En la Vanguardia del sector Termosolar desde 2006
Ingeniería y Consultoría en plantas CSP
Sector Termosolar
Actividades y Capacidades
La tecnología de generación solar térmica (Concentrated Solar Power – CSP) es donde todas las capacidades de CADE se materializan claramente desde el inicio del sector, como un socio fuerte y confiable durante todo el ciclo de vida del proyecto, desde la I + D hasta las plantas operativas.
CADE desarrolla nuevos conceptos de tecnología e ingeniería en torno a la mejora de la eficiencia y la disponibilidad de las plantas de CSP existentes, así como nuevos conceptos de tecnología solar térmica aplicados a la industria que consume calor.
Proyectos CSP
Ingeniería de la Propiedad
Permitting. Ready-to-Build
Ingeniería Básica y Detalle
Procurement
Supervisión de Construcción
Puesta en Marcha
Plantas en Operación
Soluciones de Proceso
Consultoría de Integridad y Performance
Ingeniería Integral de Modificaciones y Mejoras
Adecuación a Inspecciones de Nivel C
Tecnología
solidTES – Almacenamiento Térmico
processCSP – Calor Industrial
ZeroLD – Recuperación de Agua
MSLoop – Plantas CSP de Sales como HTF
Digitalización
Gemelo Digital
InCycle
Ingeniería de la Propiedad
Ingeniería FEED (Front-and-End-Engineering Design)
Selección y evaluación de equipos y sistemas principales
Estudios de viabilidad técnico-económica (CAPEX-OPEX)
Generación Pliegos y Especificaciones EPC
Control de ejecución proyecto EPC
Permitting / Ready-to-Build
Proyecto Básico
Solicitudes y Autorizaciones de proyecto
Tramitación con la Administración
(Municipal/Regional/Nacional)
Ingeniería Básica y Detalle
Ingeniería multidisciplinar para el Desarrollo conceptual y detallado de plantas CSP >50MW:
- Campo Solar – HTF
- Generación de Vapor
- TES – Sistema de almacenamiento térmico en sales fundidas
- Bloque de Potencia
Procurement
Equipos, Unidades Paquete, Contratistas
Especificaciones de compra y tabulación técnica de ofertas
Seguimiento y supervisión de fabricación y suministro
Inspección en taller y recepción de equipos
Supervisión de Construcción
Civil, Sistemas Mecánicos, I&C, Electricidad
Puesta en Marcha
Definición de protocolos, manuales y pruebas PEM
Soluciones de Proceso
Campo Solar:
- Equilibrado Hidráulico
- Análisis performance
- Análisis del estado de tubos: estrategias de sustitución.
- Análisis de riesgo de degradación térmica de HTF.
TES: Mejoras sistema de almacenamiento
- Estrategias de carga/descarga
- Sistemas de drenaje en caliente
- Sistemas de gestión de fugas (HTF / Sales)
- Simulación de tanques de sales.
- Análisis Tren Intercambiadores HTF / Sales
TGV: Análisis Trenes de Intercambiadores
Sistema de agua de alimentación / Vapor
- Desgasificador
- Bombas de alimentación
- Redes de PSVs
- Mejoras en sistema de dosificación y muestreo.
- Análisis performance turbina de vapor
- Estrategias de operación para evitar problemas operacionales (steaming, corrosión, ensuciamiento, choques térmicos)
Consultoría de Integridad y Performance
Evaluación de condición sistemas y equipos principales. Determinación de daño acumulado, vida remanente y probabilidad de fallo.
Definición e implementación de Estrategias de Mejora para la operación, disponibilidad y fiabilidad de equipos y sistemas principales (CS/HTF/TES/GV).
Consultoría de integridad y análisis causa-raíz de fallo en servicio de equipos y sistemas principales.
