LA BIBLIA DE LA COGENERACIÓN (DOS VOLÚMENES)

Las plantas de cogeneración son una forma eficiente de aprovechamiento de recursos energéticos, y principalmente, de aprovechamiento de energías fósiles como el gas natural, el gasóleo o el fuelóleo. Esta BIBLIA DE LA COGENERACIÓN está dividida en dos volúmenes, el primero de ellos dedicado a la ingeniería y el segundo a los equipos principales con los que cuentan estas plantas.

A lo largo de los dos libros se ha recopilado toda la información actualizada referente a plantas de cogeneración que necesita el técnico que se dedica o que quiere dedicar una parte de su carrera profesional a este tipo de plantas. Se detallan y analizan todos los aspectos relativos a plantas de cogeneración desde cualquier punto de vista: financiero, ingenieril, operativo, etc.

Se trata de una obra única, ya que no hay en el mercado otra que analice la cogeneración desde la perspectiva del ingeniero que tiene que diseñar y construir plantas de este tipo, aportándole además la información detallada que requiere para tomar sus decisiones. Es por tanto una obra que aspira a convertirse en el manual más importante sobre cogeneración escrito en español. En el primer volumen se abordan los siguientes aspectos: las tipologías de plantas de cogeneración existentes, que son muy variadas; el dimensionamiento de una planta de cogeneración y la ingeniería conceptual; el estudio de viabilidad; el impacto ambiental de las plantas de cogeneración. El segundo volumen aborda en detalle el estudio de los siguientes equipos principales: las turbinas de gas; las turbinas de vapor; los motores de gas, gasóleo y fuelóleo; los equipos de recuperación térmica; los equipos auxiliares.

En definitiva, una obra bien documentada y actualizada escrita por uno de los profesionales más destacados del sector, autor de más de 30 obras dedicadas al mundo energético y a la generación de energía eléctrica, Santiago García Garrido.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

VOLUMEN 1.

