control.
- Descripción del sistema de protecciones.
- Datos de diseño y prestaciones de los alternadores en función de la
temperatura del aire de refrigeración disponible. Es conveniente
disponer de datos de potencias y rendimientos al 100, 75 y 50%
de la carga nominal, en función del factor de potencia (0,9-1).
- Reactancia síncrona, transitoria y subtransitoria.
- Pérdidas de los generadores.
•
Cuadros de control
Descripción de los cuadros de control con indicación expresa de los
instrumentos indicadores, sistemas digitales de señalización y operación del
conjunto.
•
Sistemas de admisión de aire
Tipos de filtros empleados, capacidad de filtraje, consumo de aire
comprimido (d ser requerido).
•
Otros sistemas
Descripción de los sistemas auxiliares de los moto-generadores como
extinción de incendios, cargadores de baterías, etc.
2.4.2 Marcas y fabricantes
Para todos lo elementos (o los más importantes) constituyentes de
turbogeneradores se informará de los datos del subcontratista y/o consumidor, en
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 46
forma específica deberá darse información a este respecto de los siguientes
componentes:
•
Filtros de aire y aceite
•
Silenciadores
•
Motores auxiliares
•
Electrónica principal
•
Instrumentos
•
Relés de protección
2.4.3 Diagramas de funcionamiento e implantación preliminar
Deberán incluirse los planos y diagramas básicos de los subsistemas que
integren el suministro y una descripción de la implantación propuesta con las
dimensiones y pesos principales de cada componente.
2.4.4 Datos de prestaciones
Los puntos que se adjuntan contienen la información necesaria sobre las
prestaciones de los motogeneradores.
Deberán rellenarse tres ejemplares con dicha información:
•
Datos de los tres moto-generadores con cero pérdidas y a nivel del mar
(1013 mbar de presión atmosférica).
•
Datos en el emplazamiento, teniendo en cuenta la altura sobre el nivel
del mar, la contra presión en el escape y la pérdida de carga en la
admisión que se considerará de 80 mmca, si el suministrador no
garantiza un valor diferente en función del filtro que suministre. En
este caso se anotará la pérdida de carga considerada.
•
Datos de garantía de emplazamiento. Será igual al anterior pero con los
valores de garantía. Sólo deberán rellenarse las posiciones que estén
sujetas a tal garantía así como las bases de cálculo.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 47
2.5 INSTRUMENTOS Y SEÑALES DE PROTECCIÓN, CONTROL
Y ALARMAS
2.5.1 General
Los sistemas de conrol y protección incluidos en cada suministro estarán
compuestos de aparatos indicadores, transmisores, controladores, interruptores,
contadores, etc, que aseguren la correcta operación del sistema y ofrezcan la
adecuada información al operador. Todas las señales que puedan producir paros
en el sistema estarán diferenciadas en pre-alarmas que darán la indicación al
operador de los parámetros correspondientes y alarmas que producirán el paro del
sistema.
El suministrador normalizará al máximo su instrumentación de forma que
las señales de tipo analógico sean de 4-20 mA y las de tipo digital mediante
contacto libre de potencial siempre que ello sea posible.
Las señales podrían estar situadas sobre los correspondientes puntos de
medición (situación local), debiendo tener la indicación en el panle de control de
los equipos y algunas de ellas deberán ponerse a disposición de un sistema de
adquisición de datos (SAD) para posterior tratamiento.
2.5.2 Instrumento y señales
Los cuadros que se adjuntan indican las señales de cómo deben incluirse
en el sistema objeto de este suministro. Se indican así mismo la posición de la seal
y su posibilidad de conexión SAD.
En cualquier caso el suministrador tomará las adecuadas precauciones para
que la SAD no pueda ocasionar ningún tipo de perturbación en un sistema y dará
las instrucciones precisas que considere oportuno para la conexión y manipulación
de tales señales que serán admisibles en la siguiente forma:
•
Analógicas: 4- 20mA
•
Digitales: Bornes libres de potencial
•
Contadores: Pulsos o 4- 20 mA
Si el sistema de control del suministro dispone de electrónica programable,
la mayor parte de estas señales podrían ser transmitidas al SAD debiéndose en
este caso suministrar la información y protocolos de comunicación que permitan
hacer efectivas estas transferencias.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 48
3. CALDERA DE RECUPERACIÓN DE CALOR
3.1 INTRODUCCIÓN Y ALCANCE DEL SUMINISTRO
Esta especificación establece las condiciones y requisitos mínimos
relativos a la unidad de referencia integrada en la planta de trigeneración que se
instalará en el hospital diseñado.
La planta de trigeneración está formada por tres motogeneradores de 1019
kWe y tres calderas de recuperación de calor para producir agua caliente a 110º C.
El alcance del suministro incluirá, bajo la responsabilidad del vendedor, el
diseño, ingeniería, compra de materiales y equipos, fabricación, inspección y
pruebas en taller, control de calidad, limpieza, pintura, embalaje, protecciones,
transportes a planta, montaje, supervisión de montaje, pruebas en campo y de
garantía, puesta en marcha y formación de personal del comprador.
3.2 REQUISITOS GENERALES
3.2.1 Códigos y normas
El diseño, materiales, ingeniería, fabricación, inspección, pruebas,
cetificación, limpieza, pintura y montaje de las CRC a suministrar según esta
especificación, se realizan de acuerdo con los códigos y normas aquí
especificadas, referidas siempre a la última edición más las Adendas y casos
especiales del código aplicable que está en vigor en la fecha de adjudicación del
contrato.
El vendedor pondrá en conocimiento al comprador de cualquier
divergencia que exista entre los requisitos de esta especificación y su experiencia.
Serán de aplicación como mínimo, los códigos, normas, leyes y
reglamentos estatales y locales, indicados a continuación en la lista de referncias
que se adjunta.
3.2.2 Sistemas de unidades
El vendedor utilizará las unidades de medida del sistema internacional
(S.I.) en todos sus cálculos y documentos salvo los datos de tuberías que se
podrán dar en pulgadas.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 49
3.2.3 Dimensionamiento, diseño y materiales
El vendedor dimensionará los equipos y sus componentes en base a las
condiciones de funcionamiento especificadas en la Memoria de este proyecto.
Todo el diseño se realizará de tal forma que se facilite la inspección,
limpieza, mantenimiento y operación en continuo con un alto grado de fiabilidad.
El diseño de incorporará todos los criterios necesarios para salvaguardar la
seguridad del personal. Las superficies exteriores con temperaturas de
funcionamiento superiores a los 65º C y que no requieran aislamiento para
conservación de calor, se aislarán, a efectos de seguridad del personal, cuando
estén situadas en la zona normal de trabajo.