Consultoría Técnica (owner’s advisor) para la evaluación y resolución de disputas con proveedores en relación a garantías, rendimiento y/o fiabilidad de equipos y sistemas
solidTES – Almacenamiento Térmico
Tecnología de almacenamiento térmico basada en hormigón y áridos
I+D
Evaluation of the Dispatchability of a Parabolic Trough Collector System with Concrete Storage – EDITOR
Ingeniería Feed y conceptual
Integración con:
- procesos existentes (vapor, agua caliente, aceite térmico, aire, electricidad)
- fuentes energéticas existentes (calor residual, PV, vertidos térmicos o eléctricos)
Ingeniería Básica y de Detalle
Proyectos Llave en Mano
processCSP – Calor Industrial
Solución para aporte térmico a la industria basado en solar de concentración con tecnología cilindro parabólica o Fresnel y con almacenamiento térmico.
Ingeniería Feed, conceptual y evaluación de tecnologías
Integración con procesos existentes (vapor, agua caliente, aceite térmico, aire, sistemas de frio)
Ingeniería Básica y de Detalle
Proyectos Llave en Mano
Planta CSP Digital
Portfolio de digitalización e industria 4.0 enfocado a planta termosolar
Mejora de gestión de activos y O&M bajo paradigma 4.0, desde equipo o activo concreto, unidades o sistemas, hasta planta completa
Modelo 3D inteligente de planta:
- ESCANEO LASER 3D: Generación de nubes de puntos y modelos fotorrealistas de planta para gestión mejorada
- MAQUETA 3D INTELIGENTE: Generación de maqueta 3d incluyendo datos e información de activos y operación y mantenimiento
Gemelo digital: monitorización y análisis de activos críticos en tiempo real para toma de decisión y predicción:
- Mantenimiento basado en condición y predictivo
- ANALISIS-MONITORIZACIÓN de estado, integridad, vida y prevención de fallo equipos críticos
- GEMELO DIGITAL completo de equipos o sistemas con sensorización, monitorización, análisis inteligente, capacidad de simulación y experimentación, para mejora de rendimiento y eficacia del equipo o sistema.
InCycle
Metodología para el análisis y optimización de ciclos de vapor renovables.
- Análisis de la calidad del agua vs Normativa y estándares del sector
- Revisión del sistema de muestreo
- Revisión del sistema de dosificación
- Análisis del estado actual de equipos:
- Corrosión (pitting, FAC, bajo depósito, …)
- Fouling, performance, by-passes, etc).
- Daño acumulado por operación actual (fatiga, choques térmicos)
- Identificación de mejoras operacionales para evitar las desviaciones detectadas (aumento vida útil, mejora rendimiento)
- Análisis del rendimiento del ciclo
- Reducción de fugas (PSVs, drenajes, purgadores)
Plantas CSP en las que estamos presentes
Actualmente, 25 plantas CSP operativas en todo el mundo cuentan con CADE regularmente para evaluar, optimizar y mejorar los principales sistemas y equipos críticos de la planta.
Proyectos tipo ejecutados
Equipos Estáticos: Tren Generación de Vapor, Tren intercambiadores de Sales, Tanques de almacenamiento de sales
- Evaluación de cargas nominales y reales parciales vs. proyecto
- Análisis choques térmicos
- Evaluación a Fatiga
- Análisis de vibraciones
Equipos Dinámicos: Bombas Main, Bombas de agua de alimentación, Bombas sales fundidas.
- Análisis puntos de operación vs curvas de diseño(Q min, Q max, BEP)
- Análisis de vibraciones
- Análisis O&M Vs, operación
Principales Resultados Obtenidos:
- Evaluación del daño acumulado y determinación de vida remanente
- Identificación de límites operaciones (choques térmicos, rampas de calentamiento, caudales)
- Identificación de mejoras operacionales, mejoras de mantenimiento y mejoras mecánicas
- Optimización de consumo de bombas
- Identificación de pérdidas térmicas
- Estado del mantenimiento general de la planta o sistemas de la planta
Simulación térmica e hidráulica de los intercambiadores HTF/Sales
- Simulación de los intercambiadores de calor de acuerdo a documentación de fabricante
- Análisis de datos de operación según DCS
Principales Resultados Obtenidos
- Optimización de entrega de energía y curva de carga/descarga: Curvas de energía intercambiada en función de caudales de operación
- Influencia e identificación del ratio Q HTF / Q SALES Vs. Temperatura de tubos: Integración de seguridades en DCS para evitar alcanzar los límites establecidos por el fabricantes
- Límites operacionales debido a vibraciones
Simulación de eventos de fallo: Operación del sistema con el resto de intercambiadores
Principales Resultados Obtenidos:
- Curva de potencia en función del número de intercambiadores disponibles
- Diseño de sistema by-pass para operar en caso de fallo. Ingeniería básica y detalle.
