CENTRALES DE GENERACION

CENTRALES DE GENERACIONSPTIMO ELECTROMECNICACENTRALES TRMICAS

SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

CENTRAL TRMICA DE VAPOR

CENTRAL TRMICA NUCLEAR

CENTRAL TRMICA A DIESEL

CENTRAL TRMICA A GAS

RECALENTADORSOBRECALENTADORVALVULAS DE SEGURIDADDREN Y VENTOATEMPERADORCALDERA C / T VAPORCALDERASe denomina caldera al recipiente en que se calienta el agua para convertirla en vapor. Por extensin, se conoce tambin con este nombre, no solamente dicho recipiente, sino tambin los elementos anejos tales como el hogar donde se quema el combustible que produce el calor necesario, los conductos de humos de combustin, los calentadores de aire de combustin, los economizadores de agua de alimentacin, los recalentadores de vapor, etc Es decir que, se denomina caldera a todo sistema a presin en el que el agua se transforma en vapor, como producto final, por cesin de calor de una fuente a temperatura superior

DISEO DE UNA CALDERA

Las caractersticas del combustibleLa proteccin del medio ambienteEl rendimiento trmicoLas caractersticas funcionalesLos costes de explotacin (produccin-control-mantenimiento)Los requisitos legales y las condiciones climatolgicas y geogrficas locales, etcCalderas Acuotubulares

Tipo de calderaEn estas calderas el movimiento del agua est producido por la conveccin natural o por el desplazamiento del vapor producido a travs de la masa del lquido. Este vapor se desprende a travs del plano del agua y lleva consigo una fuerte proporcin de humedad (es decir, que se trata de vapor saturado hmedo), si la superficie del plano de agua es reducida y si la distancia vertical entre el plano de agua y la toma de vapores pequea.TORRES DE ENFRIAMIENTOLas torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporizacin parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y fro que circula por el mismo aparato.

TIPOS DE TORRES DE ENFRIAMIENTOLas torres de enfriamiento se clasifican segn la forma de suministro de aire en:Torres de circulacin naturalAtmosfricasTiro naturalTorres de tiro mecnicoTiro inducidoTiro ForzadoOtros tipos: Torres de flujo cruzado

COMPONENTES:

Equipo mecnico1. Ventiladores2. Motores

Sistema de distribucin del agua:1. Las torres a contracorriente dispersan el flujo a travs de un sistema de distribucin de spray a baja presin, desde un sistema de tuberas distribuido a lo largo de toda la torre2. Los diseos de flujo cruzado tienen un sistema de distribucin del agua caliente por gravedad a travs del empaque.COMPONENTES DE LAS TORRES DEENFRIAMIENTO

CABEZAL DE ENTRADA AL ECONOMIZADORRECALENTADORCABEZAL DE SALIDA DEL SOBRECALENTADOR DE BAJA TEMPERATURA ( SH2 )CABEZAL DE SALIDA AL ECONOMIZADORSOBRECALENTADOR DE ALTA TEMPERATURACABEZAL DE SALIDA DEL SOBRECALENTADOR DE ALTA TEMPERATURA ( SH4 )SOBRECALENTADOR DE BAJA TEMPERATURASOBRECALENTADOR DE INTERMEDIA TEMPERATURACABEZAL DE ENTRADA AL SOBRECALENTADOR DE BAJA TEMPERATURA ( SH1 )ATEMPERADOR DEL SOBRECALENTADORCABEZAL DE SALIDA DEL RECALENTADOR ( RH2 )CABEZAL DE ENTRADA AL RECALENTADOR ( RH1 )CABEZAL DE ENTRADA AL SOBRECALENTADOR DE TEMPERATURA INTERMEDIA ( SH3 )ECONOMIZADORCALDERA: PARTE INTERNA

Quemadores HogarPantalla de tubos a gas Haz tubo vaporizadoresRecalentadoresDomo Haz de tubos vaporizadoresConducto de humosEconomizador Cmara de aguaCalentador de aireRejilla

Nivel del domoSISTEMAS DE CONTROLObservacin visual de los fuegosPresin del vapor y agua de alimentacin

Flujo de agua de alimentacin

Control de temperatura caldera externaFlujo de vapor

CENTRALES TRMICAS PROTECCIONESDOMO INFERIOR

DOMO INFERIOR

DEFINICIONPermanentemente se encuentra lleno de agua.