Todos los materiales y equipos que se utilicen serán nuevos
Se prohíbe la utilización de amianto en todo el suministro.
3.2.4 Componentes normalizados
El comprador pretende normalizar lo máximo posible los equipos y
componentes para hacer mínimas las necesidades de repuestos y facilitar la
operación y mantenimiento.
3.2.5 Subcontratistas
El vendedor puede utilizar subcontratistas, pero es el único responsable del
suministro.
De subcontratar alguna parte del suministro, los subcontratistas deberán
ser de entre los homologados por la ingeniería. Para los componentes que se ctan
a continuación, al menos dos posibles subcontratistas deberán ser propuestos,
previamente al pedido, a fin de que el comprador decida su aceptación o
modificación de la propuesta:
•
Válvulas
principales
(seguridad,
control,
motorizadas,
electrocomandadas, etc. )
•
Ventiladores
•
Bombas
•
Motores eléctricos
•
Instrumentos locales y sistemas de control
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 50
Contratista de montaje
3.2.6 Programa
La propuesta incluirá un programa que cubra todo el alcance del
suministro del contrato, el cual se actualizará mensualmente por parte del
vendedor.
3.2.7 Placas de características
Todos los equipos, incluso los motores, llevarán debidamente fijada una
placa de características para su identificación. La placa de características de
espesor adecuado levará tornillos resistentes a la corrosión. Cumplirán con los
códigos, normas y reglamentos españoles aplicables.
3.2.8 Repuestos
Con la propuesta se presentará una lista de repuestos recomendados para
los sistemas recuperadores de calor. En esta lista se incluirán admás de los
repuestos de puesta en marcha, los previstos para un año de funcionamiento
(cotización independiente para ambos). Ese listado incluirá una cantidad de tubos
de caldera (tramos rectos de cada diámetro) y material utilizado en los equipos de
recuperación de calor. Además deberán cotizarse todos los repuestos necesarios
para poder mantener el vendedor las garantías dadas. Se cotizarán precios
unitarios de todas las piezas que deberán incluirse en la propuesta inicial.
3.2.9 Herramientas especiales
Con la propuesta se presentará una lista de herramientas, llaves y equipos
especiales necesarios para el montaje, instalación, operación, desmontaje,
sustitución y mantenimiento de cualquier componente y equipos auxiliares.
3.3 REQUISITOS MECÁNICOS
3.3.1 Datos de diseño
El vendedor optimizará su diseño respecto a las características de
funcionamiento, pérdidas de carga de los gases, pérdidas de carga de agua de
alimentación, temperaturas, etc.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 51
Todos los bancos de tubos, colectores e intercambiadores serán totalmente
drenables, por lo que será necesario que se instalen válvulas de drenaje.
Las penetraciones de tuberías a través de la chapa de cierre de caldera,
serán estancas y no darán lugar a tensiones por dilataciones térmicas.
En la medida de lo posible, las uniones soldadas se situarán fuera del paso
de gases calientes.
El diseño de los intercambiadores se realizará teniendo en cuenta que
cuando el motor trabaje a baja carga (arranque, parada y situacines en isla) la
temperatura de los gases aumenta situándose en aproximadamente 523º C +20º C.
3.3.2 Partes a presión
Las partes a presión de la caldera se diseñarán de acuerdo con el código
ASME (todas las secciones que sean aplicables).
El vendedor aplicará y presentará al comprador, para su revisión, las
presiones de diseño y prueba estipuladas por el código ASME, correspondiente a
las presiones de operación específicas.
Las temperaturas del material se calcularán de acuerdo con la temperatura
de fluidos, con un margen mínimo de 25º C.
La tubería a presión será sin soldadura, con un sobreespesor de corrosión
de al menos 1,5 mm. Los tubos aleteados se soldará mediante soldadura continua
por alta frecuencia. Utilizándose aletas de 1,27 mm de espesor mínimo y con una
densidad máxima de 216 aletas por metro.
3.3.3. Chimenea y conducto (opcional)
El conducto entre caldera y chimenea irá revestido exteriormente con
aislamiento, formado a base de paneles semi-rígidos de lana de roca, de densidad
100 kg/m3 y espesor igual o mayor 1 75 mm. Con chapa de recubrimiento de
aluminio de 1mm de espesor. Se diseñará con las siguientes condiciones mínimas:
•
Temperatura:50º C por encima de la temperatura máxima del gas
•
Presión: 510 mmca
En cualquier caso el vendedor asegurará una temperatura de pared fría
menor de 65º C.
La altura mínima de la chimenea será de 14 metros sobre el nivel del
suelo. La chimenea se aislará térmicamente. El espesor, tipo del aislamiento e
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 52
instalación (interior o exterior) propuesta se indicará en la oferta. Se incluirá un
silenciador entre caldera y chimenea que garantice un nivel de ruido inferior a 85
dB a 1m del suelo, incluso circulando gases por el by-pass de caldera.
El vendedor cotizará precio por metro lineal para aplicar en el supuesto de
incrementos o disminuciones de la altura indicada.
La chimenea irá provista de los sistemas de drenaje adecuados y el
vendedor incluirá las juntas de dilatación requeridas.
3.3.4 Distribuidor de gases (opcional)
El distribuidor de gases de escape incorporará actuador eléctrico de
regulación, el cual será gobernado por el controlador de presión de vapor.
En posición 100% la caldera enviará todos los gases a la caldera cerrando
la comunicación directa con la chimenea.
En posición 0% la caldera enviará la totalidad de los gases a la chimenea
entroncando entre el economizador de la caldera y el silenciador, realizando el bypass total de la caldera.
En el arranque se dispondrá de una rampa de apertura en base a los
requerimientos de la caldera.
3.3.5 Tuberías, válvulas y accesorios
El suministrador incluirá con los intercambiadores de calor, dentro de sus
límites de suministro, todas las tuberías, válvulas, accesorios, soportes y anclajes
necesarios para la tubería que se suministre. También se suministrarán cuando sea
necesario los soportes especiales para tubería de resorte colgadores, etc.
Todas las válvulas se probarán de acuerdo con el código aplicable,
debiéndose entregar al comprador los correspondientes certificados de pruebas.
Se incluirán válvulas en los servicios que las requieran según el diseño del
vendedor.
Las válvulas de retención serán de igual calidad y clase que las válvulas de
aislamiento. Tendrán una tapa desmontable para inspeccionar los internos sin
tener que dimensionar la válvula de la tubería.
