Central Térmica
LA ROBLA
La Central Térmica LA ROBLA
La central térmica La Robla, propiedad de UNION FENOSA generación, está situada en la comunidad autónoma de Castilla y León, 25 Km. al norte de la capital de la provincia de León, en el término municipal de La Robla. Las coordenadas geográficas son: 42º 47’de latitud norte, 5º 37’de longitud oeste y 945 m. de altitud sobre el nivel del mar en la base de la edificación. La central se encuentra en un emplazamiento estratégico de buenas comunicaciones por carretera carretera y ferrocaferrocarril, que permite minimizar OVIEDO los costes de transporte de mercancías, materias primas y productos: • El carbón se recibe por carretera y cinta, en su OTERO mayor parte, desde las DE LAS DUEÑAS cuencas mineras próxiA-66
mas de Santa Lucía RIO BERNESGA Ciñera – Matallana. • El agua, para usos de refrigeración, se toma de la margen izquierda del río Bernesga, afluente del MADRID Esla–Duero. • Para dar salida a la producción, la central se conecta a la red eléctrica nacional de transporte en alta tensión. La central está enlazada con los más importantes cen-
El proceso de producción está basado en la transformación sucesiva de energías (química, calorífica, térmica, mecánica y eléctrica), que se transfieren entre distintos medios y fluidos (carbón, agua o vapor), por la acción coordinada de las máquinas que componen el ciclo termodinámico (condensador, caldera, turbina, alternador y red). Las transformaciones de energía que se producen, son: 1. La materia prima es la energía interna contenida en el combustible. En el foco caliente del ciclo (calOVIEDO dera) se produce la primera transformación: la reacción exotérmica de la combustión para generar calor. 2. Esta energía se transfiere de LA ROBLA medio, de los gases de combustión al fluido activo del ciclo principal agua-vapor. 3. Cuando el vapor alcanza la entalpía suficiente, se conduce a la turbina, donde se expansiona en los LEÓN distintos cuerpos y etapas. La energía térmica se transforma en VALLADOLID mecánica de rotación del conjunto formado por la turbina y el alternador (turbogenerador). 4. En las bornas del alternador se obtiene, como proN-630
Esquema del Grupo I
Esquema del Grupo II
15
1
5 2 1 15
4 6
14
10
2
3
6
10
5 4 3
14
7 13 9 13
7 9
11
8 11 12
3
12 8
4
Esquema de funcionamiento Grupo I 1
Almacenamiento de carbón
8
Condensador
2
Tolvas de almacenamiento
9
Alternador
3
Molinos
10 Torre refrigeración
4
Quemadores
11 Tubería condensador/Torre
5
Calderín
12 Transformador
6
Hogar caldera
13 Calentadores agua ciclo
7
Turbina
14 Precipitador electrostático 15 Chimenea
Esquema de funcionamiento Grupo II 1
Almacenamiento de carbón
8
Condensador
2
Tolvas de almacenamiento
9
Alternador
3
Molinos
10 Torre refrigeración
4
Quemadores
11 Tubería condensador/Torre
5
Hogar caldera
12 Transformador
6
Precalentadores de aire
13 Calentadores agua ciclo
7
Turbina
14 Precipitador electrostático 15 Chimenea
El combustible y el equipo de combustión
El Combustible y el Equipo de Combustión
La central está diseñada para quemar combustibles minerales fósiles, sólidos y líquidos. Se trata principalmente de hullas y antracitas pobres para usos térmicos, de características: alta ceniza (estéril), bajo poder calorífico y bajo volátil (reactividad). El carbón en su mayor parte procede del mercado nacional, de las cuencas carboníferas próximas del centro-norte de la provincia de León. En la actualidad se completa el suministro con partidas de carbón internacional, de importación. Los combustibles líquidos (gasóleo y fuelóleo) se emplean ocasionalmente para apoyar y estabilizar la combustión y en los arranques fríos. Únicamente con este combustible se puede alcanzar el 30 % de la carga térmica de caldera.
CARACTERÍSTICAS DEL COMBUSTIBLE DE DISEÑO
Parámetros de análisis Carbono (% en peso sobre seco) Hidrógeno (%, s/s) Nitrógeno (%, s/s) Azufre (%, s/s) Cenizas (%, s/s) Humedad (%, s/b) Poder calorífico superior (Cal/g, s/s)
Grupo I 65,1 2,9 1,4 1,9 25,5 12,0 6.000
Grupo II 60,0 2,8 1,2 1,9 31,0 13,0 5.716
Carboneo y almacenamiento de combustible
El almacenamiento y movimiento de carbón se hace en un parque común para los dos grupos. El sistema está diseñado con un tamaño que permite mover el carbón necesario para la alimentación diaria de los grupos (carboneo) en un solo turno de trabajo. El carbón local se entrega mediante cinta transportadora (capacidad para 900 t/h) y el de otras procedencias, nacional o internacional, se sirve en camión. Después de los controles de recepción, se destina a la alimentación de los grupos o su apilado. Para este trabajo,existen varias máquinas destacadas: • La rotopala con capacidad media de 1.100 t/h y máxima de 1.320 t/h. Tiene dos modos de trabajo: recogida y apilado, en direcciones contrarias. El apilado se emplea cuando el carbón que entra en la central está demasiado húmedo o necesita ser homogeneizado. Las zonas activas de las parvas que atiende la rotopala pueden alcanzar una longitud de más de 300 m. y una capacidad de 120.000 t, a cada lado. • El apilador circular sirve la zona de descarga de emergencia, con una capacidad de 40.000 t. • También se usan palas, bulldozers y camiones, de tamaño medio, para labores de limpieza, almacenamiento, extensión y arrastre de carbón. En la zona pasiva, servida por medios discontinuos se puede almacenar hasta 700.000 t.
