1. La reutilización en las centrales
de ciclo combinado
David de la Fuente Garcia
14 de enero de 2015

2. La reutilización en las centrales de
ciclo combinado
1. Ciclos Combinados. Principios básicos
2. Origen y tratamiento del agua de aporte
3. Proyectos de reducción del consumo agua

3. Ciclos combinados.
Principios básicos
3

4. 4
Ciclos combinados. Principios básicos
¿Qué es un Ciclo Combinado?
Es una instalación de producción de energía eléctrica en la que dos
procesos relativamente poco eficientes se utilizan simultáneamente,
combinándolos para conseguir una mayor eficiencia global.

5. Energía en el Combustible
100 %
Pérdidas por
Radiación
0,5%
Pérdidas
mecánicas y
eléctricas
1,0%
Energía
Eléctrica
37 %
Energía en los
gases de escape
61,5 %
Energía en el Combustible
100 %
Pérdidas por
Radiación y por
la Chimenea
13 %
Pérdidas
mecánicas y
eléctricas
1,0%
Energía
Eléctrica
37 %
Energía al
Condensador
49 %
Ciclo de Bryton
Ciclo de Rankine
5
Ciclos combinados. Principios básicos
Rendimiento de los Ciclos Combinados
GT
Aire
Gases de
Combustión
Calientes
(1325 ºC)
Combustible
G
~
Gases de
Combustión
“Fríos“ (620 ºC)
Aire
Aire
Cámara de Combustión
Compresor
Turbina
Turbina de gas
Gases de
Combustión
Fríos
Agua
Vapor
Aire
Combustible
Condensador
Agua/Aire
Turbina

6. Ciclo Combinado
HP IP LPG
~
G
~
Energía en el Combustible
100 %
Pérdidas por
Radiación
0,5%
Pérdidas
mecánicas y
eléctricas
1,0%
Energía
Eléctrica
37 %
Energía en los gases de escape
61,5 %
Pérdidas por
Radiación y por
la Chimenea
9 %
Pérdidas
mecánicas y
eléctricas
1 %
Energía
Eléctrica
20%
Energía al
Condensador
31 %
6
Ciclos combinados. Principios básicos
Rendimiento: 57 %
Calor al medio: 9,5 % + 31%
Refrigeración: 31 % (54 %)
Rendimiento de los Ciclos Combinados

7. 7
CCC Puerto de Barcelona (865 MW)
CCC Besós (400 MW)
CCC Sagunto (1.232 MW)
CCC Cartagena (1.249 MW)
CCC Málaga(416 MW)
CCC Campo de Gibraltar (781 MW)
CCC San Roque (390 MW)
CCC Palos (1.167 MW)
CCC Aceca (373 MW)
CCC Sabón (391 MW)
Ciclos combinados. Grupo GNF

8. 8
CCC Hermosillo (250 MW)
CCC Naco Nogales (258 MW)
CCC Tuxpan 3&4 (983 MW)
CCC Ecoeléctrica (238 MW)
CCC Norte Durango (450 MW)
Ciclos combinados. Grupo GNF

9. Origen y tratamiento del agua
de aporte
9

10. ¿ Qué es un ciclo combinado ?
Visión general
PLANTA DE
TRATAMIENTO DE
AGUA TORRE
REFRIGERACIÓN
TREN DE POTENCIA:
TURBINAS GAS Y VAPOR +
GENERADORES + CONDENSADORCALDERA
Aporte de
Agua
Vertidos
Purgas y drenajes
caldera y TV
Drenajes PTA
Purga Torre Refrig.
Usos (m3/MWh)
Refrigeración (0,66-0,95)
Aporte a Caldera
(0,003-0.012)
Reducción de NOx,
servicios,
contraincendios, etc.
Emisiones
Evaporación Torre
Refrig.
Ventéos Caldera
Origen y tratamiento del agua de aporte
10
Según la procedencia del agua y los caudales y las calidades exigidas (según el
uso) se aplicarán diferentes técnicas de tratamiento.

