|
CAPÍTULO I - 12
COGENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
TABLA DE CONTENIDO
1.1 ALCANCE...........................................................................................................................
2
1.2 REQUISITOS
GENERALES..................................................................................................
2
1.3 CÓDIGOS Y NORMAS DE DISEÑO.......................................................................................
4
1.4 CAPÍTULOS
RELACIONADOS..............................................................................................
4
1.5 REQUISITOS
DE DISEÑO....................................................................................................
4
1.6 CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO DEL SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DEL
BIOGÁS GENERADO 6
CAPÍTULO I - 12
Este
Capítulo cubre los criterios y requisitos mínimos de diseño que deberán usarse para la
selección, diseño, instalación y equipamiento del sistema de aprovechamiento del
biogás generado en la digestión anaerobia de lodos y, en su caso, en el sitio de
disposición final de biosólidos de la PTAR Atotonilco.
El
diseño del sistema que será realizado en primera instancia por el LICITANTE y,
posteriormente a la adjudicación, por el CONTRATISTA, deberá ejecutarse con apego a las
prácticas y principios de ingeniería reconocidos internacionalmente.
A.
El
contenido de esta especificación es enunciativo más no limitativo. El LICITANTE será
único y total responsable de la selección y el diseño del sistema de aprovechamiento
del biogás generado en la digestión anaerobia de lodos y, en su caso, en el sitio de
disposición final de biosólidos, mismo que debe incluir TECNOLOGÍA COMPLETAMENTE
PROBADA y que asegure cumplir con todos los ordenamientos legales aplicables en esta
materia.
B.
El
LICITANTE seleccionará el tipo de sistema de aprovechamiento del biogás generado en la
digestión anaerobia de lodos, que utilizará para cumplir los alcances solicitados en
este Capítulo y maximizar los beneficios técnicos y económicos de este recurso; en
apego a los criterios de diseño que aquí se especifican. El LICITANTE acepta la
responsabilidad total con respecto a los requisitos de eficiencias de generación de
energía, de transferencia y recuperación de calor de las instalaciones por él
propuestas, así como del período de operación y mantenimiento posterior a la puesta en
marcha de la PTAR.
C.
El
LICITANTE podrá proponer en base a su propia experiencia, tecnologías y procesos con
criterios de diseño diferentes, o que no figuran, en la REFERENCIA TÉCNICA DE PROCESO.
Para tal efecto, el LICITANTE acreditará su funcionamiento como TECNOLOGÍA COMPLETAMENTE
PROBADA, entregando con su PROPUESTA TÉCNICA, carta membretada y firmada de satisfacción
por la entidad, agencia pública o autoridad local que recibe el servicio de tratamiento
de las aguas, o por una entidad reguladora pública que verificó el cumplimiento
contractual de las obras y/o servicios contratados,
precisando el nombre, cargo, e información de contacto de quien firma, que deberá
confirmar:
·
Características de la planta y/o tecnología
referida: caudal y cargas promedio y máximo de diseño, operaciones y procesos de
tratamiento; calidad del AGUA CRUDA y del AGUA TRATADA en términos de DBO5 y
SST.
·
Referencia del contrato de construcción y/o
operación indicando la empresa contratada y la fecha de inicio de operación de la planta
de tratamiento y/o tecnología referida.
·
Que la planta de tratamiento y/o tecnología
referida está operando satisfactoriamente, bajo las condiciones de diseño.
La
carta en cuestión no podrá ser emitida por empresa o sociedad que sea filial del
LICITANTE o con alguna vinculación con la casa matriz del LICITANTE, o de alguno de sus
asociados, en su caso.
D.
El
LICITANTE incluirá en su propuesta el diseño de la ingeniería básica del sistema de
aprovechamiento del biogás generado en la digestión anaerobia de lodos, con capacidad
para el manejo, almacenamiento y aprovechamiento del biogás generado en la digestión
anaerobia de los lodos, resultantes del tratamiento de los caudales y cargas de aguas
residuales indicados en el Apéndice 2, Capítulo I - 5; posteriormente, ya como
CONTRATISTA, elaborará el proyecto ejecutivo y la construcción y equipamiento del
sistema.