Carboneo y Almacenamiento de Combustible
Los modos de funcionamiento del parque permiten distintas funciones: • Recepción externa y apilado en el parque o alimentación directa de los grupos. • Recogida interna del parque para alimentar los grupos, mediante la rotopala u otros medios discontinuos, empujando el carbón hacia las tolvas subterráneas. Es posible la combinación simultánea de cualquiera de las operaciones anteriores con gran versatilidad, pues existen 15 itinerarios o caminos posibles distintos. Todas las cintas pueden trabajar en manual o automático. Para el control de la calidad y cantidad de los combustible manejados, existen distintos puntos de toma de muestras para su análisis posterior en el laboratorio y cintas integradoras que miden el peso de carbón que transportan. Los combustibles líquidos se almacenan en tanques: • El fuelóleo tiene un único tanque, común para los dos grupos, con capacidad de 6.000 m3. • El almacenamiento de gasóleo se realiza en un tanque enterrado de 30 m3, para el grupo I, y dos tanques enterrados de 20 m3, cada uno, para el grupo II. Además se ha añadido una nueva reserva adicional con un tanque aéreo de 75 m3 que puede emplearse en ambos grupos por medio de trasiegos (gravedad o bombeo). Los circuitos de gasóleo y fuelóleo tienen calentadores y bombas para mover el combustible hasta el anillo de quemadores de la caldera, y su posterior retorno a los depósitos de almacenamiento. Todas las líneas de fuelóleo están aisladas térmicamente y utilizan vapor de acompañamiento para más
Equipos de molienda
Después del parque, el carbón llega a la caldera, pasando por los componentes principales de un circuito constituido por tolvas de almacenamiento, alimentadores, trituradores, molinos, clasificadores y quemadores: • Las tolvas tienen una capacidad de 5.000 t en el grupo I (autonomía de 36 horas para el consumo a plena carga con las 8 tolvas llenas) y 7.000 t en el grupo II, (30 horas en las mismas condiciones, con 10 tolvas en servicio, de las 12 existentes). • Desde las tolvas (2 por molino), el carbón fluye hacia los alimentadores volumétricos de cintas de velocidad regulada, que permiten dosificar el carbón necesario para atender la demanda de carga de caldera. • En el grupo II se dispone de trituradores – secadores, accionados eléctricamente. • En el grupo I hay 4 molinos y en el grupo II 6, pudiéndose alcanzar la plena carga con un molino en reserva. Todos los molinos son d e bolas, con carcasa cilíndrica horizontal abierta por los extremos para que salga el carbón y el aire de arrastre. Están accionados por motores eléctricos de med ia tensión. En el molino se produce la pulverización final por el choque continuo con las bolas, en la rotación de todo el conjunto. • Cuando se alcanza una granulometría muy fina, la mezcla de carbón y aire primario de arrastre, pasa a los clasificadores situados en los extremos del molino. Allí se separan las partículas más gruesas, que retornan al molino para completar la molienda. • El transporte se realiza por arrastre neumático en conductos especialmente
Equipos de Molienda
Calderas
Calderas
En las calderas, o generadores de vapor, se produce el vapor que ha de alimentar las turbinas, así como vapor auxiliar para usos diversos. Hay algunas similitudes entre ambas calderas: • Fueron diseñadas para permanecer a la intemperie, sin edificio de protección. • El plano de simetría longitudinal es perpendicular al eje de los turbogeneradores. En la dirección de flujo aire-gases se disponen los elementos principales: ventiladores de tiro forzado, hogar, zona de recuperación de calor, precalentadores, precipitadores, ventiladores de tiro inducido y chimeneas. • Dos etapas de sobrecalentamiento y recalentamiento (primario y final). • Las calderas están formadas por paredes de agua tubulares, cerrando un recinto estanco donde se produce la combustión (hogar). Toda la caldera, como una unidad rígida, se encuentra suspendida de un marco de vigas y soportes del techo, que permiten la dilatación libre hacia abajo. • Los hogares son de tiro equilibrado (presión ligeramente inferior a la atmosférica), con ventiladores de tiro forzado e inducido. • Los quemadores se encuentran dispuestos en dos líneas transversales (paredes anterior y posterior), para formar la zona de radiación. Por la forma de la llama, que hace un recorrido de bajada y subida, se dice que los quemadores son del tipo en “W”. Esta zona se reviste de material refractario para proteger los tubos y aumentar la temperatura del hogar. Así se favorece la
• Los materiales utilizados en los tubos son aleaciones altamente resistentes a las temperaturas y los desgastes producidos por los gases de combustión. Las diferencias principales entre las calderas de ambos grupos, son: • La caldera del grupo I, de tecnología Foster, tiene un volumen de agua mayor, especialmente en el calderín donde se produce la separación de fases agua – vapor. En consecuencia este grupo tiene mayor inercia térmica y lentitud en las variaciones de carga. • El grupo I es de circulación natural. La fuerza motriz que mueve el agua en el interior de los tubos de las paredes de agua, es la disminución de densidad que se produce como consecuencia del calentamiento y evaporación en l a zona ascendente. Se necesita una sección de tubería mayor y gran volumen de agua. Por el contrario, en el grupo II de tecnología Balcke-Dürr, la circulación es forzada por bombas de agua de alimentación, en un solo paso por tuberías de menor sección. En consecuencia con lo anterior, la presión del agua de alimentación del grupo II es mayor. • En el grupo II no existe un nivel fijo de agua en caldera con colector de separación de fases semejante al calderín del grupo I. El nivel es variable y se encuentra en los tubos de las paredes del hogar. • El grupo II requiere una mayor calidad química en el agua de alimentación y hace imprescindible el uso de un sistema de tratamiento de condensado en el ciclo. Al no existir un colector donde se produzca una separación de fases (calderín) no hay posibilidad de purga para la desconcentración iónica. Únicamente es posible la purga de agua en el arranque del grupo,
El agua de alimentación de caldera realiza un largo recorrido: economizador, tubos de unión, calderín (grupo I), colectores inferiores, las paredes del hogar (zona de radiación), paredes membrana, tubos soporte, etc. hasta formar vapor, que se calienta en las dos etapas del sobrecalentador primario y final (zona de convección). Tras la expansión parcial del vapor sobrecalentado (principal) en la turbina de alta presión, vuelve a la caldera para recuperar su temperatura inicial en dos recalentadores. La regulación de la temperatura del vapor principal y recalentado se realiza mediante dos etapas sucesivas de atemperación con agua de alimentación.