Las válvulas de seguridad y de alivio se timbarán y probarán en fábrica,
debiéndose enviar el correspondiente certificado de pruebas.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 53
3.3.6 Estructura de la caldera
El vendedor diseñará, fabricará y suministrará toda la estructura soporte de
las CRC y equipos asociados definidos dentro de la especificación.
3.4 REQUISITOS ELÉCTRICOS
Los equipos y materiales eléctricos, así como su montaje y operación,
deben estar de acuerdo con las tensiones de alimentación indicadas en el apartado
4.3.
3.4.1 Cables
El vendedor incluirá en el alcance de suministro todos los cables de
interconexión y red de tierras dentro de las CRC, salvo lo indicado como
suministro del comprador.
3.4.2 Alimentación a motores y alumbrado
La alimentación a motores y el alumbrado ambiente, las realizará el
comprador desde el CCM correspondiente.
3.5 REQUISITOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
3.5.1 General
El proveedor suministrará la caldera con toda la instrumentación necesaria,
de acuerdo con lo indicado en este capítulo.
Como parte inherente al suministro de la caldera, dentro del alcance de la
instrumentación, se considerarán incluidas:
•
Instrumentación local
•
Cajas de conexión
•
Cables
•
Montaje y supervisión
•
Pruebas y puesta en marcha
•
Repuestos
Los instrumentos tendrán un grado de protección ambiental IP- 65, como
mínimo.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 54
Todos los instrumentos dispondrán de su correspondiente etiqueta
identificadota y placa de características.
3.5.2 Equipo de control y enclavamiento
El equipo de control, seguridad y enclavamiento será realizado por otros.
El suministrador de la caldera aportará la documentación necesaria para la
configuración de los mismos.
Los lazos de control previstos para la caldera son:
•
Nivel de calderín
•
Presión de vapor, compuerta diversota
•
Caudal de agua de alimentación (medida)
3.5.3 Instrumentación de campo
La instrumentación de campo, mínima, a ser incluida en el alcance del
suministro, será la siguiente:
•
Válvulas de seguridad, que se instalarán en:
- Calderín (2 unidades)
- Vapor
•
Niveles de vidrio, que se instalarán en:
- Calderón (2 unidades)
•
Interruptores de nivel, que podrán ser de tipo flotador o tipo
conductividad y que se instalarán en:
- Calderín: muy bajo nivel
- Calderín: alto nivel
3.6 INSPECCIÓN, PRUEBAS Y PUESTA EN SERVICIO
Todos los equipos a suministrar con esta especificación serán examinados,
inspeccionados y probados de acuerdo con los códigos aplicables y normas
referenciadas y de acuerdo con los requisitos adicionales que aquí se especifican.
El vendedor llevará a cabo las pruebas e inspecciones especificadas en el
contrato. Para las pruebas de los recipientes a presión o de la caldera, el
comprador podrá emplear una entidad colaboradora independiente o la autoridad
local responsable de la inspección de recipientes a presión.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 55
El comprador y/o representante tendrá acceso libre en todo momento a las
oficinas o talleres del vendedor o sus subcontratistas.
Durante la fabricación y la entrega del suministro, se llevarán a cabo, por
los inspectores del comprador, visitas al vendedor y a sus eventuales
suministradores para controlar que la fabricación esté conforme con los planos
constructivos estándares, normas y especificaciones que estén incluidas en el
pedido y para tomar conocimiento del avance del suministro completo. El
vendedor suministrará al inspector del comprador los elementos razonables
necesarios para que pueda verificar que los equipos y sus elementos estén de
acuerdo con los requisitos contractuales.
Las pruebas realizadas por el vendedor en presencia de los inspectores del
comprador no eximen al vendedor de cualquier otra obligación contractual.
El vendedor deberá proceder a obtener los permisos necesarios y hacer
realizar las pruebas exigidas por los organismos oficiales de acuerdo con las leyes
y disposiciones locales. Los gastos derivados por los anteriores conceptos serán
satisfechos por el vendedor.
El vendedor deberá presentar al comprador o a su representante los
procedimientos de inspecciones y pruebas antes de comenzar la fabricación.
El vendedor deberá conservar una colección completa aprobada de los
certificados de las pruebas que se hayan realizado con identificación de la sigla
correspondiente a la marcha sobre dicho material.
En caso de que durante o después de la prueba, el comprador constatara
que los materiales y/o equipo no respeten las normas de calidad requeridas o las
características técnicas, etc., el comprador podrá rechazar los materiales y/o
equipo y/o trabajo contemplado en la orden de compra sin que este rechazo
conlleve ningún tipo de reembolso por parte del comprador ni la extensión
implícita de la fecha de entrega a menos que estas condiciones hayan sido
aceptadas por escrito por el comprador.
Los resultados de todas las pruebas serán certificados por el vendedor su
subcontratista o una entidad colaboradora independiente, según proceda. Los
certificados de pruebas se entregarán al comprador antes de la puesta en servicio.
Antes de la puesta en servicio, el vendedor llevará a cabo todas las pruebas
requeridas por los códigos y normas aplicables, incluyendo pruebas de
funcionamiento de cada equipo. Cuando no se disponga de norma apropiada, las
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 56
pruebas se efectuarán de conformidad con la práctica normal del fabricante, sujeto
a la aprobación del comprador. El vendedor entregará por escrito al comprador,
para su aprobación, el procedimiento de pruebas correspondientes.
3.7 CURSO DE FORMACIÓN EN EL EMPLAZAMIENTO
El contrato de la CRC incluirá un curso de formación. El curso se
impartirá en las instalaciones del comprador, utilizando como guía los manuales
de operación y mantenimiento de la CRC.
4. INSTALACIÓN ELÉCTRICA
4.1 OBJETO
Esta especificación establece las condiciones y requisitos mínimos
relativos a la unidad de referencia integrada en la planta de trigeneración que se
instalará en el hospital.
La instalación comprenderá el parque de intemperie de A.T y los cuadros
de control y servicios auxiliares en el edificio de subestación, así como las
interconexiones de M.T.
Esta especificación se complementa con los planos y especificaciones de
equipos relacionados con la subestación. Todos estos documentos forman parte
integrante de esta especificación.
Los planos indicados deberán ser desarrollados por el instalador de
acuerdo con las características de funcionamiento, esquemas y dimensiones de los
equipos. Todos estos planos deberán ser sometidos a comentarios y aprobación
final, antes de iniciarse la fabricación o montaje del equipo.