E.
El
LICITANTE incluirá en su propuesta de diseño, dentro del documento No. 9 del Apéndice
4, un apartado en el que analice y garantice la confiabilidad y flexibilidad operativa del
sistema de aprovechamiento del biogás para el funcionamiento de la PTAR.
F.
En
el diseño del proceso el LICITANTE deberá especificar que todos los materiales y equipos
que sean propuestos, serán nuevos y con fabricación de patente. Los equipos y materiales
que no sean especificados en el diseño, pero que serán necesarios para el funcionamiento
completo del proceso, deberá especificarse que serán suministrados de acuerdo al nivel
de calidad exigido en las especificaciones de los demás materiales y equipos incluidos en
el diseño.
G.
El
CONTRATISTA será responsable de tramitar ante la Comisión Reguladora de Energía (CRE),
a nombre de la CONAGUA, el permiso de cogeneración de energía eléctrica.
H.
La
energía eléctrica generada se utilizará exclusivamente en las instalaciones y equipos
electromecánicos de la PTAR Atotonilco.
I.
El
LICITANTE no podrá incorporar en su PROPUESTA ECONÓMICA ningún ahorro adicional o
beneficio económico por la eventual comercialización de biogás o de energía eléctrica
cogenerada, en caso de existir éstos.
A. A excepción de que se
indique lo contrario, todos los criterios de diseño, materiales, mano de obra y equipos
que el LICITANTE proponga utilizar en el diseño del proceso, deben cumplir con las Leyes
y Reglamentos aplicables del Gobierno de MÉXICO y congruentes con los requisitos que
establecen las normas, códigos, manuales y bibliografía de diseño establecidos.
B.
En
los casos en que exista controversia, contraposición y/o conflicto entre las leyes,
normas, reglamentos, códigos, manuales y bibliografía de diseño; prevalecerá la más
estricta.
I
- 2 Criterios de Diseño, Códigos, Normas y Abreviaciones
I
- 3 Criterios de Diseño Civil e Hidráulico
I
- 5 Criterios de Diseño del Proceso Tren de Tratamiento de Agua
I
- 6 Criterios de Diseño Estructural
I
- 7 Criterios de Diseño Arquitectónico y Mecánico de Edificios
I
- 8 Criterios de Diseño Mecánico, Tuberías y Válvulas
I
- 9 Criterios de Diseño Eléctrico
I
- 10 Criterios de Diseño de Control
I
- 11 Criterios de Uso, Manejo y Disposición de los Residuos Sólidos del Tratamiento
I
-13 Requerimientos Ambientales
A.
El
sistema de aprovechamiento del biogás, generado en la digestión anaerobia de lodos,
constará de los equipos e instalaciones requeridas para la obtención de energía
calorífica, energía eléctrica y/o fuerza motriz requerida para el funcionamiento de las
instalaciones de la PTAR.
B.
El
diseño del sistema de aprovechamiento del biogás generado minimizará los excedentes de
biogás que, en su caso, deberán ser quemados en condiciones seguras para los
trabajadores e instalaciones de la PTAR y de la población asentada en los alrededores.
C.
El
sistema de cogeneración de energía eléctrica lo diseñará el LICITANTE para maximizar la recuperación de calor de las unidades
generadoras. El equipo de recuperación de calor estará construido con materiales
resistentes a la corrosión por sulfuro de hidrógeno (H2S). El calor
recuperado se aprovechará para calentar el digestor anaerobio y/o el lodo de
alimentación al digestor, con el objetivo de minimizar o eliminar el uso del biogás para
combustión en calderas destinadas exclusivamente para el calentamiento del proceso de
digestión.
D.
En
el diseño del sistema de aprovechamiento del biogás generado, el LICITANTE se apegará a
lo establecido por la Norma Oficial Mexicana NOM-043-SEMARNAT-1993, que establece los
niveles máximos permisibles de emisión a la atmosfera de partículas sólidas
provenientes de fuentes fijas.
E.
