Reconversion of a conventional thermal power plant into a combined cycle power plant

Abstract

El presente trabajo considera la actual central térmica de carbón del Litoral de Almería en el municipio de Carboneras, que consta de dos grupos, el primero que se encargó en 1985 y el segundo que se puso en funcionamiento doce años más tarde en 1997. El reemplazo del grupo 1 existente se analiza teniendo en cuenta las ventajas de un ciclo combinado en términos de mayor eficiencia, repowering y menos contaminación. El gas natural está disponible en Almería desde que el gasoducto Medgaz se puso en servicio en 2011 y también hay un gasoducto que conecta la provincia de Almería con la provincia de Murcia (operado por la empresa Enagas). Con el fin de aumentar el rango de potencia del antiguo Grupo 1, así como su eficiencia, en este trabajo se propone la sustitución del Grupo 1 en una central de ciclo combinado de 1x1. Este ciclo combinado 1x1 incluiría una turbina de gas innovadora con una temperatura de encendido (TIT) de 1447 ° C y una eficiencia neta de ciclo combinado de hasta el 63.5%. El HRSG incluiría 3 tambores de presión con recalentadores con una temperatura de entrada de 632ºC de los gases de escape y una temperatura de salida de los gases que salen del HRSG hacia la chimenea con 83ºC. La turbina de vapor propuesta tiene cuatro cuerpos con una potencia de eje estimada de 206MW que, además de los aproximadamente 434MW de la turbina de gas, da como resultado una potencia de eje combinada de 640MW. El sistema eléctrico propuesto que conecta el nuevo generador a la red consta de tres transformadores de potencia monofásicos IPB (bus de fase aislado), 400kV-20kV, como se describe en 4.3.6. El ciclo combinado 1x1 propuesto reduce considerablemente la contaminación en comparación con la del Grupo 1 existente como se indica en la sección 4.3.7. Finalmente, para el grupo 2 del Litoral de Almería, que se puso en funcionamiento en 1997, su reemplazo aún no se considera en este trabajo.

The present work considers the current coal thermal power plant of Litoral de Almería in the municipality of Carboneras which consists of two groups the first one which was commissioned in 1985 and the second one which was put into operation twelve years later in 1997. The replacement of the existing group 1 is analysed taking into consideration the advantages of a combined cycle in terms of higher efficiency, repowering and less pollution. Natural gas is available in Almería since Medgaz gas pipeline was put into service in 2011 and there is also a gas pipeline connecting Almería province with Murcia province (run by the company Enagas). In order to increase the power range of the old Group 1 as well as its efficiency, the replacement of Group 1 into a 1x1 combined cycle power plant is proposed in this work. This 1x1 combined cycle would include an innovative gas turbine with a firing temperature (TIT) of 1447ºC and a combined cycle net efficiency of up to 63.5%. The HRSG would include 3 pressure drums with reheaters with an inlet temperature of 632ºC of the exhaust gases and an outlet temperature of the gases that exit the HRSG towards the stack with 83ºC.

The proposed steam turbine has four bodies with an estimated shaft power of 206MW which in addition to the approximate 434MW of the gas turbine results in a combined shaft power of 640MW. The proposed electrical system connecting the new generator to the grid consists of IPB (isolated phase bus) three single-phase power transformers, 400kV-20kV as described in 4.3.6.

The proposed 1x1 combined cycle reduces considerably the pollution compared with that of the existing Group 1 as indicated in the section 4.3.7.

Finally, for group 2 of the Litoral de Almería, as it was put into operation in 1997, its replacement is still not considered in this work.