Central a Gas Natural Aconcagua: Operación eficiente

DCIM100MEDIADJI_0085.JPGEl proyecto considera la construcción de una central de cogeneración sobre la base de gas natural que producirá 125 toneladas/hora de vapor de alta presión para alimentar los procesos de la Refinería Aconcagua, ubicada en Concón.

Paula Chapple C.
Periodista Construcción Minera & Energía

La Central a Gas Natural Aconcagua consiste en la instalación de una turbina de gas natural (GN), con su respectivo generador eléctrico, con una capacidad de generar 77 MW de potencia acoplados a una caldera recuperadora de calor que producirá 125 ton/h de vapor (representando el 40% de la producción actual de las calderas de la refinería).

“La Cogeneradora Aconcagua reducirá en aproximadamente 265.000 m3/día el consumo de GN de los 900.000 m3/día que actualmente consume ENAP Refinería Aconcagua. Consumirá 550.000 m3/día para generar 77 MW y 125 toneladas de vapor/hora. En tanto, la refinería consumirá íntegramente el vapor producido por la Cogeneradora”, señala a Revista Construcción Minera Mauricio Legües, Director del Proyecto por parte de ENAP. El avance del proyecto, al 30 de junio de 2017, llega a un 89 por ciento.

El principal desafío constructivo se concentra en el desarrollo de un proyecto que involucra la interconexión con ENAP Refinería Aconcagua, planta que data del año 1954 y que se levanta como una de las primeras instalaciones destinadas a la producción de combustibles construidas en el territorio nacional.

Desafíos Técnicos

“El enlace de la nueva central con la Refinería permitirá entregarle la independencia energética para dar soporte al crecimiento de manera sustentable de dicha unidad, permitiendo cumplir sus objetivos operacionales y medioambientales. Estas interconexiones son el gran desafío en términos de ingeniería y diseño, de manera que las interferencias que hoy ocurren en el SIC permitan mantener una operación segura en refinación de combustibles, gracias al suministro de la Cogeneradora. El cumplimiento de más de 820.000 horas sin accidentes hasta ahora, es un logro que obliga día a día a mantener el desarrollo del proyecto en dicha senda”, destaca Mauricio Legües.

Los principales componentes de la central corresponden a una turbina eléctrica a gas natural equipada con quemadores de última generación (Dry Low Nox DLN) que permitirían disminuir considerablemente las emisiones de NOx, y una Caldera Recuperadora de Calor que operará aprovechando la energía de los gases de escape de la turbina de gas para generar el vapor de proceso de 600 [psi] y a 400[°C].

“La turbina incorpora un generador eléctrico conectado directamente al eje de la turbina que operará a 3.000 RPM, un transformador para barra auxiliar de 6,6 kV y un transformador de 110 kV”, señala el ejecutivo de ENAP.

El proyecto también considera una caldera recuperadora de calor (HRSG), que operará aprovechando la energía de los gases de escape de la turbina para generar el vapor de proceso en una configuración acuotubular. En dicha HRSG y bajo esta disposición, el agua circula al interior de las tuberías, mientras es rodeado por los gases calientes provenientes de la salida de la turbina. Esta configuración asegura obtener elevadas presiones y rendimiento y, del mismo modo, garantiza una eficiente transmisión del calor para incrementar, en consecuencia, la capacidad de producción de vapor. La caldera operará a una presión única para suministrar vapor a 600 psi(a) a la Refinería”, indica Legües.

Esta también contará con una serie de equipos relacionados como bombas de suministro, desaireador, economizador, atemperador, tambor de descarga de despiche, equipos de medición y control, entre otros. Asimismo, el proyecto contempla una estación de medición, filtrado y acondicionamiento de gas natural para el suministro de la planta.

Junto con ello, una bahía completa GIS (Gas Insulated Switchgear), para realizar la conexión de la cogeneradora a la subestación Maucó, incluyendo conductores para circuito de 110 kV entre la subestación Maucó y el transformador principal de la planta.

La función principal de la unidad GIS es la de conmutar, separar, transformar, medir, repartir y distribuir la energía eléctrica en los sistemas de potencia, mediante el gas dieléctrico SF6 Heafluoruro de Azufre que actúa como un medio aislante tanto en alta como en media tensión. “Estas características entregan la confiabilidad, seguridad y operatividad necesarias para asegurar la disponibilidad del suministro eléctrico de la Refinería y se enmarcan dentro de las actividades previas al proceso de energización del nuevo transformador en Cogeneradora”, detalla Legües.

Ingeniería

Los desafíos de ingeniería se encuentran en la instalación de la línea de vapor de acero al carbono de 16 pulgadas de diámetro, con un trazado que por más de 1.600 metros transportará vapor a alta presión y temperatura, desde la Cogeneradora, atravesando áreas de producción, almacenamiento y fraccionamiento, mediante ductos aéreos y pasos enterrados construidos en hormigón de grado H30, hasta llegar al punto de entrega en el sector de suministros, al interior de la Refinería. Entre las principales características del hormigón utilizado, destacan su resistencia, característica mínima de 300 Kg/cm2 que corresponde al grado del hormigón según NCh170-1985. Además, presenta un 90% de confiabilidad de resistencia, un 20% de granulometría del árido y el 10% de asentamiento del Cono de Abrams.

“El movimiento de equipos y las soldaduras en áreas con trabajos en el entorno de la Refinería, requieren el monitoreo de emisiones de gases que aseguren la integridad tanto de los trabajadores como de las instalaciones y las actividades, las que sin duda han constituido los principales desafíos constructivos del proyecto”, comenta Mauricio Legües.