Precipitadores electrostáticos
Los precipitadores son filtros que se encargan de reducir la emisión del material particulado a la atmósfera, separando, reteniendo y retirando la fase sólida de la corriente de gases de combustión. El principio de funcionamiento consiste en la creación de un campo eléctrico de alto potencial, capaz de cargar negativamente las partículas de ceniza en la propia corriente de gases y, por atracción electrostática, depositarse en las placas colectoras de polaridad positiva. A intervalos regulares unos martillos golpean unos yunques montados sobre los marcos de las placas colectoras y cae la ceniza a las tolvas inferiores. De aquí se extrae mediante transporte neumático para llevarla a los silos de almacenamiento provisional. Los precipitadores tienen un sistema de control electrónico que permite optimizar su funcionamiento para reducir las emisiones y el consumo eléctrico. A la salida de los filtros, sobre lo propios conductos de gases, unos equipos de medida de la opacidad que informan continuamente a la sala de control del
Precipitadores Electrostáticos
Chimeneas
Chimeneas
Los gases, una vez enfriados en los precalentadores hasta cerca de 130ºC y filtrados en los precipitadores, son aspirados por los ventiladores de tiro inducido y descargados a la atmósfera por las chimeneas. La construcción de las chimeneas es de doble pared: la interior con tramos de idéntica sección y altura, construida con material refractario, y el fuste exterior de hormigón de sección decreciente y construido en una sola pieza por fraguado continuo. Las chimeneas son diseñadas para asegurar, en todo momento, que los gases emitidos no van a afectar la calidad del aire ambiente, a nivel del suelo. El cálculo de la altura de la chimenea se realiza mediante modelos matemáticos, en la fase de definición del proyecto, en función de los requerimientos ambientales de emisión e inmisión. La dispersión y difusión de gases hace reducir la concentración de contaminantes a valores muy bajos. Esto se logra por la sobrelevación del penacho en la alta atmósfera, favorecido por la temperatura, la velocidad de los gases y la altura de la chimenea (120 m en el grupo I y 200 m en el grupo II). En las chimeneas existen distintos equipos automáticos que permiten el control de las emisiones de manera continua y automática, así como orificios para medidas manuales ocasionales con sondas isocinéticas.
Sistema de extracción de ceniza y escoria
Los residuos de la combustión del carbón están formados por materiales inertes que reciben el nombre de ceniza o escoria en función de su densidad, granulometría e instalaciones de recogida. Cuanto más alto es el contenido en ceniza del carbón, mayor será la cantidad de residuos inertes generados, por unidad de producción. La ceniza es un residuo que resulta de la combustión del carbón y su composición elemental está formada por óxidos y sales de metales (mayoritariamente silicio, aluminio y hierro) estabilizados en su estado de oxidación mas alto. La ceniza volante está formada por partículas muy finas y ligeras arrastradas por la corriente de gases de combustión. Tras su separación, la ceniza se extrae de los precipitadores electrostáticos y transporta hasta los silos de almacenamiento temporal (2 por grupo, de 2.000 m3 de capacidad) por vía neumática. Los silos disponen de filtros de mangas autolimpiantes para separar el aire de transporte de las partículas de ceniza, compresores de aire auxiliar, sistemas para la fluidificación y deslizamiento, etc. Para reducir la emisión difusa de partículas, la descarga al camión se hace por vía seca (2) o húmeda (2), con una conexión telescópica de dos tubos concéntricos, que permite recuperar el aire desplazado de la cisterna en el momento de la descarga. El destino final de la ceniza es el reciclado, alcanzando un valor comercial importante en la industria cementera. El resto se deposita en el vertedero controlado de la central.
Sistema de Extración de Ceniza y Escoria
Parque de cenizas y escorias
Parque de Cenizas y Escorias
El vertedero se sitúa frente a la central, a 500 m de la margen derecha del río Bernesga, limitado al sur por el arroyo Rebocán (o Remedios) y al norte por el monte cuya ladera suroccidental se encuentra ocupada por el depósito. La ceniza y escoria en su mayor parte se recicla en la industria cementera. Al vertedero llega sólo la cantidad no aprovechada comercialmente. El transporte hasta el vertedero se hace en camión de bañera cerrada. Se ha previsto un sistema de explotación en terrazas, con recubrimiento de tierra para evitar que se levante polvo. Unicamente el frente activo, y en las operaciones directas de descarga de camiones, se genera polvo. Para paliar el problema se ha previsto la humidificación de la zona con camión de riego. Las superficies que no van a cubrirse en fases futuras de la explotación o las zonas de ladera, se estabilizan con tierra vegetal y se plantan especies vegetales autóctonas, para su recuperación paisajística. Los terrenos recuperados también se destinan a actividades recreativas. Así, en la cima de la zona más antigua de la escombrera, el grupo de empresa (asociación cultural y recreativa) ha creado un campo de tiro al plato.
El ciclo agua-vapor y la producción de electricidad
Los ciclos agua – vapor de ambos grupos son de tipo regenerativo tradicional, constando de una etapa de recalentamiento en el vapor y siete calentadores en el agua de alimentación de caldera. Las unidades están diseñadas para seguir cualquier programa de variación de carga, modificando la apertura de las válvulas de control de entrada a la turbina (presión constante) o variando la presión del agua de alimentación de caldera (presión deslizante), alcanzando el máximo rendimiento a la carga nominal de diseño.