DOMO INFERIORDEFECTOS MAS COMUNES

Corrosin Interior y Exterior en los domos

Daos en los agujeros de la malla

Cambio de las dimensiones de los orificios

Defecto detectado por RX y la reparacin posterior del mismoEconomizador QUE ES UN ECONOMIZADOR?

ES UN INTERCAMBIADOR DE CALOR.

SE COLOCA EN LA CHIMENEA DE LA CALDERA .

TRANSFIERE EL CALOR CONTENIDO EN LOS GASES DE COMBUSTION AL AGUA DE ALIMENTACION A LA CALDERA.

26

27El economizador es un equipo auxiliar de la caldera, su objetivo es que el equipo eleve su eficiencia, est compuesta de una seccin absorbente de calor de tubos de agua que precalienta el agua de alimentacin para la caldera o generador de vapor, absorbiendo calor de la salida de gases al exteriorVentajas:

1.- Se incrementa la eficiencia trmica de la caldera produciendo un ahorro de combustible por kg. De vapor generado.

2.- Se reduce la emisin de gases calientes a la atmosfera.

3.- Se alimenta agua caliente a la caldera reduciendo el choque trmico.

28Quemadores

Generan el calorpara la caldera, a travsde la combustin de gas u otro combustible como diesel. Equipos de alta sofisticacinPONE EN CONTACTO EL COMBUSTIBLE Y EL COMBURENTE EN CANTIDADES Y CONDICIONES ADECUADASPARA COMBUSTIBLES LQUIDOS : valvulera, filtros, elementos de control y de seguridadDe pulverizacin mecnica o por presin, colocan el lquido en rotacin de formando un cono de gotas que se mezcla con el aire Necesitan presiones entre 16 y 20 bar, que ha de ser suministrada por la bomba del combustible Los combustibles pesados, como el fuel, precisanprecalentarse por su elevada viscosidad

De pulverizacin asistida, o inyeccin de fluido auxiliar, slo para combustibles pesados, junto con ellos se inyecta un fluido auxiliar formando una mezcla que se pulveriza fcilmente

Rotativos, de pulverizacin centrfuga, una copa que gira a gran velocidad, distribuye el combustible y lo lanza perimetralmente hacia delante en forma de tronco de conoAl tener elementos mviles, requieren un mantenimiento ms cuidadoso, pero es menos propenso al ensuciarse.

Para combustibles gaseosos (I): son ms sencillos, ya que la mezcla con el aire se consigue fcilmente. La valvulera, filtros, elementos de control y seguridadQuemador atmosfrico: la presin del gas provoca la aspiracin del aire(primario) para la combustin (40 al 60%),el resto se completa en el quemador.La regulacin de potencia se controla con la seccin de paso del combustible.

Quemador de premezcla: el aire, incluido el exceso, se mezcla con el gas antes del quemador, no existiendo aire secundario

Quemadores mixtos: simultneamente o por separado ms de un combustibleSe utilizan en grandes calderas para dar seguridad de servicio

Perspectiva de una planta de generacin de energa que quema carbnEntodaaplicacindevapor,elgeneradorconstituyeelcomponentemsimportantedelsistema,estandointegrado porotrossubsistemasycomponentes,se indicanlossubsistemasprincipales de una planta de generacin de energa que quema carbn, que comprenden:La recepcin y preparacin del combustibleEl generador de vapor El equipo de combustinLa proteccin medioambientalEl grupo turbina-alternadorEl equipo de eliminacin de calor residual, incluyendo la torre de refrigeracin