Simulación térmica e hidráulica del tren de Generación de Vapor
- Simulación de los intercambiadores de calor de acuerdo a documentación de fabricante
- Análisis de datos de operación según DCS
Principales Resultados Obtenidos:
- Respuesta real de los equipos Vs. Proyecto
- Análisis de performance y perdidas de energía (calor)
- Identificación de fouling acelerado: bajo rendimiento, incremento de DeltaP
- Identificación de fenómenos de steaming y vaporización en Preheater: fouling, erosión.
- Identificación de riesgo mecánico debido a vibraciones
- Propuesta de mejoras operacionales
- Propuesta y definición de ENDs en caso de ser requerido: boroscopias, medición de espesores, análisis de muestras y residuos (durante operación, durante parada)
- Análisis del rendimiento del resto de equipos disponibles bajo la hipótesis de fallo de alguno de los equipos del tren
- Análisis del incremento de caudal potencial en el resto de equipos disponibles para compensación por reducción de producción del equipo que presenta fallo
- Diseño de sistema by-pass (ingeniería básica y de detalle)
Análisis causa raíz para determinar el origen de la aparición de grietas en los techos de los tanques de sales y definición de propuestas de mejora y solución del problema.
- Inspección de los tanques (inspección visual, medición de espesores, identificación de zonas con corrosión interna mediante metodología MRUT, control y medición de temperaturas en zonas calientes del tanque)
- Análisis de datos de operación según DCS
- Simulación térmico-estructural en condiciones de operación norma
- Evaluación frente a fatiga y choques térmicos
- Simulación del tanque durante el proceso de precalentamiento
- Evaluación de los asentamientos de la cimentación en el comportamiento estructural del tanque
- Evaluación de vibraciones en sistemas de tuberías
- Evaluación de la corrosión por efecto de contaminación de tanques con aire.
- Evaluación de Stress Corrosion Cracking (SCC).
- Análisis químico de las sales
Principales Resultados Obtenidos:
- Identificación de riesgo mecánico asociado a vibraciones en conexiones
- Identificación de riesgo mecánico en tubuladuras debido al efecto de los asentamientos
- Identificación de riesgo mecánico debido a al proceso de precalentamiento
- Identificación de riesgo mecánico debido a vibraciones
- Calidad del agua: revisión de condiciones de operación (DCS y analíticas de planta) Vs. Valores recomendados
- Efecto/Impacto de la calidad del agua sobre los equipos principales
- Intercambiadores: corrosión, deposiciones, pérdida de performance
- Turbina de vapor: Fouling (Na, Si, Óxidos metálicos) y pérdida de performance
- Análisis mechanical carryover en Generador de Vapor (fouling del SuperHeater y Turbina de Vapor)
- Revisión del sistema de dosificación.
- Revisión del sistema y procedimientos de muestreo.
- Análisis térmico de intercambiadores: identificación de by-pass, ensuciamiento, steaming.
- Análisis mecánico de intercambiadores de TGV (daño acumulado por operación, límites operacionales)
- Definición de procedimientos de puesta en marcha y parada para la reducción de steaming, corrosión y ensuciamiento en equipos.
- Definición de estrategias de operación para aumentar la vida útil del TGV.