1. LAS PLANTAS DE COGENERACIÓN. OBJETIVOS DE ESTE LIBRO. QUÉ ES UNA PLANTA DE COGENERACIÓN. LOS ELEMENTOS DE UNA PLANTA DE COGENERACIÓN. BREVE RESEÑA HISTÓRICA. JUSTIFICACIÓN DE LA TÉCNICA DE COGENERACIÓN. SECTORES ATRACTIVOS PARA LA COGENERACIÓN. El sector industrial. El sector servicios. LA FINANCIACIÓN DE LOS PROYECTOS COMO ELEMENTO CLAVE. LA EXTERNALIZACIÓN DEL RIESGO EN PROYECTOS ENERGÉTICOS. 2. TIPOS DE PLANTAS Y PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS. SEGÚN LA POSICIÓN DE LA GENERACIÓN TÉRMICA. Ciclo cabecera o topping. Ciclo cola o bottoming. Ciclo combinado. SEGÚN EL NÚMERO DE ENERGÍAS GENERADAS. Cogeneración propiamente dicha. Trigeneración. Tretageneración. SEGÚN EL RÉGIMEN DE CONSUMO ELÉCTRICO. Autoconsumo. Exportación a la red. Plantas mixtas. SEGÚN LA MÁQUINA TÉRMICA PRINCIPAL. Plantas de cogeneración con turbina de gas. Plantas de cogeneración con motor alternativo. Plantas de cogeneración con turbina de vapor. Plantas de cogeneración mixtas. SEGÚN EL TAMAÑO. Nano-cogeneración. Micro-cogeneración. Cogeneración a pequeña escala o minicogeneración. Cogeneración a mediana escala. Cogeneración a gran escala. SEGÚN EL FLUIDO CALOPORTADOR UTILIZADO. Plantas que utilizan aire como fluido caloportador. Plantas que utilizan agua caliente. Plantas que utilizan agua sobrecalentada. Plantas que utilizan aceite térmico. Plantas que utilizan vapor saturado. Plantas que utilizan vapor sobrecalentado. Plantas que utilizan fluidos orgánicos a baja temperatura. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE PLANTAS DE COGENERACIÓN. Tipo de cogeneración. Potencia y energía eléctrica generada anualmente. Tensión de conexión. Potencia térmica. Relación calor/electricidad. Tipo de combustible principal y auxiliar. Tipo de caldera y producción. Eficiencia o rendimiento. Rendimiento eléctrico equivalente. Tabla de características. 3. COMBUSTIBLES HABITUALES. ORIGEN DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. Combustibles sólidos. Combustibles líquidos. Combustibles gaseosos. PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES FÓSILES. Composición química. Poder calorífico. Densidad relativa. Viscosidad. Índice de Wobbe. Número de cetano. Número de metano. Número de octano. Temperatura de ignición. Temperatura de combustión. Punto de gasificación. Punto de congelación. Contenido de Azufre. Contenido de agua y sedimentos. EL PETRÓLEO. Composición química. Derivados del petróleo. CRAQUEO. GRADOS API. EL GAS NATURAL. Composición química. Distribución, transporte y almacenamiento. Aplicaciones. Propiedades. Ventajas e inconvenientes. GNL. GLP. Composición química. Almacenamiento. Propiedades. Aplicaciones. Ventajas e inconvenientes. GASÓLEO (DIESEL). Composición química. Clasificación. Propiedades. Aplicaciones. Ventajas e inconvenientes. FUELÓLEO. Clasificación. Propiedades. Aplicaciones. GAS DE VERTEDERO. BIOGAS. BIOETANOL. BIODIESEL. GASES SIDERÚRGICOS. Gas de batería de coque (BFG). Gas de horno alto. Gas de convertidor. 4. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL. EMISIONES ATMOSFÉRICAS. CO2. CO. SOx y NOx. Partículas sólidas. Vapor de agua. EL CONTROL DE LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS. LIMITACIONES ESTABLECIDAS PARA LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS. RUIDO. EL ACEITE. VERTIDOS LÍQUIDOS PROCEDENTES DE TORRE DE REFRIGERACIÓN. 