El montaje y el equipo eléctrico suministrado por el instalador, será
plenamente garantizado por él, de acuerdo con las condiciones generales del
contrato.
4.2 LÍMITES DE SUMINISTRO
Para una mejor comprensión de la problemática específica de la instalción
eléctrica de la presente cogeneración, en su relación con las instalaciones
existentes, se recomienda efectuar una visita a la planta donde se va a efectuar el
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 57
montaje para comprobar la ubicación posible de aparamenta y equipo y programar
las reformas a realizar.
El instalador debe suministrar el equipo y materiales eléctricos que
comprende la subestación e interconexión entre esta y las cabinas de 20 kV de
generadores y distribución, a excepción del equipo suministrado por otros y que a
continuación se indican; debe así mismo realizar el montaje, pruebas de campo y
puestas en funcionamiento de todos los equipos y materiales.
Los equipos a suministrar son:
•
Cuadro de 20 kV
El instalador incluirá todos los trabajos correspondientes a:
•
Equipo de medida para los dos sentidos de la energía comprada a la
red de la compañía.
•
Cuadro de control, protección, señalización y alarmas.
•
Sistema de puesta a tierra en subestación.
•
Modificaciones en edificio de control de subestación
•
Estructura metálica, placas pernos de anclaje y soportes de aparellaje.
•
Cimentaciones, vallas, grava superficial, excavaciones, canales, etc.
•
Cables de fuerza de 20 kV entre generadores y cuadro de 20 kV entre
éste y los transformadores elevadores.
•
Cables de control de los transformadores de potencia y distribución.
•
Cuadros auxiliares para el edificio de control de subestación.
•
Cables de fuerza en 380/220 V de interconexión entere la sala de
control de subestación y sala de control de B.T. de la planta.
•
Cables de mando y control para maniobra, señalización y
enclavamientos de los seccionadores y disyuntores de 45 kV hasta el
edificio de control de subestación.
•
Cables de alarmas, control, mando y protecciones desde el cuadro de
control de la subestación de 45 kV a la sala de control en la planta de
cogeneración.
•
Instalación de puesta a tierra de todas las instalaciones.
•
Accesorios de montaje de todos los cables anteriores así como tubos,
bandejas, soportes, etiquetas, terminales, etc.
Otros suministros:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 58
Además de lo indicado, el contratista realizará las siguientes actividades:
•
El instalador deberá acoplar las nuevas instalaciones de cogeneración a
las instalaciones ya existentes en el hospital.
•
El instalador desarrollará los planos de las instalaciones que él mismo
suministre y entregará los correspondientes planos finales donde se
recojan todas las modificaciones producidas durante el montaje.
•
El instalador preparará los proyectos oficiales de electricidad para su
presentación en los organismos oficiales y para la compañía
suministradora si así fuese requerido.
La obra civil no estará incluida en el alcance, si bien el instalador deberá
facilitar los planos y croquis precisos con los detalles que sean necesarios para su
aprobación, debiendo comprender:
•
Fundaciones de equipo y estructuras
•
Zanjas del parque de A.T.
•
Pequeña obra de albañilería
•
Celdas de transformadores
Los límites del trabajo a realizar son determinados por esta especificación
con inclusión de los equipos y materiales necesarios según el esquema unificar.
El instalador está obligado a elaborar y firmar los documentos necesarios y
gestionar la aprobación de la instalación por parte de la Delegación de Industria y
de la compañía eléctrica correspondiente.
En la parte de A.T. el límite de trabajo estará en las barras generales de 45
kV debiéndose incluir todos los materiales necesarios para la conexión como son
cadenas en pórtico de subestación, cable de tierra, cable de señal, etc. Además se
incluyen las modificaciones indicadas en planos en la salida de la subestación.
4.3 Requisitos Generales
4.3.1 reglamento y normas
La ejecución de las instalaciones se ajustará a los especificado en las
normas y reglamentos vigentes y a las disposiciones reglamentarias que pueda
haber dictado la Delegación de Industria en el ámbito de su competencia. Así
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 59
mismo, en la parte de la instalación que sea necesario, se seguirán las normas y
recomendaciones de la correspondiente compañía eléctrica.
Todos los equipos y materiales estarán construidos y ensayados de acuerdo
con las normas aplicables en su país de origen. Las normas aceptadas, en
principio, son las siguientes:
•
Reglamento sobre Condiciones Técnicas y Garantías de Seguridad en
Centrales Eléctricas y Centro de Transformación.
•
Reglamento Electrotécnico de Alta Tensión e Instrucciones Técnicas
Complementarias.
•
Normas de seguridad e Higiene.
La instalación cumplirá con los más exigentes requisitos de cualquiera de
los códigos:
•
Normas UNE
•
Recomendaciones de la CEI
•
Normas de la compañía eléctrica
•
Reglamento de la Delegación de Industria
4.3.2 Condiciones atmosféricas
Las condiciones atmosféricas serán, sino se indica lo contrario:
•
Temperatura máxima de 45º C
•
Temperatura mínima de -15º C
•
La altitud es de unos 750 m sobre el nivel del mar.
4.3.3 Características del sistema de A.T.
Todos los elementos están sujetos a posibles solicitaciones de
cortocircuito, tendrán una capacidad térmica para poder soportar la intensidad
eficaz simétrica correspondiente a la potencia de c.c., especificada en los
documentos anexos de la documentación de la instalación durante 1 segundo; así
mismo tendrán la capacidad de cresta simétrica de 2,55 veces la intensidad eficaz
simétrica correspondiente a la mencionada potencia. La potencia de cortocircuito
deberá ser confirmada por la compañía suministradora.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 60
4.4 PARQUE DE INTEMPERIE
4.4.1 Aparellaje y equipo
Las características del aparellaje y equipo principal se detallarán en la
especificación de cada equipo.
4.4.2 Materiales de instalción
Estructuras metálicas de soporte de aparamenta
Los cálculos de la estructura deberán realizarse de tal forma que se atengan
a las especificaciones del Código Técnico de la Edificación.
El acabado de las estructuras será galvanizado por inmersión en caliente.
La unión entre los diferentes cuerpos se realizará con tornillos, tuercas y arandelas
normalizadas según normas DIN.
Se reducirá al mínimo el número de piezas diferentes.
Todos los soportes de aparatos deberán ser de conformación similar a los
existentes en la actualidad.
Aisladores
Su resistencia mecánica será la adecuada en función de los vanos de
separación entre los mismos , para soportar los esfuerzos electrodinámicos
producidos por la falta de cortocircuito especificada.