Esquema de una instalacin de generacin de energa que quema carbn38

Control del quemador

Sopladores de holln

Pulverizador de cmara de turbulencia

Esquema de instalacin con quemadores de retorno

Localizacin de un Quemador Tipo Bunker(Fuel Oil No.6)

Partes de un Quemador Tipo Bunker-Fuel Oil No.6

Partes de un Quemador Bunker (Fuel Oil No.6)

ESQUEMATICO DE CIRCULACION DEL FUEL OIL No.6(Bunker)

Esquema de circulacin del bunkerSISTEMAS SOPLADORES DE HOLLINAun cuando la escorificacin y la incrustacin de las calderas que queman carbn mineral y combustoleo puedan minimizarse mediante el diseo y la operacin apropiados, debe suministrarse equipo auxiliar para limpiar las paredes del hogar y eliminar los depsitos de las superficies de conveccin, para mantener lacapacidad y la eficiencia. Chorros de vapor de agua y de aire lanzados por las toberas de los aventadores de holln desalojan la ceniza seca o sintetizada y la escoria, las que entonces caen en tolvas o se van junto con los productos gaseosos de la combustin al equipo de eliminacin.Los tipos aventadores de holln varan en relacin con su ubicacin en la unidad de la caldera, la severidad dela ceniza o las condiciones de la escoria, y la disposicin de las superficies que absorben calor.

Vlvulas de seguridad: La misin de las vlvulas de seguridad es evitar que la presin de la caldera sobrepase el valor normal de trabajo para la cual se ha proyectado y construido, es decir, que protege a la caldera de presiones excesivasVlvula de cierre:Son vlvulas que permiten el pasaje del agua a la caldera, e impiden el retroceso de la misma. Estas vlvulas son accionadas a mano.

NIVELES DE AGUA

PURGADORES

Vlvula de purgaEl purgador es una parte esencial de cualquier sistema de vapor. Es el enlace importante entre el usuario del vapor y el retorno de condensado, que retiene el vapor pero elimina el condensado, as como el aire y otros gases incondensablesINTERRUPTORES DE BAJO NIVEL

Estos interruptores permiten abrir una compuerta para que el recipiente se rellene cuando el nivel es demasiado bajo. Por el contrario, cuando el nivel sea muy elevado, el interruptor pondr en marcha una bomba que har que el nivel descienda.GRIFO DE PRUEBA

Estos consisten en tres llaves comunicadas a la caldera y colocadas a diferentes alturas. Por la llave A slo debe salir vapor . Al abrir la llave B, que corresponde al nivel normal de agua, debe salir una mezcla de agua y vapor. Al abrir la llave C, siempre debe salir agua.

PRESSTATOS

Si la presin llega a la que a sido ajustada en el presostato, la caldera se para provocando una seal de alarmaMANMETROEl manmetro, montado sobre las calderas ndica la presin efectiva que el vapor ejerce sobr cada centmetro cuadrado, es decir, la presin total o absoluta, disminuida de la presin de la atmosfera. Le constituye un tubo hueco curvado y elstico, deformndose ms o menos bajo la presin que se ejerce en su interior.

El extremo movible de este tubo acta sobre una aguja que se mueve lo largo de un cuadrante graduadoTERMMETROS

Se lo puede utiliza para medir la eficiencia de la combustin, midiendo la temperatura de los gases de chimenea introduciendo la aguja dentro del orificio de la chimenea, as como tambin, pueden ser utilizados para monitorear los sistemas de enfriamiento y puntos calientes del sistema elctricoATEMPERADORES

Agua de atemperacin de la descargaSH1 Cabezal de entrada al sobrecalentador de baja temperatura.

SH2 Cabezal de salida del sobrecalentador de baja temperatura.

SH3 Cabezal de entrada al sobrecalentador de temperatura intermedia.

