Generación eléctrica autónoma en el desierto de Libia, gracias a los generadores síncronos de WEG

Wintershall, filial de BASF, ha pasado de una planta de energía diésel a una turbina de gas con un generador síncrono para suministrar electricidad a su planta de separación de gas/petróleo (Gas and Oil Separation Plant o "GOSP" en inglés) en el área de Nakhla, en el desierto de Libia. El generador síncrono, incluyendo su instrumentación correspondiente y armario de control, fue suministrado por WEG, empresa especializada en sistemas de accionamiento. El resultado es una planta de energía autónoma que utiliza el gas asociado de la GOSP, por lo que se reduce el impacto medioambiental y aumenta la disponibilidad funcional de la planta.

Wintershall, el mayor productor mundial de petróleo y gas de Alemania, ha participado activamente en la exploración y el procesamiento de petróleo en Libia desde 1958. Actualmente, la empresa opera en el desierto libio a 1.000 km al sur de la capital, Trípoli, con ocho yacimientos de petróleo terrestres en las concesiones C 96 y C 97. Wintershall también tiene una participación en la producción de la plataforma marítima de Al Jurf frente a la costa noroeste y cuenta con una licencia para otra área de exploración en la región su doriental del país. Wintershall, una de las empresas de extracción más importantes en el país norteafricano, produce hasta 90.000 barriles al día y 30 millones de barriles al año a plena capacidad. La empresa es también líder en tecnología en el sector local de exploración y producción (E&P). En lugar de la quema de gas asociado de la extracción de petróleo, que es una práctica común, Wintershall sigue una política de “no-quema” y procesa el gas ampliamente, lo que reduce significativamente las emisiones de CO2 en Libia.

Aprovechamiento de la energía disponible

La demanda energética de Wintershall aumentó en las plantas de Nakhla y Hamid tras la introducción de un proceso de inyección de agua. Antes de la modernización en la GOSP de Nakhla en 2009, la única manera de cubrir la demanda de diésel de la planta de Hamid, de aproximadamente 40.000 litros por semana, era por camión. Con miles de kilómetros recorridos cada año, el transporte en camiones era costoso e iba acompañado por el riesgo de accidentes. Debido a que el suministro dependía de los camiones, también había un riesgo latente de apagón si un camión no llegaba a tiempo, lo que resultaría en una costosa interrupción en la producción.

En lugar de mejorar la antigua y lejana planta de energía diésel de Hamid, Wintershall decidió centralizar la generación de electricidad en la GOSP de Nakhla, a tan solo 26 km de distancia, con el fin de utilizar el gas asociado disponible para la generación de electricidad. La solución fue una nueva turbina de gas de alto rendimiento con una potencia nominal de 7 MW equipada con un generador síncrono de WEG.

Debido a las duras condiciones ambientales −altas temperaturas y frecuentes tormentas de arena−, los equipos eléctricos tenían que cumplir unos requisitos estrictos. Por ejemplo, hay que prevenir la formación de depósitos de arena en el generador y retirar las partículas de arena fina de inmediato para evitar daños, ya que estas pueden penetrar incluso a través de las grietas más pequeñas. Además, debido a la ubicación remota de la planta, los repuestos no están disponibles de inmediato y hay que transportar todos los materiales de construcción a la planta (no se puede mezclar  cemento a partir de los materiales in situ porque la arena es demasiado salada).

Para enfrentar todos estos desafíos, Wintershall eligió los robustos y fiables generadores de WEG. Con una capacidad de 10,2 MVA, el generador síncrono de WEG funciona de forma autónoma y ya se ha utilizado durante más de 20.000 horas de servicio continuo. Al tratarse de un modelo personalizado, se tardó alrededor de un año en construirlo. Una de sus características especiales es la refrigeración por aire con un intercambiador de calor de aire-aire montado en la parte superior y ventiladores externos. El filtro de aire está diseñado para evitar la acumulación de arena, con la eliminación de las partículas directamente a través de ranuras. Además, el generador de cuatro polos −con grado de protección IP55− está diseñado para una tensión de 6.000 V a una frecuencia de 50 Hz y para temperaturas de hasta 55 °C y está pintado de blanco para minimizar la absorción de calor.

La construcción de un tendido aéreo de 30 kV que conecta Nakhla a la planta de energía diésel de Hamid se realizó con el fin de proporcionar redundancia en el suministro de energía. Ahora la GOSP se puede poner en funcionamiento desde la turbina de gas y el generador o desde la planta de energía diésel convencional en caso de emergencia. Los 14 MW de calor excedente de la turbina de gas ahora se utilizan para calentar el petróleo extraído hasta 70 °C en lugar de cinco calderas de agua caliente.

“Una alta fiabilidad de funcionamiento y disponibilidad fueron nuestras principales preocupaciones a la hora de elegir el generador”, explica Rainer Bleich, gestor de proyectos de Wintershall, y añade: “Esto se debe, en parte, a que la generación de electricidad es vital para el funcionamiento continuo de nuestra GOSP en Nakhla; cada día de inactividad nos puede costar millones de euros. Además, el plazo de entrega para ese tipo de generador puede ser de hasta 18 meses desde el diseño inicial hasta la puesta en marcha, y se necesita al menos dos o tres días para que los instaladores externos lleguen al lugar si se requieren reparaciones.”

Muchos beneficios a partir de un solo generador

Desde el cambio a la solución de la turbina de gas y al generador síncrono, Wintershall ha experimentado importantes beneficios. El más importante de ellos es la mejora de la seguridad operacional de la planta con una generación de electricidad fiable, autónoma y redundante. Además, el nuevo sistema de generación requiere mucho menos mantenimiento que la planta de energía diésel anterior. Por otra parte, el transporte por camiones diésel, propenso a accidentes y costoso, ahora solo es necesario en caso de emergencia. Como resultado, el consumo de combustible diésel se ha reducido significativamente, lo que conlleva un ahorro de costes y una reducción de las emisiones de CO2. El excedente de calor también se utiliza de modo eficiente para calentar el crudo.

“Este proyecto no es la única colaboración exitosa con Wintershall en Libia”, dice Andreas Schulte Mesum, director de Productos de Energía en WEG Alemania, y continúa: “Hay dos generadores síncronos con diseño similar que también se utilizan en la planta de Jakhira.” Uno de ellos también está integrado con una turbina de gas para la generación de electricidad, y el otro sirve como generador de reserva.

“Nuestros generadores son especialmente adecuados para situaciones de reemplazo gracias a nuestro alto grado de integración vertical, que nos permite adaptarnos de modo muy flexible a las necesidades de cada cliente. El generador de reemplazo en Jakhira, por ejemplo, tiene diferentes acoplamientos para los ejes y placas adaptadoras para la instalación, por lo que se puede utilizar un solo modelo de generador para reemplazar dos tipos diferentes de generador.”