El Ciclo de Agua-Vapor y la Producción de Electricidad
Sistema de condensado y agua de alimentación
La línea de agua en baja presión, desde el condensador hasta el desgasificador, incluidos los 5 primeros calentadores, forma el sistema de condensado. En la dirección del flujo de agua continua el sistema de agua de alimentación,
Sistema de Condensado y
pasa el agua de circulación para refrigeración (dos pasos) y por el lado carcasa se condensa el vapor de escape de la turbina de baja presión. Las cajas están comunicadas interiormente y se mantienen a una presión muy baja (40 - 80 mm de Hg). Esta variable de funcionamiento es muy importante para el rendimiento de los grupos y se asegura con sistemas de eyectores en el grupo I o bombas de vacío en el grupo II. • Las bombas de condensado (2 x 100 % en el grupo I y 3 x 50 % en el grupo II) son verticales, multietapa, con 7 rodetes montados sobre el eje y aspiración e impulsión simple. Están accionadas por motores eléctricos de media tensión. • El calentamiento del agua se realiza en siete calentadores en serie. Los cuatro primeros corresponden a los calentadores de baja presión, del sistema de condensado, que se atienden desde extracciones de vapor de la turbina de baja presión. Los calentadores 5 y 6 (desgasificador y calentador de agua alimentación 6) utilizan vapor de las extracciones correspondientes de la turbina de media presión. En el caso del grupo II, la extracción 5 también alimenta la turbina auxiliar. Por último, el calentador 7 utiliza vapor recalentado frío de salida de la turbina de alta presión. Los calentadores son de superficie, permitiendo el intercambio de calor por conducción en las paredes metálicas de los tubos que separan el vapor de las extracciones y el agua (condensado o alimentación). Los calentadores tienen una disposición de tubos en “U”, horizontales o verticales (alta presión). El material de los tubos es de admiralty en los de baja presión y acero al carbono en los de alta. El lado de vapor está dividido en varias zonas: desrecalentado, condensa-
• La energía que utilizan las bombas de agua de alimentación puede ser eléctrica (motobombas de ambos grupos) o vapor en una turbina auxiliar (turbobomba del grupo II). Están compuestas por una serie integrada de elementos cuyo conjunto funciona accionado por una única fuerza motriz. En el grupo II existen los dos tipos de bombas: se utilizan las motobombas en los arranques hasta el 70 % de la carga nominal. Posteriormente, para alcanzar la plena carga y mejorar el rendimiento del grupo, se necesita la turbobomba. Las motobombas están compuestas por varios elementos en serie: A) bomba de refuerzo de velocidad constante, cuya misión es aumentar la presión en la
Turbinas
Turbinas
Las turbinas de ambos grupos son parecidas, salvando las cuestiones de tamaño. Por ello, esta descripción toma como referencia la del grupo II, más grande y moderna. La turbina principal está dispuesta en tandem de tres cuerpos independientes unidos por un eje común. En el primer cuerpo se aloja la turbina de alta presión, de un solo flujo axial. El segundo y tercer cuerpo lo forman las turbinas de media y baja presión, de doble flujo. • El cuerpo de alta presión es de doble estator. El rotor es de acero forjado en una sola pieza. Para un mejor rendimiento térmico a cargas parciales, este cuerpo dispone de una sección de acción pura, compuesta por una corona de toberas en el estator y su correspondiente corona de paletas (rueda Curtis) en el rotor. Las demás secciones de expansión (20 etapas) son de reacción. • El rotor del cuerpo de media presión es de acero forjado de una sola pieza. El estator, de fundición aleada, tiene doble cámara axial partida: la entrada de vapor se realiza por el centro y se desplaza hacia los extremos, para equilibrar las fuerzas axiales. Las etapas de expansión (18 en cada sentido) son de reacción. • El cuerpo de baja presión tiene un triple estator de acero. Al ser vapor de menor presión, los álabes son de gran tamaño alcanzando en la última corona 868,5 mm. En el escape de la carcasa interior (2 x 8 m2) se disponen difusores aerodinámicos para reducir las pérdidas en el camino del vapor al condensador. La turbina dispone de un cojinete de empuje alojado entre el cuerpo de alta y media que absorbe los empujes axiales transitorios y sirve de punto de control
El sistema eléctrico: Alternador, transformadores de potencia y subestación
El alternador va directamente acoplado al eje de la turbina, girando solidariamente a 3.000 rpm con ella. Tiene devanados en el estator y el rotor, refrigerados por hidrógeno. El sistema de aceite de sello asegura la estanqueidad de los cierres. La excitación del generador es del tipo de diodos giratorios sin escobillas, con una excitatriz piloto de imán permanente, acoplada al eje del turbogenerador. Los interruptores de generación son de mando neumático y refrigeración forzada de aire. Están compuestos de tres polos separados. Su posición es intercalada en el conducto principal de barras de fase aislada, entre el generador y el transformador principal. El interruptor es capaz de cortar las intensidades de cortocircuito producidas en caso de falta de cualquiera de sus lados. La sincronización de los grupos con la red exterior de 400 kV se realiza desde la sala de control con equipos de sincronización automática o manual, que cierran el interruptor en el momento en que el grupo alcanza las condiciones de tensión y frecuencia requeridas por la red. Los transformadores son de doble arrollamiento de entrada y salida, bañados en aceite y refrigerados por ventilación forzada de aire. Se distinguen los transformadores: • Principales, formados por una unidad trifásica en el grupo I y 3 unidades monofásicas en el grupo II. Están situados en las fachadas principales de los edificios de turbina, en celdas separadas por muros cortafuegos. Las salidas de alta tensión se conectan al parque de 400 kV.
El Sistema Eléctrico: Alternador Transformadores de Potencia y Subestaciones
El uso del agua
El Uso del Agua
En una central térmica el agua no es una materia prima que interviene para formar parte del producto, sino que se utiliza como medio que soporta el proceso, con una gran capacidad de reciclado. El diseño del ciclo del agua permite la utilización en cascada en los distintos servicios y favorecer el menor consumo por unidad de producción. Con la construcción del grupo II y para asegurar el abastecimiento de agua de refrigeración a la central, se construyó a 35 Km. aguas arriba, sobre el río Casares, afluente del Bernesga, una presa de gravedad de planta recta y un embalse útil de 6,2 Hm3 (altura de la presa de 32 m.), ampliada a 35 Hm 3 por la Confederación Hidrográfica del Duero mediante una presa superpuesta. La captación de agua se hace en el río Bernesga, mediante bombas que aspiran del azud construido con el grupo I. El retorno al río del agua no consumida, se hace 200 m. aguas abajo. Dos tercios del total de agua captada por la central se consumen, fundamentalmente por cambio de fase y transferencia a la atmósfera (aproximadamente 1.000 m 3/h) que resulta de los procesos de refrigeración evaporativos. El resto se devuelve al río con la misma carga mineral de origen. La captación de agua más importante es para atender: • Circuitos semicerrados, como la reposición de nivel en los circuitos de refrigeración.
