Kein Folientitel

1
FERIA INTERNACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE FIMA
2008 Bogota, 27 de Marzo de 2008 BEAT ERNST
RITSCHARD General Manager , VA TECH Colombia Ltda.
2
Andritz VA TECH HYDRO es un suministrador a
nivel mundial de equipos electromecánicos y
servicios llave mano ("Water to Wire") para
plantas hidroeléctricas con una posición de líder
en un mercado creciente para la rehabilitación
de plantas.
3
(No Transcript)
4
Turbinas de baja caida y HYDROMATRIX
VA TECH HYDRO
Soluciones para generadores hidraulicos
COMPACT HYDRO
COMPACT HYDRO LARGE HYDRO SERVICE REHAB
5

• Energía Renovable Energía Limpia
• La generación de Energía
• Eléctrica por la Fuerza Hidráulica.

POTENCIA (kW) CAIDA NETA (m) CAUDAL (m3/s)
nc 9.81
nc eficiencia del grupo aprox. 90
EMBALSE
CENTRAL HIDROELECTRICA
TUBERIA FORZADA
Caída (m)
Caudal (m3/s)
CASA MAQUINAS
SUBESTACION
6
2) GENERAL RANGO DE APLICACION

• Head H up to 1000 m
• Flow Q up to 100 m3/s
• Power output P up to 15 MW

Compact Axial Turbines
Compact Francis Turbines
Compact Pelton Turbines
7
2) GENERAL RANGO DE APLICACION

• Los siguientes aspectos técnicos para la
  definición de los equipos
• principales de generación se aplican a Pequeñas
  Hidroeléctricas .
• Definición del tipo de turbina utilizando el
  Diagrama no. 1 y con
• base a los parámetros definidos para la caída y
  el caudal disponible.
• Definición del diseño de turbina con base a los
  siguientes aspectos
• técnicos
• - Transporte donde el acceso a la obra es
  difícil, el diseño debe per-
• mitir que para las piezas mas grandes existe
  una forma para
• transportar las hasta la obra. Estos
  problemas se generan especialmente en
• caso de turbinas de baja caída.
• - Regulación el diseño de la turbina y los
  demás equipos deben per-
• mitir la regulación constante de la
  frecuencia de la red aislada.
• (Inercia del grupo Turbina Generador,
  regulador de frecuencia)
• - Comparar los costos de obra civil para los
  diferentes diseños de
• turbinas.

8
2) GENERAL RANGO DE APLICACION
COMPACT HYDRO
Water to Wire (W2W)
Soluciones Modulares hasta 15 MW por unidad
- Los diseños de los equipos y sus auxiliares son
sencillos, comparando con unidades de mayor
potencia. - Los diseños son estandarizados para
un numero definido de modelos - Para garantizar
un alto rendimiento y así garantizar una larga
vida de los equipos, el diseño de la turbina se
basa en pruebas de modelo de turbinas con
características similares pero de mayor potencia
9
2) GENERAL RANGO DE APLICACION
Compact Pelton Turbines
HASTA 15 MW
TURBINA PELTON TRANSMISION DE ENERGIA POR IMPULSO
ELEMENTOS PRINCIPALES DE CONTROL - EL
DEFLECTOR - LA AGUJA
EJEMPLO CASA MAQUINAS TURBINA PELTON
10
2) GENERAL RANGO DE APLICACION
Compact Francis Turbines
HASTA 15 MW
FRANCIS HORIZONTAL
ELEMENTOS PRINCIPALES DE CONTROL TIPO VERTICAL -
EL DISTRIBUIDOR - LOS ALABES DIRECTRICES
FRANCIS HORIZONTAL COMPACT HYDRO 2.2 MW
FRANCIS VERTICAL
RODETE FRANCIS VERTICAL
11
2) GENERAL RANGO DE APLICACION
LA TURBINA CROSSFLOW
50 kW .. 1.5 MW
fácil transporte por componentes obra civil
barata autolimpiadora - - baja eficiencia - -
plagiada frecuentemente (mayor desgaste ?
menor eficiencia)
12
2) GENERAL RANGO DE APLICACION
LA TURBINA AXIAL SOLUCION PARA BAJAS CAIDAS
S- Turbines
Axial -Turbines
TURBINA DE FLUJO AXIAL
Kaplan - Turbines
Bulb - Turbines
REGULACION SIMPLE Redes interconectadas REGULAC
ION DOBLE Redes aisladas
13
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
caídas hasta 30 m fácil transporte por
componentes - - casa de maquinas muy larga - -
generador aguas abajo (humedad)
Compact S-Turbines
CONEXIÓN GENERADOR

• REGULACION DOBLE
• ALABES DIRECTRICES
• ALABES DEL RODETE
• REGULACION SIMPLE
• SOLAMENTE ALABES
• DIRECTRICES
• SOLAMENTE ALABES
• DEL RODETE