Las características mínimas que deberán cumplir se determinarán a partir
del mínimo nivel de aislamiento y los actualmente instalados.
Conductores
Las uniones entre el aparellaje se realizará con cables o tubos adecuados
para las solicitaciones previstas. El embarrado principal será de tubo de cobre de
40/32 como mínimo, debiendo incrementarse estos valores en función de la
geometría ofertada y la normativa vigente.
Los conductores se pintarán de los colores normalizados por la compañía
eléctrica local.
Piezas de conexión
El embarrado se realizará por medio de piezas de conexión apropiadas los
terminales de aparellaje y conductor que han de unir. Todas estas piezas d
conexión se dimensionarán para una intensidad mínima de paso, fijada en los
planos correspondientes.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 61
Las piezas de conexión con interruptores, seccionadores y transformadores
de protección y medida serán del tipo flexible.
Las superficies de contacto estarán calculadas teniendo en cuenta
solamente la superficie del cuerpo del racor, con exclusión de la superficie de las
bridas de apriete.
Todos los materiales utilizados en la construcción deberán ser de una
calidad y acabado que permita su instalación en ambiente corrosivo. La tornillería
será de acero inoxidable.
Toda la tornillería irá equipada con arandelas planas y piezas de freno para
evitar que las tuercas puedan aflojarse.
4.4.3 Instalación de puesta a tierra
El circuito de tierras inferiores estará formado por conductores de cobre
desnudo de 120 mm2 al que se conectará a las tomas de tierra del parque.
Las tierras de los pararrayos, autoválvulas deberán conectarse lo más
directamente posible a la malla de tierra.
Toda la estructura metálica y soportes de aparellaje irán unidos al circuito
de tierras inferiores por medio de bornas que permitan la entrada y salida del
conductor sin necesidad de cortar el mismo; estas conexiones se realizarán al
exterior y en un sitio visible.
La unión del circuito de guarda con sus tierras inferiores se realizará con
conductor de cobre desnudo de 70 mm2, grapado a los pilares de la estructura.
Las uniones entre cables del circuito de tierras se efectuarán con
soldaduras.
Las tomas de tierra se realizarán mediante red mallada con picas, debiendo
ponerse en paralelo las que se precisen hasta conseguir un valor de la resistencia
de menos de 1 Omio.
4.4.4. Zanjas
El diseño de las zanjas debe ser de tal forma que por ellas no vayan más de
dos capas de cables, que se prevea un drenaje perfecto de estas zanjas y que las
tapas puedan ser retiradas por una sola persona. En el caso de ser necesario
colocar en la misma zanja cables de alta tensión y de control, deberán estar
debidamente separadas por un tabique, pero se evitará esto en la medida de lo
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 62
posible. La profundidad de las zanjas será tal que los cables nunca queden por
debajo del nivel freático.
4.4.5 Circuitos de mando, control y medida
Los cables de mando y control serán multicolores para una tensión de 1 kV
y de sección mínima de 2,5 mm2.
Los conductores irán tendidos en zanjas registrables El conexionado a los
aparatos se realizará mediante terminales cuando los conductores estén formados
por más de un solo hilo.
Todos los cables serán debidamente identificados en sus extremos y a lo
largo de los mismos, al menos cada 15 m. Las marcas se fijarán por
procedimientos mecánicos tipo imperdibles y nunca por adhesivos.
Las salidas de los conductores desde las zanjas a las regletas de los
aparatos se hará a través de tubos de acero galvanizado grapados en las
estructuras.
Para los transformadores de intensidad y tensión deberán disponerse de
cajas de bornas, una por cada juego de transformadores en las cuales se agruparán
los circuitos que lleguen a cada transformador formando cables multiconductores
para su unión en el cuadro de control.
La sección mínima de los cables para circuitos de secundarios de
transformadores de intensidad serán de 6 mm2. La sección de los cables para
circuitos de secundarios de los transformadores de tensión será tal que la caída de
tensión desde bornes del transformador hasta bornes del equipo de medida no
sobrepase el 0,25% y 4 mm2 como mínimo. Para los equipos de medida de
energía las secciones deberán ser de acuerdo con las prescripciones de la
compañía suministradora.
4.5 SALA DEL EQUIPO ELÉCTRICO
4.5.1 Distribución de media tensión
La instalación de media tensión estará comprendida entre los siguientes
puntos:
•
Bornas de los alternadores de los grupos de cogeneración.
•
Bornas de alta tensión del transformador de distribución.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 63
Bornas de baja tensión del transformador elevador.
4.5.2 Cuadro de control
Existirá un cuadro denominado de control de subestación, situado en el
edificio de control de subestación.
Este cuadro será metálico, autoportante, fabricado en chapa de 1,5 mm de
espesor como mínimo, totalmente cerrado a prueba de polvo y color que
posteriormente se indicará.
En el cuadro estarán instalados todos los elementos de señalización
indicación, maniobra, alarmas y regulación de los sistemas de A.T. y M.T.
En la parte frontal se instalarán los instrumentos indicadores, alarmas y
protecciones.
Así mismo se desarrollará el esquema sinóptico sobre el que se situará la
señalización de seccionadores e interruptores y mando de interruptores.
La parte posterior del cuadro se acondicionará con puertas para dar acceso
a sus elementos interiores: relé, regulador, relés auxiliares, equipo de alimentación
de alarmas, cableado, regletas, etc.
4.5.3 Protección de A.T.
Los
cuadros
contendrán
además
de
los
relés
de
protección
correspondientes a su respectiva zona, relés auxiliares, cableados y terminales
para el envío de las señales de cierre y apertura a los interruptores de A.T. y de las
señales de alarma. Así mismo incluirán los terminales para interconexión entre
ambos cuadros para la transmisión de órdenes demando, alarmas y señalizaciones.
En el frente del cuadro irán instalados los relés de protección. Los relés
auxiliares, cableados y terminales situados en el interior del cuadro serán
accesibles por su parte posterior mediante puertas adecuadas.
Los relés de protección estarán de acuerdo con las indicaciones del
diagrama unifilar. Serán del tipo empotrado, con chasis extraíble provistos del
dispositivo necesario para que, al ser extraídos, queden automáticamente
cortocircuitados los terminales de conexión a secundarios de transformadores de
intensidad. Estará también provistos de un dispositivo actuable al abrir la tapa
frontal del relé que anule la posible señal de dispar que pueda ocurrir por el
manejo de sus elementos interiores.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 64
Los relés de protección estarán provistos de dispositivos de señalización
del tipo banderola o similar.