• Cuando un circuito hace un uso del agua que produce alguna alteración de sus características, se realizan los tratamientos específicos locales para recuperar la calidad perdida, antes del vertido a la red general de drenajes. Estos son los casos de las aguas sanitarias que se procesan en la planta de tratamiento de aguas negras o de los efluentes de regeneración de las plantas de agua de aportación y condensado, recogidos y tratados en la balsa de neutralización, antes del vertido a la red interior. • Al final de la red se trata el 100 % del agua residual recogida en la central en el sistema de tratamiento de efluentes previo al vertido al río Bernesga. Refrigeración principal y secundaria. Sistema de agua de circulación
La torre de refrigeración del grupo I tiene la particularidad de ser la primera construcción de este tipo (hiperbólica, de tiro natural) que se hizo en una central térmica española. Los circuitos de agua de circulación o refrigeración principales, son circuitos de agua semicerrados, con los siguientes caudales importantes, por grupo y características: • El volumen de agua existente en la balsa de la torre (10.000 m 3) refrigera el condensador y provoca en la torre la evaporación necesaria para disipar el calor retirado (cercano a 500 m 3/h). • Para que no se superen los límites químicos de estabilidad de las sales presentes, que incrustarían y ensuciarían las superficies más calientes donde se da el intercambio de calor, hay que abrir la purga de desconcentración (300 a 500 m3/h, según la época del año).
Refrigeración Principal y Secundaria. Sistema de agua de circulación
su explotación, también se dispone de sistemas de vaciado, rebosaderos, purgas controladas con válvulas automáticas, sistemas de by-pass para bajas temperaturas, rejillas de protección en las aspiraciones de las bombas, etc. El flujo de aire se establece por tiro natural, ayudado por la geometría de su construcción y las diferencias de densidad entre el aire frío que entra por abajo y el caliente que sale por su parte superior. El contacto agua - aire se establece a contracorriente en el relleno, donde el agua cede su calor, en forma de calor latente de evaporación. El aire arrastra el vapor de agua alcanzando la saturación (humedad relativa del 100 %) y, por ello, sus penachos presentan el aspecto característico de nubes blancas. Ambos grupos tienen otros circuitos de refrigeración auxiliares: abiertos de un solo paso (agua cruda y de servicios, de los grupos I y II respectivamente) o cerrados con recirculación e intercambiadores no evaporativos (agua de servicios y refrigeración de componentes, de los grupos I y II). En la mayoría de los circuitos se añaden productos para el tratamiento de las aguas para evitar sus características agresivas, mejorar la disponibilidad y el rendimiento de las instalaciones.
Planta de agua de aportación
El sistema de tratamiento de agua de aportación tiene como objetivo purificar el agua bruta procedente del río, con el fin de producir agua desmineralizada (sin sales) para la reposición de pérdidas en los ciclos agua - vapor y los circuitos cerrados de refrigeración que la utilizan.
Planta de Agua de Aportación
El sistema lo constituyen los subsistemas de pretratamiento, desmineralización y equipo de regeneración: • El pretratamiento tiene por misión el acondicionamiento previo del agua y eliminar su dureza, carbonatos, sólidos en suspensión, materia orgánica y sílice coloidal. • El agua filtrada se bombea a las cadenas de desmineralización (2), donde se somete a un tratamiento de eliminación de todas las sales disueltas, por medio de intercambio iónico. Cada cadena dispone de un lecho de resina catiónica, otro aniónica y un tercero de afino mixto. • El fin de un ciclo de servicio puede ser programado o por superación de los límites prefijados de carga iónica. Las resinas catiónicas se regeneran con ácido sulfúrico diluido, en dos etapas, y las aniónicas con sosa diluida, en una sola etapa. En la regeneración la dirección de agua es ascendente. Esto permite obtener una mejor calidad y reducir el consumo de agua y reactivos. La última etapa de regeneración se hace mediante recirculación, también para lograr un mayor ahorro de agua. Purificación de condensado
El sistema de purificación de condensado o tratamiento de condensado, del grupo II, tiene por objeto eliminar los sólidos en suspensión y sales disueltas procedentes de la corrosión del ciclo y posibles fugas del condensador, manteniendo la calidad del agua de alimentación del grupo en los niveles recomendados.
Purificación de Condensado
Planta de tratamiento de aguas negras
Planta de Tratamiento de Aguas Negras
Las aguas residuales procedentes de la red de uso sanitario de la central se tratan en una planta de oxidación total con turbina de aire, decantación y filtración terciaria. Tiene una capacidad para 570 habitantes equivalentes (5 m3/h) y un rendimiento de diseño del: • 97 % para la eliminación de materia orgánica (309 mg/l de DBO5 a la entrada y 10 mg/l en la salida). • 93 % para los sólidos en suspensión (427 mg/l a la entrada y 30 mg/l a la salida).
Balsa de neutralización
Balsa de
Las aguas procedentes de las regeneraciones de las resinas catiónicas y anió-
Otras instalaciones de tratamiento previo:
En caso de derrame accidental de productos orgánicos, como combustibles líquidos (fuel, gasoil), aceites o grasas, existen varios sistemas de retención de flotantes (A.P.I., cubetos y separadores) en las zonas de descarga, almacenamiento y calentamiento. Fundamentalmente están basados en la menor densidad y flotación de estos líquidos.