SALIDA AGUA
EJEMPLO TURBINA S H 12 m, 1.5 MW
14
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Axial Turbines
CONEXIÓN GENERADOR
SALIDA AGUA
caídas hasta 30 m opciones de montaje
generador aguas arriba - - obra civil costosa - -
limitación para transporte
Opciones de montaje de la turbina axial
15
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Kaplan Turbines
alta eficiencia en un rango amplio fácil
transporte por componentes - - obra civil
costosa - - mayor excavación
Secuencia de montaje Generador con engranaje
16
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Bulb Turbines
Turbina Bulbo tradicional
GENERADOR CON ENGRANAJE
alta eficiencia en un rango amplio fácil
transporte por componentes optimo para bajas
caídas generador estándar (debido al
engranaje) - - obra civil costosa - - mayores
costos de mantenimiento
EJEMPLO TURBINA BULBO CON ACCESO POR POZO EN
CONCRTEO H 3.5m, P 1.3 MW
17
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Bulb Turbines comparada con
Compact Kaplan Turbines

• Compact Bulb Turbine
• mayor Eficiencia para potencia nominal
• mayor capacidad de caudal
• menos tiempo de construcción
• mejor acceso a la turbina para mantenimiento
• menos excavación
• Compact Kaplan Turbine
• - mejor momento de inercia (regulación red
  aislada
• - menos obra civil por Casa de maquinas mas corta
• - mejor acceso al generador para mantenimiento

18
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Bulb Turbines
Turbina Bulbo STRAFLO
alta eficiencia optimo para bajas caídas
optimo para rehabilitaciones - - transporte
unidad completa - - sello rotor, técnica costosa
EJEMPLO TURBINA BULPO STRAFLO LAUFENBURG POR POZO
EN CONCRTEO H 10.0 m, P 11.6 MW
19
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Bulb Turbines
Compact Bulb Turbine con engranaje cónico
Generador Engranaje cónico
Alta eficiencia Equipo muy compacto
Fácil acceso al generador - - Limitaciones para
transporte - - Mantenimiento engranaje cónico -
- Limitación de potencia por engranaje
20
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Compact Bulb Turbines
Compact Bulb Turbine con correa
Generador Correa
económico equipo muy compacto
mantenimiento sencillo - - limitación lt 600 kW
por unidad - - eficiencia reducida
21
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Nuevos conceptos de Compact Bulb Turbines
ECO Bulb Turbine
Generador con rotor de magneto permanente
económico equipo muy compacto
mantenimiento sencillo - - no apto para red
aislada - - sin excitación
Plant concept
22
3. Aplicación de Turbinas Axiales para baja caída
Nuevos conceptos de Compact Bulb Turbines

• Que es HYDROMATRIX??
• Un concepto de generación hidráulica
• para aprovechamientos con diques y
• presas existentes
• Una solución para aprovechamientos de
• bajo salto
• Muchas unidades pequeñas en lugar de
• Turbinas de tamaño convencional
• Desarrollado a partir de turbinas
• Compact de tamaño similar con mas de
• 700 turbinas Axiales en operación

Compuerta de esclusas Freudenau / Austria con
25 unidades por compuerta
23
4. HYDROMATRIX
24
4. HYDROMATRIX
25
4. HYDROMATRIX
26
4. HYDROMATRIX
27
4. HYDROMATRIX
28
4. HYDROMATRIX
DISENO DE LA HYDROMATRIX
Instalación de prueba
29
4. HYDROMATRIX
30
4. HYDROMATRIX
31
5. Estudio del proyecto HYDROMATRIX MITU
MITU - COLOMBIA Etapa no. 1 8 Unidades x
250 kW (2.000 kW) Etapa no. 2 4 Unidades x
250 kW (1.000 kW)
Rio Vaupes Hnom. 3.1 m Hmin. 1.6 m Qnom.
11 m3/s por Unidad
32
5. Estudio del proyecto HYDROMATRIX MITU
MITU - COLOMBIA Etapa no. 1 8 Unidades x
250 kW (2.000 kW) Etapa no. 2 4 Unidades x
250 kW (1.000 kW)
Modulo horizontal de 2 turbinas HYDROMATRIX
Nivel Aguas Abajo min. 290.8
Rio Vaupes Hnom. 3.1 m Hmin. 1.6 m Qnom.
11 m3/s por Unidad
33
5. Estudio del proyecto HYDROMATRIX MITU
Regulación a través de resistencias (potencia de
un modulo, 250 kW) sumergidas en el agua en red
aislada
CARGAS REGULADOR DE VELOCIDAD CONTROL DE
FRECUENCIA VIA CARGA CIEGA CONTROL DEL FACTOR
DE POTENCIA VIA BANCO DE CONDENSADORES VALVULA
DE CONTROL (MITU COMPUERTA) TURBINA
GENERADOR MITU 12 UNITS DE HYDROMATRIX
CONCEPTO GENERAL DE REGULACION
34
6. Aspectos Económicos
Comparación de costos entre turbinas Kaplan y
HYDROMATRIX , proyecto MITU
OBRA CIVIL HYDRO MATRIX
OBRA CIVIL KAPLAN
IN
OUT
35
6. Aspectos Económicos
IN
Comparación de costos entre turbinas Kaplan y
HYDROMATRIX , proyecto MITU
Obra para Hydromatrix
OUT
REDUCCION DE COSTOS EN OBRA CIVIL 30-35