Los diferentes circuitos de disparo y cierre de interruptores estarán
protegidos por medio de interruptores de caja moldeada de los polos con contacto
auxiliar para actuar la alarma de la apertura de aquéllos.
La sección mínima de los cables de control será de 2,5 mm2, la sección de
los cables de los circuitos de transformadores de intensidad será de 4 m2.
Los cables de control estarán en el cuadro por su parte inferior. Se
preverán soportes adecuados para la retención de los cables con un dispositivo
efectivo para la puesta a tierra de la armadura de los mismos. Se preverá un cierre
adecuado para el sellado de la entrada de cables en la parte inferior del cuadro.
La regletas de terminales serán del tipo de presión por lengüeta y estarán
situadas en un posición de fácil acceso y a una distancia mínima del suelo de 300
mm.
Todos los cables y regletas estarán debidamente señalizados mediante
caracteres indelebles.
4.5.4 Equipos de medida de la compañía
El conjunto del equipo de medida fundamentalmente estará compuesto de
los siguientes elementos:
•
Transformadores de tensión (Tt)
•
Transformadores de intensidad (Ti)
•
Cableado de interconexión entre los Tt y la medida.
•
Cableado de interconexión entre los Ti y la medida.
•
Contadores de energía activa
•
Contadores de energía reactiva
•
Registradores para tarifas horarias
Todos estos materiales deberán cumplir con las prescripciones de la
compañía suministradora teniéndose en consideración que la modalidad del
contrato podrá ser para energía garantizada, programada y eventual.
Transformadores de tensión
Los transformadores de tensión serán del tipo inductivos conectados fasetierra según UNE 21088 y la correspondiente hoja de datos.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 65
Transformadores de intensidad para medida
Los transformadores de intensidad cumplirán con la UNE 21088 y la
correspondiente hoja de datos.
Cableado de interconexión entre Tt y medida
Los conductores entre transformadores de tensión y los conductores irán
protegidos bajo tubo, de forma que no se puedan manipular y tendrán una sección
que garantice una caída de tensión inferior al 0,25% siendo ésta de 4 mm2 como
mínimo.
Cableado de interconexión entre Ti y medida
Los conductores entre transformadores de tensión y los contadores irán
protegidos bajo tubo, de forma que no se puedan manipular y tendrá una sección
de 6 mm2 como mínimo.
Contador de energía reactiva
•
Tipo de medida: sistema de 4 hilos
•
El registro de energía activa se realizará en los dos sentidos
•
Clase de precisión de los contadores igual a 0,2 s
•
Tensión:110 V
•
Intensidad: 5 A
•
Estarán dotados de emisor de impulsos, libre de potencial, para cada
sentido de la energía.
•
Llevarán un contacto libre de potencial para identificar el sentido de la
energía, importación o exportación de energía activa, entendiéndose
como exportación la que el cogenerador vierte a la red de la compañía.
Contador de energía reactiva
•
Tipo de medida: sistema de 4 hilos
•
El registro de energía se realizará en los dos sentidos
•
Clase de precisión de los contadores igual 1 s
•
Tensión: 110 V
•
Intensidad: 5 A
•
Estarán dotados deemisor de impulsos, libre de potencial, para cada
sentido de la energía
•
La medición de la energía reactiva se realizará discriminando la
energía reactiva importada o exportada den los cuatro cuadrantes
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 66
Registradores- Discriminadores tarifados
Se utilizarán registradores- discriminadores tarifados como apoyo de los
contadores de energía activa y reactiva para disponer de los registros de potencia
y energía requeridos (maxímetro y triple tarifa), para la confección de las facturas
como consumidor y como productor de energía eléctrica.
El equipo permitirá realizar los cierres de facturación automática o
manualmente esta opción se podrá bloquear mediante precinto.
El acceso a los registros podrá realizarse localmente por teclado y vía PC
mediante módem.
El equipo tendrá capacidad para almacenar los registros de energía en
períodos de 15 minutos por un tiempo superior a 40 días.
Instalación
Los transformadores de medida irán situados en el parque de intemperie.
En los circuitos secundarios de medida de los transformadores de tensión e
intensidad, única y exclusivamente se conectarán elementos relacionados con la
medida.
Los contadores y demás elementos de medida se alojarán en earmarios
normalizados por la compañía, debiéndose disponer bloques de prueba para
facilitar su verificación, reparación o sustitución.
Los relés a emplear estarán dotados de un dispositivo antirrobote y
aislamiento galvánico.
Los aparatos de medida con posibilidades de manipulación estarán dotados
de los elementos necesarios para su precintado.
4.5.5 Equipo de corriente continua
El equipo se compondrá d batería, equipo de carga y armario. Las
características de estos elementos serán las siguientes:
Batería
La batería de acumuladores será del tipo alcalino de cadmio y níquel.
La tensión de la batería será la necesaria para la alimentación de aparatos
de 110V y de tensión nominal, con un margen de variación de 116- 100 V.
La capacidad de la batería será tal que pueda alimentar, sin rebasar los
límites de tensión establecidos, las siguientes cargas simultáneas:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
•
Consumo
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
permanente:
Todas
las
lámparas
PÁGINA 67
de
señalización
normalmente energizados durante 6 horas y relés.
•
Consumo de puntas: cierres y disparos consecutivos de interruptores
de A.T. (20 veces)
Equipo de carga
La tensión de alimentación será de 220 V fase y neutro 50 Hz.
La tensión de flotación estará estabilizada en ±2% por métodos estáticos
para variaciones de la fuente de alimentación en ±10% de la tensión y en ±5% de
la frecuencia y de 0-100 % de la intensidad de carga.
Existirá un dispositivo de carga a fondo a tensión constante o a intensidad
constante o mezcla de ambas, pero nunca por plots.
El paso de carga de flotación a carga de fondo se realizará manualmente
por conmutador.
El cargador de batería estará diseñado para atender el consumo permanente
especificado, además de la carga de batería.
En caso de falta de tensión alterna, la batería atenderá el consumo de
emergencia especificado, para lo cual se preverán los medios oportunos de
conexión y desconexión de esta carga.
En el periodo de carga a fondo de la batería se deberá prever los medios
adecuados para que la tensión de utilización no supere los límite especificados.
Armario
El equipo de carga y la batería se hallarán situados en el interior de un
armario de chapa de acero tipo interior, autportante y accesible por delante
mediante puertas.