En
el diseño del sistema de aprovechamiento del biogás generado, el LICITANTE se apegará a
la establecido por la Norma Oficial Mexicana NOM-085-SEMARNAT-1994, Contaminación
Atmosférica - Fuentes Fijas.- para fuentes fijas que utilizan combustibles fósiles
sólidos, líquidos o gaseosos o cualquiera de sus combinaciones, que establece los
niveles máximos permisibles de emisión a la atmosfera de humos, partículas suspendidas
totales, bióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno y los requisitos y condiciones para
la operación de los equipos de calentamiento indirecto por combustión, así como los
niveles máximos permisibles de emisión de bióxido de azufre en los equipos de
calentamiento directo por combustión; y en apego a lo dispuesto por la normatividad
vigente aplicable.
F.
El
LICITANTE indicará en su propuesta las instalaciones para producir energía eléctrica a
partir del biogás producido en la digestión anaerobia de lodos. La energía producida se
utilizará internamente en la PTAR para reducir el consumo de energía eléctrica
suministrada por LFC.
G.
El
LICITANTE efectuará el diseño del sistema de generación maximizando los beneficios
económicos derivados de generar energía eléctrica en las horas en que aplican los
cargos de energía de punta y energía intermedia.
H.
El
LICITANTE incluirá en la Memoria Descriptiva y Memoria de Prediseño y Cálculo, del
documento No. 9 del Apéndice 4, la información y los cálculos que respalden la
estimación de la generación de energía eléctrica con el biogás y los ahorros
económicos derivados de la implementación de este esquema en la operación de la PTAR.
I.
Los
criterios de diseño que se indican en el numeral 1.6, de ninguna manera podrán ser
considerados como recomendados o avalados por CONAGUA, su objetivo es que el LICITANTE
elabore su PROPOSICIÓN en apego a buenas prácticas de diseño normalmente aplicadas.
J.
Los
límites establecidos aplican sólo para procesos y tecnologías de tipo convencional, por
lo que el LICITANTE podrá proponer y utilizar valores que excedan los límites
establecidos en el numeral 1.6, apegándose a lo requerido en los numerales A y C del numeral 1.2 REQUISITOS
GENERALES
del
presente Capítulo.
A.
El
LICITANTE asignará factores de generación de biogás específicos por kilogramo
destruido de SSV de los lodos primarios, en su caso, y por kilogramo de SSV de lodos
secundarios. La generación de biogás, a partir de las grasas y aceites removidos en la
PTAR y empleados para alimentación al proceso de digestión anaeróbica, no será
considerada dentro del beneficio económico del sistema de COGENERACIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA en la PROPUESTA ECONÓMICA.
B.
El
LICITANTE precisará la concentración de metano (expresada como porcentaje) que asigna al
biogás generado en el proceso de digestión anaerobia mesofílica y el poder calorífico
neto (Lower Heating Value, LHV, en inglés) del biogás. No serán aceptables valores por
arriba de 65 % y 22,400 kJ/m3.
C.
El
LICITANTE especificará y justificará el factor de generación de biogás en los lodos
digeridos, en caso de que opte por aprovechar el biogás generado en el monorelleno de
disposición final de biosólidos en los terrenos de la PTAR, así como la concentración
de metano y el poder calorífico neto del mismo. La eventual generación de biogás del
monorelleno no será considerada dentro del beneficio económico del sistema de
COGENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA en la PROPUESTA ECONÓMICA.
D.
No
se aceptará que el biogás no aprovechado en el sistema de cogeneración, que sea quemado
en antorchas, represente más del 5% del volumen anual generado. El LICITANTE incluirá en
su propuesta la instalación de un dispositivo de medición de flujo en dicha(s) líneas.
E.
Para
el caso de quedar fuera de operación alguna(s) unidades del sistema de generación de
energía, se incluirá en el diseño un criterio conservador para alcanzar la capacidad
media de generación establecida y minimizar la quema del biogás. Todos los elementos del
sistema serán diseñados como unidades
múltiples, capaces de funcionar adecuadamente con la unidad y equipo más grande fuera de
servicio. Deben incluirse previsiones para poder aislar cada unidad para su mantenimiento
y reparación.