5. FASES EN EL DESARROLLO DE UN PROYECTO. JUSTIFICACIÓN DE LA NECESIDAD. CONTACTOS PREVIOS CON LA ADMINISTRACIÓN. CONTACTOS PREVIOS CON POSIBLES SOCIOS. EL ESTUDIO DE VIABILIDAD. LA INGENIERÍA CONCEPTUAL. ADQUISICIÓN DE EQUIPOS DE PLAZO DE ENTREGA LARGO. TRAMITACIÓN DE PERMISOS. LA INGENIERÍA BÁSICA. LA INGENIERÍA DE DETALLE. Ingeniería de detalle de la obra civil. Ingeniería de detalle mecánica. Ingeniería de detalle eléctrica. Ingeniería de detalle de la instrumentación. SUPERVISIÓN DE LA ING CONCEPTUAL, BÁSICA Y DE DETALLE. GESTIÓN DE COMPRAS DEL RESTO DE LOS EQUIPOS. POSIBILIDADES PARA ABORDAR EL PROYECTO. 6. INGENIERÍA DE LA COGENERACIÓN: DISEÑO CONCEPTUAL. FACTORES CONDICIONANTES O LIMITANTES. Normativa legal. Limitación en el punto de conexión. Potencia térmica. La inversión a realizar. Espacio disponible. Fuente de energía primaria. Factores condicionantes o limitantes. ANÁLISIS SIMPLIFICADO VS ANÁLISIS DETALLADO. FUENTES DE INFORMACIÓN. EL INVENTARIO DE NECESIDADES TÉRMICAS. Estimaciones y mediciones. Análisis de históricos. Mediciones en campo. Análisis estadístico. Tipos de perfiles de demanda. Variación de las necesidades térmicas futuras. EL INVENTARIO DE NECESIDADES ELÉCTRICAS. Análisis de datos existentes. Mediciones en campo. Análisis y tratamiento de datos. CURVA DE CARGA ANUAL. CURVAS INVERSAS DE FRECUENCIAS ACUMULADAS. DISEÑO PRELIMINAR. Tecnologías básicas: motores alternativos, turbinas de gas y vapor. Aspectos a tener en cuenta en un diseño preliminar. La relación potencia térmica-potencia eléctrica. CASOS TÍPICOS. Caso 1: motores de gas y caldera pirotubular de recuperación. Caso típico 2: grandes necesidades térmicas. Caso típico 3: grandes potencias y consumos térmicos muy variables. Caso típico 4: disponibilidad de licor negro. Otros casos. VISIÓN COMPLETA DEL PROCESO DE DISEÑO. 7. EL ESTUDIO DE VIABILIDAD. ESCENARIOS POSIBLES. Bajo precio de electricidad y calor + precio medio de combustibles. Alto precio de la electricidad + alto precio de combustibles. Alto precio del calor + precio medio alto de electricidad. Ausencia de red o red eléctrica poco fiable. CÁLCULO DE LOS COSTES DE INVERSIÓN. Partidas a considerar. Importes orientativos de cada partida. Importes totales en la modalidad EPC. Coste por MW instalado. CÁLCULO DE LOS COSTES DE EXPLOTACIÓN (O&M). El presupuesto del equipo de dirección de planta. Presupuesto de operación. Coste de suministros. Costes de mantenimiento. PARÁMETROS FINANCIEROS A CALCULAR. VAN. TIR. Pay-back. Flujo de caja. Capital al servicio de la deuda. TIPOS DE AYUDAS PÚBLICAS A LA COGENERACIÓN. 8. INGENIERÍA BÁSICA Y DE DETALLE. LA INTERCONEXIÓN CON INSTALACIONES PREEXISTENTES. LA INTERCONEXIÓN CON LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. Finalidad de la energía eléctrica generada. Instalación eléctrica preexistente. Análisis de las modificaciones necesarias en la parte eléctrica. LA INTERCONEXIÓN CON LA INSTALACIÓN TÉRMICA. Análisis de las instalaciones térmicas preexistentes. Tipos de conexión con la instalación térmica preexistente. Análisis de las modificaciones necesarias en la parte térmica. CONSIDERACIONES RELATIVAS AL DISEÑO MECÁNICO. CONSIDERACIONES RELATIVAS AL DISEÑO ELÉCTRICO. CONSIDERACIONES RELATIVAS A LA INSTRUMENTACIÓN. CONSIDERACIONES RELATIVAS A COMPONENTES ELECTRÓNICOS. CONSIDERACIONES RELATIVAS AL CONTROL. CONSIDERACIONES GENERALES RELATIVAS A LA SEGURIDAD. CONSIDERACIONES GENERALES RELATIVAS A LA OPERATIVIDAD. CONSIDERACIONES GENERALES RELATIVAS A LA MANTENIBILIDAD. CONSIDERACIONES RELATIVAS A LA DOCUMENTACIÓN.