En el exterior del armario se situarán los elementos de
medida,
señalización y mando, que será como mínimo:
•
1 Amperímetro de cuadro móvil para el cargador
•
1 Voltímetro de cuadro móvil para la tensión de utilización
•
1 Interruptor general
•
1 Piloto d señal de tensión de alimentación
•
1 Relé de indicación de puesta a tierra en la red de 110 V c.c.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 68
4.5.6 Cuadro de servicios auxiliares
El cuadro será metálico, autoportante, para instalación interior, totalmente
cerrado y a prueba de polvo. Su diseño será similar al cuadro de protección de
A.T.
En este cuadro se realizarán las distribuciones necesarias de 380/220 V
corriente alterna y de 110 V corriente continua en compartimentos separados.
En la parte exterior frontal del cuadro y situados bajo los respectivos
interruptores, se preverán los rótulos de identificación de las salidas, en plástico
negro grabado en blanco. Así mismo, en la parte interior y situados bajo los
juegos de fusibles se preverán rótulos similares.
En el interior del cuadro se instalará un relé de mínima tensión de corriente
alterna y otro de corriente continua para dar las alarmas necesarias en caso de
falta.
4.5.7 Instalación de puesta a tierra
Todos los paneles y cuadros en la sala de equipo eléctrico serán
conectados a la red de tierra por medio de un cable de cobre.
Todos los elementos metálicos no conductores, situados en el interior de
los paneles y cuadros serán conectados a la barra de tierra o terminal del cuadro.
4.5.8 Conductores
Todos los cables de fuerza y control que interconecten paneles situados en
la sala de control de la subestación, serán multiconductores de cobre con
aislamiento seco, con tensión de aislamiento de 1 kV. Los cables que
interconectan equipos fuera de la sala de control de la subestación serán armados
con hilo de acero.
Los cables de alumbrado para interior, instalados en tubos, serán
unipolares, con aislamiento de plástico y tensión mínima de aislamiento de 750 V.
Los cables de alumbrado para exterior serán multiconductores, con
aislamiento seco, anillados y para una tensión de aislamiento de 1 kV.
4.5.9 Accesorios de mantenimiento y seguridad
El instalador suministrará los siguientes accesorios de mantenimiento y
seguridad si no existen en las instalaciones actuales:
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 69
•
Una pértiga de maniobra para A.T.
•
Dos plataformas aislantes
•
Dos pares de guantes aislantes
•
Un para de botas aislantes
•
Un dispositivo para poner a tierra y cortocircuito las líneas de A.T.
•
Rótulos de peligro de muerte, primeros auxilios, etc.
Todos los elementos de mantenimiento deberán estar situados sobre el
tablero adecuado montado en una de las paredes interiores del edificio.
4.6 INSPECCIÓN Y ENSAYOS DE FÁBRICA
El instalador debe ofrecer al servicio de inspección todas las facilidades
necesarias para que éste pueda asegurarse de que todos y cada uno de los equipos
por él suministrados estén siendo construidos y ensayados de acuerdo con los
mejores métodos para cumplir las especificaciones de diseño y funcionamiento.
Todos los trabajos y ensayos deben ser llevados a cabo con la completa
satisfacción del servicio de inspección, pero la aprobación de éste no libera al
instalador de las garantías especificadas en las condiciones generales del contrato.
El servicio de inspección indicará en cada caso si desea presenciar los
ensayos realizados en fábrica. Para esto, el instalador deberá informarles con el
tiempo suficiente de la fecha en que van a ser realizados.
En general, se realizarán sobre los distintos equipos los ensayos de rutina
especificados en las recomendaciones CEI cuando éstas sean de aplicación.
Cuando así se indique en las correspondientes especificaciones de equipo, se
realizarán además los ensayos tipo requeridos.
Los contadores y demás equipos de medida, si así lo requiere la compañía
suministradora de energía, serán enviados a sus laboratorios para las oportunas
comprobaciones a cargo del instalador.
El instalador debe incluir en su oferta, como formando parte del equipo, el
precio de los ensayos de rutina.
Ningún equipo será despachado por su fabricante hasta que los certificados
de ensayo hayan sido aprobados por el servicio de inspección.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 70
4.7 SUPERVISIÓN DE CONSTRUCCIÓN, PRUEBAS DE CAMPO
Y PUESTA A PUNTO
Las instalaciones deberán ser aprobadas por el supervisor de obra, que se
reserva el derecho de rechazar cualquier trabajo y en cualquier fase de ejecución,
si considera que la calidad de éste o de los materiales empleados no alcanzan el
nivel necesario, teniendo en cuenta las normas establecidas en esta especificación,
debiendo el instalador rehacerlo a su propio cargo.
El instalador garantiza que ninguna instalación será realizada de forma
diferente a los planos aprobados a menos que tenga aprobación por escrito.
Todas las pruebas de campo relacionadas con los equipos principales,
necesarios para su puesta en funcionamiento, serán realizadas bajo la supervisión
del fabricante del equipo. En general y sin excluir cualquier otra prueba que el
instalador juzgue necesaria, se realizarán las siguientes comprobaciones:
•
Transformadores de medida: Comprobación de las relación de
transformación. Comprobación de las curvas de relés mediante la
inyección en primario.
•
Interruptores: Ensayo de funcionamiento. Comportamiento de señales
de disparo y cierre.
•
Relés de protección: Comprobación de las curvas de los relés mediante
inyección de corriente, con equipo de comprobación facilitado por el
instalador. Comprobación de disparos y alarmas de todos los relés.
•
Equipo
de
corriente
continua:
Comprobación
del
correcto
funcionamiento de cargador y batería. Comprobación de que la batería
da la potencia requerida.
•
Cuadro de control: Comprobación de funcionamiento de mandos y
señalizaciones. Ensayo de todas las alarmas mediante simulación de
condiciones anormales.
•
Cables: Medida de resistencia de aislamiento entre fases y tierra.
Ensayos de continuidad y polaridad. Ensayo de continuidad en la red
de tierra y conexiones. Medida de resistencia de diferentes elecrodos y
de red general a tierra.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 71
Los resultados de los ensayos descritos serán registrados por el instalador
en formatos adecuados con fecha y nombre de la persona a cargo del ensayo y
posteriormente, aprobados por el supervisor de obra.
5. MÁQUINA DE ABSORCIÓN
5.1 ALCANCE DEL SUMINISTRO
Esta especificación establece las condiciones y requisitos mínimos
relativos a la unidad de referencia integrada en la planta de trigeneración que se
instalará en el hospital.
