Rendimiento energético en la central de Ratcliffe-on-Soar

E.ON, una de las principales compañías de electricidad y gas del Reino Unido, ha instalado recientemente dos nuevos motores de gran potencia en la central eléctrica de Ratcliffe-on-Soar, cerca de Nottingham. Los dos motores han sido instalados en la planta de desulfatación de gases de combustión que contribuye a la reducción de emisiones de dióxido de azufre (SO₂) al tiempo que produce yeso de calidad comercial. La central de Ratcliffe-on-Soar se toma sus responsabilidades medioambientales seriamente, siendo su rendimiento una alta prioridad. Los criterios principales durante la selección de los motores fueron el rendimiento energético y las necesidades de mantenimiento.

Chris Bennett, ingeniero eléctrico en la central, declaró: “Siempre es una sorpresa para los visitantes a la planta descubrir que seamos tan conscientes del rendimiento, pero se sorprenden aún más de que tengamos que pagar por la energía que consumimos durante el proceso de generación, por lo que no consumimos más energía que la que necesitamos. Incluso más importante es minimizar el impacto de la central en el medio ambiente y asegurarse de la fiabilidad de las instalaciones. Las interrupciones del servicio tienen que evitarse todo lo posible, por lo que equipos críticos como estos motores han de ser fiables”.

El primer motor instalado es un motor Weg tipo M-Line MGF-1000 de 6 150 kW, 10 polos, 11 kV usado para el accionamiento del ventilador de impulsión de la planta de desulfatación de gases de combustión. El motor tiene una carcasa IEC de tamaño 1.000 con un par de salida de 100.000 Nm, siendo el mayor de los motores Weg actualmente instalados en esta central eléctrica. El ventilador se emplea para impulsar los gases de la combustión por la planta de desulfatación

El segundo motor instalado es también un MGF de la gama M-Line de motores de alta tensión de Weg, con carcasa IEC 400 de menor tamaño tipo MGF 400E de 750 kW, 4 polos y 3,3 kV. Este motor acciona la bomba de recirculación del absorbedor en una de las torres de desulfatación. Estas bombas se emplean para la impulsión de 8.000 toneladas por hora de lodo de caliza a las cabezas de las torres de 50 metros de altura para su pulverización en el flujo de los gases de combustión.

La central de Ratcliffe está reconocida como una de las centrales eléctricas de carbón de mayor rendimiento en el Reino Unido, y ello fue una importante consideración en la selección de los motores Weg, ambos de alto rendimiento, teniendo el mayor de ellos un rendimiento máximo del 96,4%. El menor de los motores tiene un rendimiento ligeramente menor, del 95,4%.

Los altos rendimientos han sido una constante demanda para los motores de baja tensión en años recientes, pero los motores de mayores potencias de otros fabricantes se han quedado a la zaga respecto al rendimiento. El constante desarrollo de Weg y su pleno compromiso en el empleo de materiales de calidad en sus motores de media y alta tensión han resultado en algunos de los mayores rendimientos en oferta para motores de alta potencia, todo ello en motores de serie.

La central de Ratcliffe tiene una capacidad generadora de 2 000 MW distribuida entre cuatro unidades de 500 MW, suficiente para satisfacer las necesidades de consumo de aproximadamente millón y medio de hogares. Ocupa una superficie aproximada de 3 km², y lleva generando electricidad más de cuarenta años.

La central de Ratcliffe se toma sus responsabilidades medioambientales con extrema seriedad, asegurándose de que su impacto en el área circundante sea el mínimo posible. Se ha plantado una gran cantidad de árboles y arbustos nativos y se dispone de un plan de acción para la biodiversidad con el fin de mejorar la calidad de la ecología en la zona. La planta de desulfurización de gases de combustión es el principal elemento de este impulso a la reducción de emisiones; entró en servicio en 1993 y permite reducciones drásticas de las emisiones de SO₂.