11. Aguas
residuales
urbanas
Desmineralización 1:
Osmosis Inversa
Compresión Mecánica de Vapor
Desmineralización 2:
Lechos mixtos
Electrodesionización
A caldera
A inyección de NOx
Desengrasado / Desarenado
Tratamiento biológico:
Lodos Activos/Clarificación sec.
SBR
MBBR
Desinfección
Clarificación
Descarbonatación
Flotación
Ajuste de pH
Filtración:
Filtros de Arena
Filtros de Carbón Activo
Microfiltración
Ultrafiltración
Espesamiento de
Lodos
Tanque mezcla de
Lodos
Deshidratación de
Lodos
A desecho
PTA: Tecnologías aplicables.
Planta de tratamiento de agua
Origen y tratamiento del agua de aporte
Agua de rio
Agua dulce
Agua de mar
Agua reciclada
A servicios/contraincendios
(agua dulce)
A torre de refrigeración
A servicios/
contraincendios
(agua salada)
11

12. PTA: Tecnologías aplicables.
Origen: Agua salada
Origen y tratamiento del agua de aporte
12
CICLO COMBINADO AGUA APORTE SISTEMAS DE LA PLANTA DE AGUA
CAUDAL NOMINAL DE
TRATAMIENTO (m3
/h)
CAUDAL NOMINAL DE
PRODUCCIÓN (m3
/h)
SAGUNTO (VALENCIA) AGUA DE MAR
FILTRACIÓN MULTIMEDIA A PRESIÓN
3 X 74 3 x 18
FILTRACIÓN DE CARBÓN ACTIVO
OSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
OSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)
TUXPAN
(MEXICO)
AGUA DE MAR
FILTRACIÓN MULTIMEDIA
2 X 24 2 X 6
OSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
OSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO
LECHOS MIXTOS
SAN ROQUE (CADIZ)
AGUA DE MAR / AGUA DE
RED
FILTRACIÓN DE ARENA
4 x 40 2 x 121
FILTRACIÓN CARTUCHOS
COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)
LECHOS MIXTOS
CARTAGENA AGUA DE MAR
FILTRACIÓN CARTUCHOS
2 X 50 2 X 124
COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)
FILTRACIÓN DE ARENA
LECHOS MIXTOS
PUERTO DE BARCELONA AGUA DE MAR
FILTRACIÓN MULTIMEDIA
3 X 23 2 X 15COMPRESIÓN MECANICA DE VAPOR (MVC)
LECHOS MIXTOS
Aporte a torre
de
refrigeración
procedente de
planta
regasificadora

13. PTA: Tecnologías aplicables.
Origen: Agua dulce
Origen y tratamiento del agua de aporte
13
CICLO COMBINADO AGUA APORTE SISTEMAS DE LA PLANTA DE AGUA
CAUDAL NOMINAL DE
TRATAMIENTO (m3
/h)
CAUDAL NOMINAL DE
PRODUCCIÓN (m3
/h)
PALOS DE LA FRONTERA (HUELVA) AGUA INDUSTRIAL (DULCE)
DECANTACIÓN
1 X 60 3 x 16,2
MICROFILTRACIÓN
ÓSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
DESGASIFICACIÓN
ÓSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)
CAMPO DE GIBRALTAR (CADIZ) AGUA INDUSTRIAL (DULCE)
MICROFILTRACIÓN
3 X 122 3 X 100
ÓSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
DESGASIFICACIÓN
TRATAMIENTO UV
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)
SABON (A CORUÑA) AGUA DE EMBALSE
MICROFILTRACIÓN
3 x 35 3 x 25
ÓSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
DESGASIFICACIÓN
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)
ACECA (TOLEDO) AGUA RIO
CLARIFICACIÓN-DESCARBONATACIÓN
1 x 650 2 x 27
MICROFILTRACIÓN
ÓSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
ÓSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)