VOLUMEN 2.

9. LOS MOTORES ALTERNATIVOS. CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA. Según el ciclo de funcionamiento. Según el sistema de admisión. Según el combustible usado. Según el sistema de refrigeración. Según la presión de admisión. Según el número de carreras por ciclo. Según la relación estequiométrica de la mezcla. MOTORES EN LOS QUE PUEDE USARSE GAS NATURAL. DIFERENCIAS DE COMPORTAMIENTO ENTRE MOTORES DIESEL Y GAS. OTROS COMBUSTIBLES UTILIZABLES EN MOTORES DE GAS. APLICACIONES DE LOS MOTORES DE GAS NATURAL. Producción de electricidad con aprovechamiento de calor. Producción exclusiva de energía eléctrica. Vehículos impulsados por GNC. Aprovechamiento de biogás. Otras aplicaciones. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS. Características dimensionales. Características constructivas. Prestaciones. CICLO OTTO. El funcionamiento de motor de cuatro tiempos ciclo Otto. PRINCIPALES ELEMENTOS Y SISTEMAS. ELEMENTOS ESTRUCTURALES. Cimentación y bancada. Características de una bancada para motores alternativos. La unión del motor a la bancada. Bloque motor. Culatas. Cárter. TREN ALTERNATIVO. Cilindros. Pistones. Anillos o segmentos. Bielas. EL TREN ROTATIVO. El cigüeñal. El volante de inercia. El dámper. Cojinetes de biela y bancada. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE. Filtros de aire. Entrada de combustible. La mezcla con el comburente: carburación e inyección. El turbocompresor. El enfriador. Colector de admisión. SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN. Elementos que forman en sistema de distribución. Tipos de sistemas de distribución. Ajustes, desgaste y lubricación. SISTEMA DE ENCENDIDO. El principio de funcionamiento del sistema de encendido. Elementos habituales del sistema de encendido.  La bujía. La caja de encendido. La bobina. Detector de posición del cigüeñal. La cámara de combustión. EL SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN DE ALTA TEMPERATURA. Componentes del sistema. Motores con aerorrefrigerador para el circuito de alta temperatura. EL SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE BAJA TEMPERATURA. Elementos del circuito de refrigeración de baja temperatura. Características del agua de refrigeración de baja temperatura. EL SISTEMA DE LUBRICACIÓN. Conceptos generales sobre lubricación. Funciones del sistema de lubricación. Características de los aceites para motores de gas más habituales. Elementos que forman el sistema de lubricación. Partes del motor que deben lubricarse. EL SISTEMA DE CONTROL. La función del sistema de control. Principales elementos del sistema de control.  Sistema de alimentación ininterrumpida. Principales lazos de control del sistema y enclavamientos. 10. LA TURBINAS DE GAS. TIPOS DE TURBINAS DE GAS. Por el origen de su diseño.  Por el tipo de cámara de combustión. Por el número de ejes. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS DE TURBINAS DE GAS. Datos identificativos. Tipo de turbina. Características constructivas. Parámetros técnicos. Prestaciones. PRINCIPALES COMPONENTES DE LA TURBINA. Compresor de aire. Cámara de combustión.Turbina de expansión. Rotor. Carcasa. Cojinetes o rodamientos. ELEMENTOS AUXILIARES. Sistema de filtración de aire de combustión. Sistema antihielo. Silenciador. Cerramiento (contenedor acústico). Sistema de limpieza del compresor. Sistema de arranque. Sistema de lubricación. Refrigeración / Ventilación. Sistema antiincendios y de detección de gas. COMBUSTIBLES UTILIZABLES EN TURBINAS DE GAS. 11. LA TURBINAS DE VAPOR. LA TURBINA DE VAPOR, UNA MÁQUINA EXPERIMENTADA. CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS DE VAPOR. Según la transformación de energía potencial en rotación. Según la presión a la entrada de la turbina. Según la presión del vapor de salida. Según la dirección del flujo en el rotor. Según la presencia de tomas intermedias de vapor. Según su conexión mecánica con otras turbinas. PARTES PRINCIPALES DE UNA TURBINA DE VAPOR. Sistema de admisión. El rotor. La carcasa. Cojinetes de apoyo, de bancada o radiales. Cojinete de empuje o axial. Sistema de lubricación. Sistema de extracción de vahos. Sistema de refrigeración de aceite. Sistema de aceite de control. El filtrado del aceite de lubricación. El aceite de elevación de eje. Sistema de sellado de vapor. Virador. EL SISTEMA DE CONTROL. Funciones del sistema de control. Principales elementos del sistema de control. ELEMENTOS AUXILIARES DE LA TURBINA. Bancada. Nave de turbina. Puente grúa. Reductor. 12. LA GENERACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA. CLASIFICACIÓN DE CALDERAS. De acuerdo con la fuente de energía utilizada. De acuerdo con el fluido caloportador. De acuerdo con la disposición de los haces tubulares. De acuerdo con el tipo de circulación del agua. De acuerdo con la conducción de los fluidos. PARÁMETROS CARACTERÍSTICOS. Presión efectiva. Capacidad. Superficie de calefacción. Producción específica de vapor. Índice de vaporización. CALDERAS PIROTUBULARES. El hogar. Caja de fuego. Envolvente. CALDERAS ACUOTUBULARES DE COMBUSTIÓN. Calderas acuotubulares compactas. Calderas acuotubulares no compactas. Partes de una caldera acuotubular de combustión. CALDERAS ACUOTUBULARES DE RECUPERACIÓN. Parámetros de diseño. Condiciones de diseño. Posibilidades de reconversión. Complementos. SEGURIDADES EN CALDERAS. Prescripciones de seguridad y alarmas. Válvulas de Seguridad. Válvulas del circuito de agua de alimentación. Válvulas de circuito de vapor. Indicadores de nivel. Sistema de alimentación de agua. Seguridad contra descargas eléctricas. Mirillas. Seguridad contra fallo de corriente eléctrica. Seguridad del aporte calorífico máximo. Órganos de regulación, seguridad y control. Seguridad de presión máxima de vapor. Seguridad de presencia de llama. Seguridad para quemadores con encendido automático. Seguridades por bajo nivel de líquido. CALDERAS DE RECUPERACIÓN DE ACEITE TÉRMICO. EL CICLO AGUA VAPOR. El esquema de ciclo agua-vapor. Condensador. Las bombas de condensado. Precalentadores de baja presión. Tanque de agua de alimentación. Bombas de agua de alimentación. Precalentadores de alta presión. Válvula de by-pass de alta presión. 13. LA GENERACIÓN DE AGUA FRÍA. MÁQUINAS DE ABSORCIÓN DE BROMURO DE LITIO. Generador. Condensador o evaporador. Absorbedor.  MÁQUINAS DE ABSORCIÓN DE AMONIACO. 14. GENERADOR Y SISTEMAS ELÉCTRICOS. EL GENERADOR ELÉCTRICO. LOS SISTEMAS DE ALTA Y MEDIA TENSIÓN.