SEMI - Luiz Valbusa - Soluciones para PCHs - esp

Soluciones de Layout para PCHs

Ing. Robert FinkIng. Luiz Valbusa

SEMI Industrial Ltda. - Brasil

Expo APEMEC 2014

Empresas del Grupo

SEMI Engenharia SEMI Sistemas SEMI Industrial

• Montajes Electromecánicos

•Automatización de Centrales•Gobernadores de Velocidad y Tensión•Operación remota de centrales•Suministros Eléctricos

•Turbinas Hidráulicas•Hidromecánicos•Tuberías Forzadas•Válvulas de protección•Paquetes turnkey

Fábrica

Productos

• Turbinas hidráulicas (Kaplan, Francis y Pelton)

• Equipamientos hidromecánicos (compuertas, rejas etc.)

• Tuberías forzadas

• Equipamientos eléctricos y subestaciones

• Automatización de centrales hidroeléctricas

• Montajes electromecánicas

• Paquetes turnkey para PCHs

TurbinasRango de aplicación de las turbinas

CAÍDA

CA

UD

AL

Acuerdo con la Universidad de Génova para el

diseño hidráulico de las turbinas

Entre 1980 y 2014 nuestro equipo técnico tuve participación en aproximadamente 145 proyectos de PCHs que ya están en operación

1980 hasta 2007 son 529 MW ejecutados en otras empresas

2007 hasta 2014 son 185 MW ejecutados en Semi

Totalizando 713,80 MW

Tecnología y Experiencia

Estructura PCH

Área Suministro

Civil Embalse, Bocatoma, Canal de aducción, Tubería forzada, Casa de máquinas

Equipamiento mecánico Turbina Hidráulica, Válvula, Gobernador de Velocidad, Auxiliares mecánicos

Equipamiento eléctrico Generador

Equipamiento de control y comando Paneles eléctricos de protección, control y automatismo

Equipamiento de alta tensión Transformador de poder, equipamientos de conexión

Cables Línea de transmisión

Ubicación de las PCHs

PCH Divisa

PCH Cascata Chupinguaia

PCH Ângelo Cassol

PCH DIVISADatos Técnicos:

• Altura da caída bruta = 42,0 m• Altura da caída neta = 39,81 m• Caudal nominal turbinado = 15,80 m3/s• Potencia nominal = 5.615 KW• Velocidad nominal = 400 rpm• Número de unidades = 02• Tipo = Turbinas Francis de Eje Horizontal• Ubicación = Estado de Mato Grosso• Operación = Agosto del 2012

Desafíos para viabilizar el proyecto:

• Canal de aducción con 2.322 m de largo• Tubería forzada con 600 m de largo

PCH DIVISACanal de Aducción:

La solución adoptada fue la excavación del canal en tierra con recubrimiento en Geomembrana PEAD con espesor 1,5 mm.

• Ancho de la base del canal = 5,50 m• Inclinación de los pendientes (m:1) = 1,5• Declividad del fondo = 0,015 %• Resistencia a tracción en el limite elástico = 22 KN/m• Resistencia al desgarro = 187 N• Resistencia a la perforación = 400 N• Deformación en el limite elástico = 12 %• Envejecimiento térmico = Conforme Norma ASTM 5721• Resistencia UV = Conforme Norma ASTM G 53

PCH DIVISA

Fabricantes de Geomembranas:

PCH DIVISA

Canal de aducción con:• Largo = 2.322 m.• Inclinación del pendiente = 1 : 1,5

PCH DIVISA

Vista de aguas arriba para aguas abajo a partir de la bocatomadel canal de aducción

PCH DIVISA

Vista de la Bocatoma mirando para aguas abajo Vista de la Bocatoma mirando para aguas arriba

PCH DIVISA

Llegada del canal de aducción en la cámara de carga

PCH DIVISA

Tubería forzada:El desafío para la tubería forzada fue lo de encontrar una solución que atendiera a las siguientes cuestiones:

• Perdida de carga reducida;• Establecer un valor de sobrepresión confiable;• Establecer un valor de sobrevelocidad en rechazo total de carga aceptable;• GD2 en el conjunto girante visando tener una estabilidad mínima necesaria

durante la generación, la tomada y el rechazo de cargas.• Costo para viabilizar el proyecto• Largo de la tubería forzada = 600 m• Diámetro de la tubería forzada= 2 x 2,90 m• Relación largo / caída neta = 15,07• Velocidad en la tubería = 2,40 m/s

PCH DIVISA

• Tubería forzada con:• Largo de la tubería forzada = 600 m• Diámetro de la tubería forzada = 2 x 2,90 m• Material de la tubería = PRFV ( Material plástico reforzado con fibra de vidrio)• Sistema de montaje = Subterráneo