F.
La
capacidad de almacenamiento temporal del biogás se establecerá en función de la que
resulte necesaria para regular la alimentación al sistema de generación de energía;
debiendo tener capacidad, al menos, para 3 (tres) horas de producción diaria en el
período de mayor generación de biogás.
G.
En
cada sistema de almacenamiento temporal de biogás el LICITANTE incluirá válvulas de
cierre automático accionadas por sismo.
H.
El
LICITANTE incluirá en el diseño del sistema una etapa formal de tratamiento y
acondicionamiento del biogás alimentado a las unidades de generación de energía, la
cual constará, de manera enunciativa: remoción de sulfuro de hidrógeno (H2S),
remoción de siloxanos, sistema de limpieza y remoción de partículas, remoción de
humedad, compresión del biogás, de requerirlo el diseño.
I.
El
LICITANTE indicará en su PROPUESTA TÉCNICA el consumo y costo de los productos
químicos, así como los de reposición y disposición de medios filtrantes y de secado
para la limpieza y acondicionamiento del biogás.
J.
Para
el cálculo de las pérdidas de calor en las estructuras de los digestores anaerobios el
LICITANTE utilizará como referencia las temperaturas ambientales imperantes en la zona
del proyecto, efectuando la estimación de manera mensual. En el Cuadro 1
se presentan las temperaturas promedio normales de la estación climatológica Clave
00013084 “Presa Requena”, situada en: Latitud: 19°57'00" N., Longitud:
099°19'00" W. Altitud: 2,109 msnm.
Cuadro 1 Temperaturas promedio mensuales, oC
Temperatura
|
E
|
F
|
M
|
A
|
M
|
J
|
J
|
A
|
S
|
O
|
N
|
D
|
Máxima
|
22.1
|
23.1
|
24.6
|
25.6
|
25.6
|
24.7
|
23.9
|
24.0
|
23.3
|
22.7
|
22.4
|
22.1
|
Media
|
13.4
|
14.3
|
15.8
|
16.9
|
17.3
|
17.0
|
16.6
|
16.7
|
16.3
|
15.5
|
14.6
|
13.7
|
Mínima
|
4.7
|
5.6
|
7.0
|
8.2
|
8.9
|
9.3
|
9.2
|
9.5
|
9.3
|
8.2
|
6.8
|
5.3
|
K.
El
LICITANTE precisará y justificará las eficiencias de conversión y transferencia de
calor en el sistema de calentamiento de lodo de los digestores y del lodo de alimentación
a los mismos, indicando las eficiencias en calderas y unidades de transferencia, así como
las pérdidas en tuberías y piezas del sistema.
L.
El
LICITANTE precisará y justificará las eficiencias de conversión de energía eléctrica
que asigne a las unidades de generación de energía.
M.
La
capacidad unitaria de las unidades de generación de energía no podrá ser menor a 1,000
(mil) kilowatts.
N.
El
LICITANTE incluirá en el diseño de las unidades de generación de energía, de así
requerirlo éstas, la incorporación de tecnología para hacer más eficiente la
combustión del biogás y reducir la formación y emisión de oxido nitroso (NOx).
Entre estas tecnologías se encuentra la denominada “mezcla pobre” (Lean Burn,
en inglés), así como la cámara de pre – combustión.
O.
El
LICITANTE indicará la vida útil asignada a las unidades de generación de energía
eléctrica, así como las consideraciones utilizadas para su reposición y/o mantenimiento
mayor, éstas deberán estar reflejadas en su PROPUESTA ECONÓMICA.
P.
El
LICITANTE indicará los requerimientos de servicio de mantenimiento menor y mayor de las
unidades de generación de energía eléctrica, precisando la frecuencia y la duración
del servicio.
Q.
El
LICITANTE elaborará el cálculo detallado de la energía eléctrica producida por el
sistema de COGENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA, para tal efecto utilizará el Formato que
se incluye en el documento No. 9 del Apéndice 4.
FIN
DEL CAPÍTULO |