14. PTA: Tecnologías aplicables.
Origen: Agua residual urbana
Origen y tratamiento del agua de aporte
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CICLO COMBINADO AGUA APORTE SISTEMAS DE LA PLANTA DE AGUA
CAUDAL NOMINAL DE
TRATAMIENTO (m3
/h)
CAUDAL NOMINAL DE
PRODUCCIÓN (m3
/h)
HERMOSILLO
(MEXICO)
AGUAS NEGRAS
TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LODOS DE ACTIVADOS
2 X 200 2 x 30
CLARIFICACIÓN - DESCARBONATACIÓN
FILTRACIÓN ARENA
OSMOSIS INVERSA
LECHOS MIXTOS
NACO-NOGALES
(MEXICO)
AGUAS NEGRAS
(Previo tratamiento con lagunaje)
TRATAMIENTO BIOLÓGICO SBR
2 X 225 1 X 7,7
CLARIFICACIÓN - DESCARBONATACIÓN
FILTRACIÓN MULTIMEDIA
OSMOSIS INVERSA
LECHOS MIXTOS
NORTE-DURANGO
(MEXICO)
AGUAS NEGRAS
(Previo tratamiento con lagunaje)
TRATAMIENTO BIOLÓGICO MBBR
60 17
FLOTACIÓN (DAF)
ULTRAFILTRACION
OSMOSIS INVERSA PRIMER PASO
OSMOSIS INVERSA SEGUNDO PASO
ELECTRODESIONIZACIÓN (EDI)
MÁLAGA
AGUA AFINO EDAR
(450 m3
/h uso directo en la torre de
refrigeración)
DECANTACIÓN
1 X 48 2 X 28
FILTRACIÓN MULTIMEDIA
ULTRAFILTRACIÓN
FILTROS DE CARBÓN ACTIVO
ÓSMOSIS INVERSA
TRATAMIENTO UV
LECHOS MIXTOS

15. 15
Gas Natural Fenosa recicla, para la utilización en sus
centrales de ciclo combinado, el equivalente a la
producción de aguas residuales urbanas de una
población de 141.000 habitantes (Ej: Lérida)
Origen: Agua residual urbana
Origen y tratamiento del agua de aporte

16. Proyectos de reducción del
consumo de agua
16

17. 17
• Proyecto cofinanciado por la UE y coordinado por Kema.
• El objetivo era obtener agua de los gases de escape antes de su salida
a la atmósfera por la chimenea, reduciendo de esta forma el consumo
de agua para la generación de vapor.
• La condensación directa de los gases de escape requiere su
enfriamiento y un tratamiento para evitar su acidez y corrosividad.
• Se han realizado pruebas en CCC Aceca con una panta piloto diseñada
para recibir 1.000 m3/h de gas con el objetivo de capturar 1 m3/h de
agua.
• A pesar de haber obtenido un buen rendimiento en una central térmica
de carbón y en una planta papelera, en el caso del ciclo combinado,
por las diferentes condiciones (mayor Tª y menor contenido en agua)
no se han obtenido los resultados esperados.
Proyecto CapWa
Reducción consumo de agua

18. 18
Proyecto CapWa
Reducción consumo de agua

19. 19
Proyecto (- H2O)
Reducción consumo de agua
• Mejora rendimiento/conversión en la PTA.
• Optimización de la química del ciclo agua-vapor para
reducir las purgas de caldera.
• Monitorización y mant. preventivo para evitar fugas en
válvulas de caldera.
• Aumento ciclos de concentración en las torres de refrig.
• Purgas y drenajes de caldera y de TV como aporte a la
torre y en la producción de agua desmineralizada.
• Drenajes de la PTA como aporte a la torre.
• Esfuerzos centrados en el tratamiento de la purga de la torre de refrigeración.
• Reducción del consumo de agua por dos vías:
• Utilización de la purga tratada como agua de aporte.
• Aumento de los ciclos de concentración (concentración de sales resultante menor que el
agua de aporte).
• Estudio de viabilidad técnico-económica para tres plantas de ciclo combinado (En proceso).
• Resultados preliminares: la mejor opción debido a la alta conversión hidráulica y a razonables
costes de explotación es la Filtración + EDR en sólo una de las plantas.

20. Muchas gracias

21. Esta presentación es propiedad de Gas Natural Fenosa.
Tanto su contenido temático como diseño gráfico es
para uso exclusivo de su personal.
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