Otras Instalaciones de Tratamiento Previo
La balsa de decantación del parque de carbón se utiliza para sedimentar el carbón en suspensión arrastrado por las escorrentías del parque. Existe un sistema de lava – ruedas de camiones a la salida del parque de carbón, antes de regresar a la red viaria externa. Sistema de tratamiento de vertidos líquidos
En el punto final de la red general de drenajes, las aguas son depuradas en el sistema de tratamiento de efluentes, diseñado para reducir la concentración de sólidos en suspensión, homogeneizar y verter al río las aguas residuales de la central por un único punto sometido a control analítico continuo. En la cabecera del sistema se recogen por gravedad, los efluentes líquidos de la central, para su tratamiento. Por otro lado, las aguas de refrigeración procedentes de las purgas de las torres y el exceso del agua de servicios del grupo II, se aportan en cola del proceso, para aprovechar el efecto amortiguador de sus sales. El proceso básico se hace en tres etapas: la aportación de agua que llega al pozo de cabecera (irregular en calidad y cantidad) se bombea a las balsas de decantación, donde se somete a la sedimentación natural para retirar los sólidos más
Sistema de Tratamiento de Vertidos Líquidos
La central y el medio ambiente
La Central y el Medio Ambiente
Los principios de eficiencia, seguridad y rentabilidad se han dado la mano con los de conservación del medio ambiente y se han plasmado en la Política Medioambiental que rige la forma de actuar de la planta. La central térmica La Robla tiene implantado un Sistema de Gestión Medioambiental certificado por la Asociación Española de Normalización (AENOR) en septiembre de 1999 de acuerdo con la norma internacional ISO 14.001 y desde el año 2004 está adherida al Sistema Comunitario de Gestión y Auditoría Medioambiental (EMAS). El Sistema de Gestión Medioambiental garantiza que la operación de la planta se realice siempre conforme a unos valores y procedimientos que respetan el medio ambiente, incluso más allá de los límites legalmente exigidos, asumiendo una mejora continua de los parámetros de funcionamiento relacionados con el medio ambiente. La transformación de la energía química del carbón en energía eléctrica precisa de su combustión en las calderas de la central. Como consecuencia de este proceso se genera el calor útil necesario para el ciclo agua-vapor y se desprenden una serie de gases y sustancias residuales que pueden llegar a ser perjudiciales para el medio si no son debidamente controladas. Desde las chimeneas de la central son emitidos gases y sustancias entre los cuales destacan por su relevancia medioambiental el SO2, óxidos de nitrógeno (NOx), partículas y el CO2. Para controlar estos aspectos, la central dispone de distintas instalaciones:
En cada conducto de gases ( 1 en el grupo I y 2 en el grupo II) hay instalados distintos equipos de control: analizador de oxígeno, opacímetro y sonda de extracción-dilución de gases para muestreo. En la estación centralizada del laboratorio químico, se encuentran: las unidades de control de cada sonda, las unidades de muestreo cíclico e independiente, que permiten la conmutación entre muestras y el análisis secuencial a intervalos programables, los conjuntos de analizadores de SO2 y NOx y, por último, las unidades comunes para los dos grupos de calibración y aire cero, que se utilizan para el ajuste periódico de los equipos. Todos los equipos son sometidos periódicamente a mantenimiento y calibración para asegurar la calidad de la medida, conforme a las exigencias de los procedimientos establecidos en los sistemas de garantía de calidad y gestión mediambiental certificados. Las principales características de los equipos más significativos se recogen en el cuadro adjunto. Grupo
Nº
Descripción
Luz visible
Rango
I y II
2
Analizadores de SO2
Fluorescencia UV
0-10 ppm
I y II
2
Analizadores de NOx
Quimioluminiscencia
0-5 ppm
I y II
3
Analizadores de O2
Electroquímica
0-10 %
I y II
5
Opacímetros en conductos y chimenea
Absorción de luz
0-100 %
Cada dos minutos son captados y enviados datos a un sistema informático que realiza el cálculo de todas las variables de control permite la consulta de
Periódicamente se realizan medidas manuales de partículas, SO2 y NOx con sonda isocinética con la que se consiguen diversas muestras de gases simultáneamente. Con estas medidas se hace una posterior integración que permite conocer con exactitud la concentración de las diversas sustancias. El número de puntos de medida, caudales de muestreo, tiempo de captación, cálculos, etc., se establecen siguiendo la metodología de las normas UNE aplicables. Estas medidas manuales sirven para comprobar el funcionamiento de los equipos automáticos y las realiza una Entidad Colaboradora de la Administración. Control de inmisión
Control de Inmisión
Los gases procedentes de la combustión emitidos por los focos (chimeneas) se difunden en la atmósfera. Este proceso de difusión es función de varios factores: características de los contaminantes, (tamaño, peso...), diseño del foco emisor (altura, temperatura y velocidad de los gases, ...)
Para poder evaluar adecuadamente los efectos de una central sobre la calidad del aire, se utiliza el llamado Modelo de Dispersión Gaussiano de PasquillGifford, con una corrección topográfica y la aplicación de las fórmulas de Briggs para calcular la sobreelevación del penacho de humos. Como norma general, para configurar la red de control de inmisión se establece una serie de círculos concéntricos a la planta emisora y se sitúan las unidades de toma de muestra en las direcciones predominantes de los vientos locales, manteniendo como referencia el resto. Las unidades de muestreo se emplazan generalmente en lugares elevados y no cercanos a impedimentos geográficos que puedan canalizar o forzar las corrientes de aire que transportan elementos contaminantes. Desde 1986 la central térmica de La Robla dispone de una red de vigilancia y control del aire ambiente en un área de 20 Km de radio, cubriendo distintas direcciones y distancias dentro de la zona de impacto de la central. Esta red inicialmente formada por 8 estaciones con equipos de muestreo y análisis manual ha proporcionado datos sobre los contaminantes SO2 y partículas hasta abril de 2000.
En abril de 2000 y después de un análisis metódico de la información recogida desde 1986, la Junta de Castilla y León autorizó la sustitución de la red manual por la red actual constituida por 4 estaciones automáticas, cuyas principales características se detallan a continuación: ESTACIÓN Situación respecto a la central
CUADROS
8 Km. S
Contaminantes Medidos SO2 NO, NO2 Partículas en suspensión
Equipos instalados y técnica de análisis Analizador de SO2 (Fluorescencia Analizador de óxidos de Nitrógeno (quimioluminiscencia) PM10 (gravimetría inercial) Tª, Velocidad y Dirección de Viento
En las estaciones automáticas se realizan de forma continua análisis sobre muestras del aire ambiente tomadas a una altura sobre el suelo de 3 m. aproximadamente. Mediante los sistemas informáticos de recogida de datos, gestión preliminar y comunicación se dispone en tiempo real de información de los contaminantes dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, y partículas. Cada estación automática dispone de una torre meteorológica dotada de sensores de temperatura, velocidad y dirección de viento. Para poder garantizar la calidad de las medidas, los equipos están sometidos a controles periódicos de mantenimiento y calibración. Toda la información se transmite al sistema de gestión medioambiental situado en la Central donde se analizan los datos recibidos y se controla toda la red, a través de los complejos sistemas informáticos diseñados a tal efecto.