- Herramienta de ingeniería para la monitorización de fouling de la Turbina de Vapor
- Cálculo fouling rate
- Determinación de tiempos hasta siguiente parada para mantenimiento y limpieza
- Identificación de puntos susceptibles de presentar acumulación de N2 y cálculo de N2 acumulado
- Evaluación de requerimientos de venteo en función de su influencia en equipos aguas abajo
- Diseño e ingeniería de sistema de venteo
Diseño térmico/hidráulico/mecánico
Selección de proveedores
Supervisión de documentos de ingeniería del fabricante
Revisión de diseño de fabricantes y recomendaciones
Inspecciones en taller
- Generador de Vapor (Tipo Kettle) (HTF/Vapor)(Sales/Vapor)
- Generador de Vapor (Tipo Circulación Forzada) (HTF/Vapor)(Sales/Vapor)
- Economizador (HTF/Vapor)(Sales/Vapor)
- Análisis de boroscopias
- Análisis de mediciones de espesores
- Análisis de muestras (análisis de elementos y compuestos)
Principales Resultados Obtenidos:
- Análisis de mecanismos de fallo (failure mechanism): steaming, vaporización, corrosión, choque térmico, congelación, pandeo, SCC, etc.
- Influencia sobre rendimiento térmico
- Influencia sobre vida remanente
- Propuesta para la monitorización y medidas de mejora
- Inspección visual
- Medición de espesores
- Identificación de zonas con corrosión generalizada y corrosión local mediante metodología MRUT
- Estudio señales DCS
- Análisis térmico-estructural frente a condiciones de operación normal y choques térmicos
- Análisis a fatiga
- Realización de metalografías y réplicas metalográficas
- Estudio de la lógica de funcionamiento del sistema de traceado.
- Análisis químico de las sales
- Análisis de corrosión. Análisis de muestras (análisis de elementos y compuestos)
Principales Resultados Obtenidos:
- Análisis de mecanismos y causas de fallo: sobrecalentamientos asociados al traceado, corrosión por efecto de degradación de las sales.
- Propuesta para la monitorización y medidas de mejora
- Definición de una lógica de control óptima
- Definición de un plan de mantenimiento predictivo.
Análisis causa raíz para determinar el origen de rotura de las ball joint. Definición de medidas correctoras y propuestas de mejora. Definición de plan de mantenimiento predictivo.
- Inspección en planta
- Evaluación de los históricos de fallo
- Definición patrón de fallo
- Análisis de datos de operación según DCS
- Simulación térmico-estructural del colector solar, del sistema de ball joint y de los tubos receptores
- Evaluación frente a fatiga y choques térmicos
- Análisis de detalle de las rótulas y simulación proceso de bloqueo de las mismas
Análisis causa raíz para determinar el origen de rotura de los tubos receptores
- Inspección en planta
- Evaluación de los históricos de fallo
- Definición patrón de fallo
- Análisis de datos de operación según DCS
- Simulación térmico-estructural del colector solar, tubos receptores y sistema ball joints
- Evaluación frente a fatiga y choques térmicos
- Evaluación pérdida de vacío en los tubos
- Evaluación efecto de la radiación
Análisis causa raíz para determinar el origen de la rotura de los patines y las deformaciones del cross over
- Inspección en planta
- Análisis térmico-estructural del colector solar y del sistema cross over
- Evaluación del mal funcionamiento de los patines y del sistema de ball joint
- Evaluación efecto de choques térmicos y análisis a fatiga
- Evaluación grandes deformaciones del sistema cross over
- Sistema de tuberías de drenaje de sistema HTF y sistemas de protección anticongelamiento para reducir el tiempo de paradas y mejorar los requisitos de seguridad del sistema (bombas HTF, equipos isla de potencia, calderas, etc)
- Diseño de sistema de drenaje de sales fundidas y sistema de separación de sales-HTF (en caso de fallo de intercambiadores)
- Sistema By-Pass del campo solar. Independización campo solar-bloque de potencia
- Sistema By-Pass Tren generación de vapor. Mejora de disponibilidad
- Sistema By-Pass Tren sales. Mejora de disponibilidad
- Sistema By-Pass LP Preheaters. Mejora de mantenimiento
- Definición de válvulas de control de calderas HTF (control de temperatura en superficie de tubos de caldera)
- Optimización de nivel de HTF en sistema de expansión para la eliminación de bolsas de N2
- Evaluación e implementación de modificaciones de planta para la realización de las pruebas de presión pertenecientes a inspección de nivel C
- Diseño de sistema de condensado y enfriamiento de HTF/N2 para disparos de PSVs: Diseño de tanque Quench