5.2 LÍMITES DEL SUMINISTRO
5.2.1 Equipos mecánicos
La planta entradora de líquidos por absorción consistirá en un conjunto de
absorbedor- evaporador, un intercambiador de calor de la solución, tuberías de
interconexión, soportes y demás elementos. Se incluirá a carga inicial de bromuro
de litio. Los circuitos del evaporador, absorbedor y condensador se diseñarán para
una presión de funcionamiento de 150 psig. El generador de vapor de alta
temperatura se diseñará para una presión de 115 psig.
Las bombas de la solución y de refrigeración serán del tipo hermético, sin
sellos o sistemas externos de sellado. La lubricación y la refrigeración de la
bomba de la solución se realizarán mediante la solución de bromuro de litio. La
bomba de refrigerante se lubricará y refrigerará mediante el refrigerante.
Los motores de la bomba serán alimentados eléctricamente a una fuente
trifásica de 60 Hz a 200-240 o 416- 480 V o de 50 Hz a 380- 415 V ±10%. El
intervalo de inspección recomendado para los cojinetes es de 6 años.
5.2.2 Sistemas de control
El control de capacidad se realizará mediante un sistema automático capaz
de controlar el funcionamiento bajo todas las condiciones de carga y temperaturas
de agua de entrada en el condensador.
El panel de control
incluirá un indicador de tiempo transcurrido, el
transformador de voltaje de control con salidas múltiples, los arrancadores de la
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 72
bomba de la máquina, la protección trifásica por sobrecarga compensada por
temperatura ambiente, el interruptor general, la puerta del panel con llave y las
seguridades necesarias. El exterior del panel de control mostrará pilotos de
indicación que señalen el estado de funcionamiento de la máquina y de la purga.
Se suministrará el sistema de purga automático sin motor. Este sistema
proporcionará una acción de purga continua siempre que la unidad esté en
funcionamiento y permitirá que los gases no condensables se almacenen
externamente a la unidad y no pueden introducirse en la misma cuando ésta no se
encuentre en funcionamiento. Todos los controles de la purga y del evaporador, se
encuentran en su propio interior y no se requerirá alimentación eléctrica,
conexiones de aire de control o cambios de aceite para su funcionamiento.
5.3 FUNCIONAMIENTO CONTINUO
La unidad será capaz de un funcionamiento continuo en las condiciones de
diseño y a todas las temperaturas del agua de condensación hata 7º C,
suprimiendo la necesidad de la instalación hidráulica del control del agua de la
torre de refrigeración y la calibración según la aplicación normal del aire
acondicionado.
No requerirá la utilización de válvula de by-pass de la torre de
refrigeración.
No requerirá conexión de tuberías y válvula de by-pass del condensador.
El haz tubular del generador será de diseño en U, asegurados únicamente
en un extremo, reduciendo el desgaste y las averías del mismo.
La superficie de la carcasa del evaporador se suministrará con aislamiento
de fábrica. La bomba del refrigerante, la carcasa y la instalación hidráulica se
aislarán en la instalación. Los cabezales del agua fría se aislarán en la instalación
una vez finalizada la conexión de tuberías. El recubrimiento y la pintura final se
aplicarán según se especifica en otro apartado.
Las instrucciones de funcionamiento y mantenimiento serán suministradas
por el fabricante en una bolsa.
6. MEDICIONES Y ABONO
6.1 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS OBRAS METÁLICAS
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 73
Las armaduras que se utilicen en las obras de fábrica armadas, así como las
estructuras y obras metálicas se medirán por su peso teórico deducido de los
planos de detalle de cada una. El resultado obtenido se aumentará en un 5% en
concepto de tolerancia en peso y pérdidas por recortes.
6.2 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS TUBERÍAS
Las tuberías de conducción, cualquiera que sea su naturaleza, de diámetro
y presión de prueba, se medirán y valorarán por metro lineal a los precios que para
la de cada conjunto de características figuren en el cuadro de precios.
Las tuberías que sean objeto de medición a los efectos de su abono,
deberán hallarse totalmente colocadas, con sus sujeciones, recubrimiento y demás
elementos que integren las mismas y haber sido sometidas con éxito a las pruebas
de presión, si las hubiera.
6.3 MEDICIÓN Y ABONO DE LOS CABES ELÉCTRICOS
Los cables para la conducción de energía eléctrica para distribución de
alta, media o baja tensión de corrientes industrial o para iluminación, así como los
de conexión de aparatos e identificadores situados a distancia unos de otros se
medirán por cada tipo, sección y forma de aislamiento e instalación y se valorarán
a los precios unitarios que para cada uno figure en el cuadro de precios.
6.4 MEDICIÓN Y ABONO DE LOS EQUIPOS MECÁNICOS
Se medirán y valorarán los equipos mecánicos que formen parte de la
instalación por unidades al precio que figure en el cuadro de precios que se
refieran.
De la maquinaria, mecanismos y demás elementos que se construyan en
taller podrá abonarse un 75% del importe que para material construido en taller
establezca en cada caso el cuadro de precios que haya presentado el contratista en
las condiciones antedichas, siempre y cuando dicho material merezca la
conformidad del ingeniero encargado de la inspección en talleres y un 90% del
importe que para material acopiado en obra establezca el mismo cuadro de
precios, una vez estén depositados en obra y sean hallados conformes. El importe
restante se abonará a la finalización de su montaje.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO
3. PLIEGO DE CONDICIONES
3.2 TÉCNICAS Y PARTICULARES
PÁGINA 74
6.5 MEDICIÓN Y ABONO DE LA INSTRUMENTACIÓN Y
EQUIPO DE CONTROL
Los aparatos de control, medida y dosificación se abonarán a los precios
que para los mismos figuren en el cuadro, una vez instalados en obra y aprobado
su funcionamiento. De los aparatos que suministre el contratista y se hallen
pendientes de la instalación se podrá abonar un 90% del importe que para
suministro de los mismos figure en el cuadro, cuando se realicen a satisfacción sus
pruebas individuales de funcionamiento.
6.6. MEDICIÓN Y ABONO DE OBRA VARIAS
Las unidades de obra para las que no se especifica la forma de medirlas y
abonarlas, lo serán por unidades concretas, lineales, superficiales o de volumen
según figuren expresadas en los cuadros de precios y por el número real de dichas
unidades ejecutadas y que cumplan las condiciones prescritas en este Pliego.
6.7 MEDICIÓN Y ABONO DE LAS PARTIDAS ALZADAS
las partidas alzadas de abono íntegro se abonarán por el resultado de
aplicar los precios unitarios correspondientes del cuadro de precios a las
mediciones efectuadas.
INSTALACIÓN DE TRIGENERACIÓN PARA UN HOSPITAL CON PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD, CALOR Y
FRÍO