Estudios del entorno acuático y terrestre de las inmediaciones de la central
Estudios del Entorno Acuático
En el año 2000 se comenzó con un estudio exhaustivo sobre los efectos de la actividad de la central en su entorno. El estudio persigue tres objetivos
Los resultados obtenidos se contrastan con los valores obtenidos en el monitoreo de 860 parcelas que realiza el ICP Forest en la Unión Europea (www.icpforests.org), así como con las de diversas publicaciones. Por otro lado, la central térmica de La Robla ha incorporado en su gestión medioambiental el seguimiento del efecto que producen sobre los sistemas acuáticos del entorno, en particular, los efectos de sus vertidos. Esta iniciativa va más allá de los controles que normalmente vienen efectuándose en vertidos industriales, centrándose en el medio receptor. Los estudios de seguimiento realizados permiten identificar los patrones de comportamiento del río Bernesga en los puntos susceptibles de verse afectados por el vertido de la central. Hasta la fecha, los resultados de ambos estudios muestran una situación de normalidad que se viene observando a lo largo de los años, sin que se haya evidenciado la existencia de fenómenos de acidificación que puedan estar dañando las masas forestales o alteraciones de los medios hídricos relacionadas con la eutrofización.
Fechas e hitos ambientales importantes
Fechas e Hitos Ambientales Importantes
1979 Instalación de nuevos filtros electrostáticos en el grupo I, consiguien-
do una drástica reducción en la emisión de partículas con los gases de combustión. 1986 Instalación de una red manual de control de calidad de aire en un radio de
20 Km. de la central formada por 8 estaciones 1987 Construcción de una nueva planta de tratamiento de aguas residuales
industriales. Todas las aguas procedentes de la central son tratadas en esta planta y medidos sus parámetros característicos antes de verter al río. 1993 Transformación de la caldera del grupo I, despresurizando el hogar con
un nuevo ventilador de tiro inducido 1998 Construcción de una nueva planta de tratamiento del agua de escorrentía
de lluvias en la escombrera de cenizas y escorias. Estudio de impacto ambiental y nuevo proyecto de explotación de la escombrera 1999 Modificación del sistema de tratamiento de efluentes mejorando su capa-
cidad de bombeo, retención de flotantes, automatización de compuertas, recogida de datos automáticos de análisis de vertidos, etc. 1999 Certificación del sistema de gestión medioambiental implantado, según la
norma UNE-EN-ISO 14001. 2000 Sustitución de la red manual de control de calidad del aire por esta-
Datos técnicos Caldera Fabricante Tipo
GRUPO I Foster Wheeler (USA) y Maquinista T.y M. (España) Intemperie-Hogar tiro equilibrado. Circulación natural 54,1
Altura (m) Planta máxima del hogar. Largo (m) x Ancho (m) 21,5 x 7,2 Caudal de vapor (t/h) 837 Temperatura entrada economizador (ºC) 259 2 Presión de vapor sobrecalentado (kg/cm ) 168 Temperatura de vapor sobrecalentado (°C) 540 2 Presión de vapor recalentado frío (kg/cm ) 42,5 Temperatura de vapor re recalentado frío (°C) 348 Temperatura de vapor re recalentado caliente (°C) 540 Temperatura de gases entrada precalentadores (°C) 467 Temperatura de gases salida precalentadores (°C) 134 Número de calderines 1 (superior) Número de quemadores 24 (cualquier combustible) Número de molinos 4 (de bolas) Número de precalentadores 2 (Rothemuhle) y 1 (tubular) (aire secundario y primario) Número de ventiladores 2 (forzados), 1 (inducido) y 3 (primarios) Número de bombas recirculación caldera Rendimiento de diseño (%) 88,30 Consumo de carbón (t/h) 125
GRUPO II La Balcke-Dürr (RFA) Mecánicas Asociadas (España) Intemperie-Hogar equilibrado Circulación forzada 82,3 24,1 x 16,6 1.065 257 176 541 46,5 345 541 461 130 24 (cualquier combustible) 6 (de bolas) 2 y 2 (Ljunstrom) 2 (forzados), 2 (inducidos) y 2 (primarios) 1 (funciona en arranques) 87,84 155
Alternador Fabricante Modelo –Tipo Potencia Nominal (MVA Tipo de excitación
GRUPO I BBC WTF 122 lm 335 Estática
GRUPO II KWU THDD 108/53 390/435 Propia
Datos Técnicos
Precipitadores Electrostáticos GRUPO I Fabricante Air Correction y Lurgi 3 Caudal a tratar (m N/h) 920.000 Velocidad de los gases (m/s) 1,26 Velocidad de migración de partículas (m/s) 5,2 Rendimiento de diseño (%) 99,6 Número de campos 2x2, 2x3 Concentración de partículas de diseño (mg/m3N) 200
GRUPO II Lurgi 1.157.565 0,92 5,1 99,5 2x10 250
Chimeneas Altura (m) Diámetro en la base (m) Diámetro en la boca (m) Accesos Puntos de muestreo manual
GRUPO I 120 8,5 6,1 Escalera exterior vertical protección y descansillos 61,5
GRUPO II 200 14,5 8 Ascensor de cremallera cámara interior con escalera 164,3
GRUPO I Brown Boveri (Suiza) y La Maquinista T.y M. (España) Acción-Reacción 7 538 162 284,2 3.000
GRUPO II Kraftwerk Union-Siemens (RFA) y E.N. Bazán (España) Acción-Reacción 7 538 166,5 370,7 3.000
Westinghouse Trifásico Ac. 18/420 +/-10 % 37,8/46,2 1 324
Westinghouse Monofásico Ac. 22/435 +/-15 % 21,3/28,8 3 139
Turbina Fabricante Tipo de turbina Número de extracciones Temperatura del vapor (C) Presión del vapor (kg/cm2) Potencia (MW) Velocidad (rpm)
Transformadores de Generación Fabricante y Tipo Relación de tensión (kV/kV) Regulación P i (MVA)
Sistema de Condensado y Agua de Alimentación Número calentadores agua
GRUPO I
GRUPO II
4 (Baja presión) 2x2 (Alta presión) 1 (Desgasificador)
4 (Baja presión) 2 (Alta presión) 1 (Desgasificador)
C38+100-2-8 Admiralty 19.200 Eyectores
1KNE 77,5X44-2TSB112 Admiralty y cuprorniquel 18.874 Bomba vacío
HPCV. 40-25 5 Etapas 583,2 21,7 500/6.000
Sulzer. bkc 350 630,9 23 550/6300
Condesador Tipo Material de los tubos Superficie de enfriamiento (m2) Extracción de incondensable