En cuanto a las soldaduras, se estima que la línea de vapor a lo largo de su trazado requiere de más de 30.000 pulgadas, utilizándose el argón como gas protector del arco de dichas soldaduras, el cual permite obtener uniones más resistentes, dúctiles y con alta durabilidad ante la corrosión, lo cual es crítico para las condiciones ambientales donde se emplaza el proyecto. Adicionalmente, las soldaduras serán sometidas a pruebas con líquidos penetrantes para eliminar cualquier tipo de porosidad, y gamagrafías que permitan asegurar la calidad de la línea de vapor en cuanto a espesor y densidad del material.

Para preservar el patrimonio de hallazgos arqueológicos encontrados durante la excavación de las fundaciones que darán soporte a la línea de vapor, se planificaron las actividades mediante procedimientos constructivos no-invasivos. En ese sentido, como parte de las medidas adoptadas se cuenta con una protección de la fundación con geotextil con polietileno y compactación hidráulica que, en su conjunto, aseguran alterar al mínimo el soporte hormigonado a instalar.

Finalmente, la tubería de vapor debió considerar en su ingeniería la existencia de elementos reguladores de oscilaciones térmicas, asegurando la entrega del vapor a más de 1,6 kilómetros desde su generación, en acuerdo a las especificaciones que la Refinería requiere para la operación de sus procesos productivos.

Cogeneradora Aconcagua - Construcción Minera N°25

Montaje Industrial

Otro de los retos ha sido el montaje de equipos de gran tonelaje y envergadura. La ruta crítica ha estado marcada por el montaje de la turbina y el generador. “La turbina y el generador se trasladaron desde el puerto de Valparaíso en una caravana compuesta por dos camiones especialmente adaptados para cargas de grandes dimensiones, los llamados “ciempiés”  que tienen 18 ejes con una altura de 5 metros y longitud de 36 y 42 metros. Una vez arribados al sitio del emplazamiento, fueron descargados por medio de un pórtico especial de levante denominado Megalift, que permite el izaje de piezas de gran tonelaje y con dimensiones que tienen entre 6 y 12 metros de largo, así como un sistema de rieles para el desplazamiento de ambos módulos. Los equipos que fueron posicionados sobre su fundación final son la turbina de 93,7 toneladas y el Generador de 148,4 toneladas”, comenta el ejecutivo de ENAP.

Otra de las faenas complejas fue el montaje de los módulos de la caldera (2 c/u). “Este montaje tuvo la particularidad de ser ejecutado mediante la utilización de tres grúas en simultáneo, una grúa principal de capacidad de levante de 600 toneladas, y dos grúas hidráulicas de apoyo, de 500 y 250 toneladas de capacidad de levante, respectivamente”, detalla Legües.

El traslado de los equipos principales, desde los puertos de Valparaíso y San Antonio hasta el sitio del emplazamiento de la Cogeneradora, significó un fuerte despliegue de recursos en terreno y coordinación con stakeholders y autoridades involucrados en el recorrido efectuado con tal de minimizar los impactos en la comunidad.

Al término de las obras, está considerado que la Planta Cogeneradora Aconcagua se alimente en base a gas natural regasificado, el cual será abastecido desde el terminal GNL Quintero vía gasoductos existentes, operados por Electrogas y Gas Valpo. Del mismo modo, se conecta mediante un tendido subterráneo de alta tensión a la subestación eléctrica Maucó, ubicada al interior de la Refinería, y desde ahí al sistema Torquemada a través de infraestructura ya existente, con lo que no requerirá inversiones tanto en el sistema de gasoductos como en líneas de transmisión eléctrica.

Los proyectos asociados a la Cogeneradora Aconcagua que están desarrollándose en Refinería, permiten que el sistema de manejo de vapor permanezca invariante, aprovechando el agua de recirculación de la Refinería y manteniendo las condiciones de descarga aprobadas para el emisario, lo que significa que una vez que entre en operación el proyecto no se vean afectadas las condiciones de su entorno.

Cabe destacar que la planta Cogeneradora Aconcagua es el primer proyecto de generación, 100% de propiedad de ENAP y va en línea con su nuevo rol de generador de electricidad, consagrado en la Agenda de Energía del Gobierno y refrendado con la ampliación de giro, aprobada por el Congreso en 2016.

 


Beneficios Ambientales

Como parte de los compromisos adquiridos con la comunidad de Concón, se considera la salida de operación normal de dos de las cinco calderas que actualmente están en operación, lo que permitirá reducir los niveles de ruido actuales. “Adicionalmente, este proyecto consideró la instalación de un sistema de enclosure, que consiste en el encierro de la turbina y el generador mediante un sistema de aislación de ruidos y dispersión de gases acumulados. Decidimos utilizarlo para mejorar aún más los índices acústicos del proyecto emisiones de ruido del proyecto y contribuir con ello a minimizar los impactos de la actividad de la Refinería en las comunidades en las cuales se encuentra inserta”, concluye Mauricio Legües de ENAP.


 

  • Ficha Técnica
    Mandante: ENAP
  • Inversión aproximada: US$ 200 millones.
  • Constructor adjudicado a EPC: Duro Felguera Energy.
  • Fecha estimada puesta en servicio: primer semestre 2018.
  • Proveedor Turbina a Gas y Generador: General Electric.
  • Proveedor HRSG: Nooter/Eriksen NE.
  • Subcontratistas locales: empresas como Balzola, Agua Santa, Babckok, Edyce, Llorente, entre otras.

 

Post Author: cmineracdt