PCH DIVISA

Para la tubería la opción fue utilizar tubos en “ PRFV” en el sistema de montaje subterránea

PCH DIVISA

Vista de aguas arriba para aguas abajo a partir de la cámara de carga

PCH DIVISA

Vista de aguas abajo para aguas arriba

PCH DIVISAResultados de la puesta en marcha:

PCH DIVISA

PCH DIVISA

Vista de aguas abajo de la Casa de Máquinas

PCH DIVISA

PCH Cascata ChupinguaiaDatos Técnicos:

• Altura da caída bruta = 23,70 m• Altura da caída neta = 23,00 m• Caudal nominal turbinado = 26,25 m3/s• Potencia nominal = 5.342 KW• Velocidad nominal = 200 rpm• Número de unidades = 02• Tipo = Turbinas Francis de Eje Vertical• Ubicación = Estado de Rondônia• Operación = Diciembre del 2009


• El cliente tenia preferencia por un proyecto con turbinas Francis• Canal de aducción con 1.200 m de largo• Tubería forzada con 90 m de largo

PCH Cascata ChupinguaiaCanal de Aducción:

La solución adoptada fue la excavación del canal en tierra con recubrimiento en Geomembrana PEAD con espesor 1,5 mm.

• Ancho de la base del canal = 10,0 m• Inclinación de los pendientes (m:1) = 1,5• Declividad del fondo = 0,015 %• Resistencia a tracción en el limite elástico = 22 KN/m• Resistencia al desgarro = 187 N• Resistencia a la perforación = 400 N• Deformación en el limite elástico = 12 %• Envejecimiento térmico = Conforme Norma ASTM 5721• Resistencia UV = Conforme Norma ASTM G 53


Canal de aducción con Geomembrana en PEAD colocada


Canal de aducción con agua en operación

PCH Cascata ChupinguaiaTubería forzada (galería):

• Construcción de dos galerías de hormigón con: Ancho de 3,0 m, Altura de 3,80 m y Largo 90,0 m


Galerías de Hormigón -Inicio Construcción

Galería de Hormigón - Vista Interna Galerías de hormigón -Vista Externa


Vista General Casa de Máquinas y Subestación


Datos Técnicos Constructivos:

• Diámetro de descarga del rodete = 2.120 mm• Altura del distribuidor = 650 mm• Diámetro de agujeros de los alabes directrices =

2.538 mm• Ancho de la entrada de la Caja Espiral = 2.240 mm• Altura de la entrada de la Caja Espiral = 2.505 mm• Peso del conjunto = 50 ton.


Imagen de la turbina con la caja en espiral de hormigón Foto mostrando la Parte Interna de la caja en espiral


Detalle de la Galería Mecánica ubicada aguas abajo de la Casa de Máquinas, del Pórtico y Sistema de Filtros de Agua


Vista del Pozo de la Turbina: Tapa superior, Distribuidor, Cojinete guía , Tubos de Drenaje y Eje


Vista del Piso de los Generadores

PCH Ângelo Cassol

Datos Técnicos:

• Altura da caída bruta = 15,50 m• Altura da caída líquida= 14,73 m• Caudal nominal turbinado = 14,00 m3/s• Potencia nominal = 1.850 KW• Velocidad nominal = 327,30 rpm• Número de unidades = 02• Tipo = Turbinas Kaplan – SM - Eje Horizontal• Ubicación = Estado de Rondônia• Operación = Diciembre del 2010


• Definir el tipo da turbina más adecuado económicamente a las condiciones de la central

• Reducir el tamaño del vertedero de crista libre para reducción de los costos de obras civiles.

PCH Ângelo Cassol

Corte Transversal de la Casa de Máquinas

Ventajas de la disposición propuesta:

• Reducción en el volumen de excavación;

• Reducción en el volumen de hormigón;

• Menor presión hidrostática sobre las compuertas de la Cámara de Carga y del Tubo de Aspiración;

• Reducción del lapso de la Puente Grúa;

• Mejores rendimientos de la turbina.

PCH Ângelo Cassol

Conjunto Turbina Montada Lista Para Transporte

Turbinas Montadas en la Casa de Máquinas

PCH Ângelo Cassol

Vista del GeneradorLado Aguas Arriba

Turbina en montaje de campo

PCH Ângelo CassolVertedero de Cresta Libre

Como solución de reducción del largo del vertedero de cresta libre fueran utilizadas compuertas basculantes

Compuerta en la posición abierta Compuerta en la posición cerrada con vertimiento

Muchas gracias!

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