Bombas de Condensado Tipo Caudal máximo (m3/ H) Presión de descarga (kg/cm2) Motores (kw/v)
Desgasificador Tipo Contracorriente con vapor Contracorriente con vapor Capacidad del tanque (m3) 139 150 Presión de descarga (Kg/cm2) 9,5 5,6 Temperatura de entrada/salida de agua (ºC) 133/178 120/170,4
Motobombas de Agua de Alimentación Número Tipo Caudal (m3/h) Presión de descarga (Kg/cm2) Velocidad de giro máxima (rpm) Motores (KW/V)
3 (55%) HPT pom 28-20, 6 Etapas 505,8 200,6 6.173 3.165/6.000
2 (35%) 75-CHTA-(Barril) 356 194 4.900 2.628/6.300
Turbobomba de Agua de Alimentación Número Tipo Caudal máximo (m3/h) Presión de descarga (Kg/cm2) Velocidad de giro máxima (rpm)
-
1 (100%) NK 63/63/0/-3 1.064 216,5 5 990
Nuestro entorno natural
ENTORNO HUMANO Y CULTURAL La primera referencia a seres humanos es de hace más de 35.000 años. En las cuencas altas del Bernesga se fueron asentando los pobladores de la zona. Los habitantes del Paleolítico implantaron la industria del guijarro tallado, los raspadores, puntas de sílex, raederas, buriles, punzones de hueso, etc. Por estos valles y breñas trotaban y cazaban caballos salvajes, perseguían las manadas de renos y tendían trampas a mamuts y elefantes. No volvemos a encontrar más hallazgos hasta la Edad de Hierro, cuando los romanos llegaron a territorio leonés, encontrando pequeños poblados que ocupaban lugares estratégicos sobre la cima de montículos extensos, con vertientes a los cuatro puntos cardinales: los castros leoneses, defendidos con defensas naturales o artificiales, taludes o paredones de piedra.
del románico. Nada, tampoco, de la época árabe, salvo el recuerdo de las escaramuzas de Almanzor en las fortificaciones de las peñas que defendían los pasos del valle. Ignoramos, asimismo, cuando fue implantado el cristianismo en los valles bernesganos, pero fue muy pronta y muy fuerte, lo mismo que la lengua de Roma, pero la documentación no llega más allá de la Alta Edad Media. A través de la Edad Media se fue transmitiendo la cultura antigua. En torno a las iglesias, ermitas y santuarios, se desarrolla lo más característico de la religiosidad del pueblo. Su santuario con el contiguo hospital fue célebre refugio de peregrinos a San Salvador de Oviedo. Hoy contempla las gigantescas instalaciones de la térmica de La Robla. Estas tierras, cercanas a León y atravesadas por el camino real de Asturias eran muy ape-
Nuestro entorno natural
Siglos y milenios anclaron la vida social y económica de estos lugares. Lo más característico de sus tradiciones y costumbres populares son herencia de edades prehistóricas, lo mismo que las raíces de sus topónimos. Pastoreo y cultivo de la tierra, ganadería y agricultura, eran la base económica de su subsistencia. Así permanecieron fieles a las costumbres y métodos heredados hasta el trazado de nuevas vías de comunicación, carreteras y ferrocarril, la industrialización y, singularmente, la apertura de las minas de carbón. No mucho más avanzada andaba la vivienda, casas de piedra en la montaña y de adobes en la parte baja. Fueron los romanos los que dotaron el suelo leonés de buenas vías de comunicación con excelente pavimento. Por el Bernesga, hacia el Pajares, discurría la calzada que todavía se comprueba en la collada de Buiza, que era el paso obligado hacia Oviedo y Gijón. En la década
ENTORNO ABIÓTICO Y BIÓTICO La situación geográfica de La Robla resulta muy peculiar en el contexto de la Península Ibérica. Comparte, en cierto aspecto, las características tanto de una zona de montaña como de una zona de llano. Se fijan los lindes de la zona, toda ella enclavada en la cuenca del Bernesga, por el norte, los macizos calcáreos que separan la comarca de la Tercia de la de Gordón (Sierras del Pozo y del Gato); por el este, la divisoria de la cuenca del Torío y el Bernesga; por el sur, una línea que fija sus vértices por encima y muy cerca de Carvajal de la Legua, a cinco kilómetros de León, todo el espacio de Lorenzana y el santuario de Camposagrado; por el oeste, el trazo gerencial con la cuenca del río Luna. La parte superior del territorio, a partir de La Robla, es un gigantesco rompecabezas donde ensayan su juego de la formación del globo, durante millones de años,
Nuestro entorno natural
La Central Térmica de La Robla se localiza a la vera del Bernesga, río que parte en dos, de norte a sur, el entorno agreste y accidentado de la cuenca alta del Esla, por el que fluyen con mesura aguas de nieve, que desgastan impresionantes moles de sedimentos marinos petrificados. El río Bernesga, es el principal caudal hídrico, y discurre hasta la población de La Robla por el fondo de un valle no excesivamente amplio, sin llegar a ser angosto. Al norte de dicha población recoge las aguas del río Casares que desemboca en éste, a la altura de La Pola de Gordón, que da nombre al valle angosto, por el que caminan las aguas del Casares, si bien este nace en otro valle de gran belleza, del cual recibe el nombre el propio río, el Casares. La parte sur es a su vez también transitado por el río Bernesga.
clima templado de inviernos fríos y veranos frescos con algunas precipitaciones estivales, que permite al viajero tener la seguridad de dormir plácidamente durante el verano y bien arropado durante el resto del año. Suele darse en esta parte norte una sequía importante durante unos veinte días del mes de Julio, lo que le da un carácter submediterráneo. En el norte sólo viven el agracejo cantábrico, la hierba de San Daubeoz, la aulaga occidental, la grosella común y en sentido contrario son también numerosas las especies arbustivas que no pueden vivir al norte de esta línea, tales como el cantueso, la gayuba mediterránea, la jara de hojas de laurel, entre otras. La fauna de La Robla es un revoltillo que combina los especialistas del calor, medite-