En el proceso de desulfatación se hace pasar el flujo de gases por un intercambiador de calor para enfriar los gases a una temperatura inferior a 90 °C. El gas pasa a continuación a la torre donde entra en contacto con el lodo de caliza. Esto genera una reacción química que absorbe el SO₂ y convierte la caliza en sulfito cálcico, el cual a su vez se procesa para producir yeso de calidad comercial. Además, durante este proceso se elimina también el 95% del cloruro de hidrógeno producido. Una vez eliminado el SO₂, se vuelve a calentar los gases para que asciendan por la chimenea.

Al desempeñar la planta de desulfatación una función crítica en la reducción de las emisiones de la central, es vital mantener los tiempos de parada al mínimo. Esto significa que todos los equipos de planta deban tener la mayor vida útil con las menores necesidades de mantenimiento. En este caso, era crítico que los motores fueran capaces de soportar las condiciones ambientales exteriores durante largos periodos trabajando en continuo bajo altas cargas.

Los motores Weg son una solución ideal por las prestaciones, fiabilidad y seguridad sobresalientes que ofrecen en las condiciones de trabajo más pesadas. Los motores tienen un diseño compacto y robusto con carcasa de fundición de hierro, acabado anticorrosión y componentes de montaje galvanizados. El devanado está aislado mediante el proceso VPI de impregnación al vacío que garantiza un aislamiento de alta calidad y protección de la bobina del estátor con la aplicación de una resina epoxi especial.

La temperatura de trabajo es crucial tanto para el rendimiento como para la longevidad de los motores eléctricos, por lo que los motores Weg emplean para la refrigeración una combinación de circuito interno, aletas externas y ventiladores de alto rendimiento con el fin de garantizar el incremento de temperatura óptimo en el motor. Todo ello, junto con rodamientos debidamente dimensionados de alta calidad, aseguran que los motores tengan una larga vida útil de servicio.

Para extender aún más su vida útil, los motores Weg se someten a un equilibrado dinámico a sus correspondientes velocidades de trabajo. En este caso, el equilibrado normal es en dos planos, pero Weg puede también realizar el equilibrado en tres planos bajo pedido. En ambos casos, el equilibrado está controlado por ordenador y resulta en un nivel de vibraciones muy reducido, lo cual extiende las vidas de los rodamientos y de los propios motores.

Gracias a su esmerado diseño, los motores Weg exigen muy poco mantenimiento para un funcionamiento eficaz; no obstante, como con todo tipo de motor, es importante mantenerlos adecuadamente lubricados. Para ello Weg emplea un sistema innovador de lubricación con grasa a presión que permite extraer la grasa usada y reponerla con grasa nueva con el motor en funcionamiento, reduciéndose así los tiempos de parada para mantenimiento.

Chris Bennett comenta: “Optamos por los motores Weg porque funcionan muy bien y teníamos plena confianza de que necesitarían sólo un mantenimiento reducido. Era importante instalar motores robustos, ya que iban a estar trabajando en continuo bajo altas cargas en condiciones que podían llegar a ser arduas. Además de los dos motores de alta potencia instalados para el ventilador y la bomba, tenemos varios otros motores Weg más pequeños en la central”.

La asistencia técnica está en manos de distribuidores británicos complementada por el departamento de asistencia técnica para equipos de baja y media tensión de Weg con base en sus oficinas centrales en la ciudad inglesa de Redditch. Este equipo tiene muchos años de experiencia en la selección, instalación y asistencia técnica para motores eléctricos de alta potencia en centrales eléctricas y aplicaciones similares a lo largo y ancho del país. Puede que el nivel de asistencia disponible para los productos Weg en el Reino Unido no sea usado durante la vida del motor, pero ofrece un alto nivel de seguridad a usuarios como la central de Ratcliffe.

Weg fabrica mundialmente un millón de motores al mes, más del 75% de éstos para aplicaciones industriales. La compañía está presente en todos los sectores del mercado, tanto doméstico como industrial de baja tensión, media tensión y alta tensión. También clave de este éxito es una gama que incluye más de 30.000 productos y un servicio de diseño y desarrollo que produce cuatro motores prototipo al día con el fin de satisfacer las exigencias de sus clientes en todo el mundo. Todos los motores están fabricados bajo el sistema de calidad ISO 9001. Los motores están certificados por entidades clasificadoras de reconocimiento internacional, como PTB en Alemania y CSA en Canadá.