SH4 Cabezal de salida del sobrecalentador de alta temperaturaATEMPERADORESLos atemperadores o desrecalentadores de vapor se usan parareducir la temperatura de una lnea de vaporinyectando agua. Son equipos muy habituales en instalaciones de vapor para ajustar los balances de vapor. La regulacin se hace con una vlvula de control en la lnea de agua utilizando la seal de la temperatura en la descarga.

ATEMPERADORCENTRALES TRMICASSISTEMA DE AIRE

Ventilador de tiro forzado (V.T.F.)CENTRALES ELECTRICAS

Ventilador de tiro forzado (V.T.F.).Estos ventiladores son del tipo axial, consumen menor potencia que los ventiladores centrfugos de velocidad constante.

El ventilador axial controla el flujo de aire variando el ngulo del alabe, debido a esto, el ventilador no requiere aspas de control en la succin. CENTRALES ELECTRICAS

Controla el movimiento de los alaves y puede ser manual o automticamenteconstituida por 4 bombas, 4 ventiladores y un tanque de aceite que se utiliza tanto para el control como para la lubricacin. SISTEMA DE CONTROL DE ALABES DE TIRO FORZADOSuministra presin de aceite que movern los alaves de los impulsores. Siendo una de estas de operacin normal y la otra de reservaSISTEMA DE LUBRICACIN VTF

Un ventilador se usa para enfriar el aceite de regulacin a travs de un radiador, quedando el otro ventilador de reserva. CALENTADOR AIRE / VAPOR

Precalentador de aire regenarativo lguctrom de eje horizontal

Elemento de calentamiento del precalentador regenerativo

Precalentador de aire regenerativo

CONDUCTORES DEL PRECALENTADOR

Velocidad = 4 rpm T mayor = 150CCIRCUITO DE LUBRICACIN DE LA CHUMACERA DEL PRECALENTADOR

VENTILADOR REFORZADORES DE AIRE

VENTILADOR REFORZADORES DE AIREVentilador reforzador de presin para aire de sellos Ventilador reforzador para aire a pilotos Ventilador reforzador para detectores de flama

SOBRECALENTADORESEs un elemento que por medio de intercambio calrico, se eleva la temperatura del vapor saturado procedente de la caldera.CALDERINSOBRECALENTADORTURBINAVAPOR SATURADOVAPOR SATURADO A > TEMPERATURATipos de SobrecalentadoresRADIANTECONVECCIONReciben el calor por medio de la radiacin directa de la llamaEl calor esta alrededor de los tubosATEMPERADORESReducen las temperaturas de vaporIntroduciendo agua de enfriamiento directamente encontacto con el vapor calienteLa velocidad del vapor 6,1 a 9,1 metros porsegundo

Un sensor de temperatura (TE) mide los cambios detemperatura y transmite una seal a un controladorindicador de temperatura (TC)

Cuando el ventilador de tiro forzado impulsa aire que ha sido calentado previamente por el C.A.R (calentador de aire regenerativo), entonces esimpulsado hasta el hogar y alimenta a los quemadores. Aqu ayuda a incrementar la temperatura y optimiza la combustin.Los gases de la combustin pasan en forma ascendente por los bancos delsobrecalentador secundario, recalentador y la parte final del sobrecalentadorprimario.Luego en el otro sentido descendentemente atraviesan la otra parte del sobrecalentador primario y el economizador y salen en la direccin al calentador de aire.QUEMADORES

CONTROL DEL QUEMADORVlvula termostaticaVlvula solenoides

COMPUERTAS DE QUEMADOR Y DE AIRE AUXILIAR

QUEMADOR DE GASQUEMADOR DE ACEITE COMBUSTIBLE

EL CONDENSADOR EN UNA CENTRAL TRMICAEQUIPOS DE MEDIDA.EQUIPOS DE CONTROL.EQUIPOS DE PROTECCIN.

EQUIPOS DE MEDIDA MECNICOSManmetros de presin.Termmetros de vidrio.Caudalmetro.

Termocupla. Termistor.

CONDENSADOR

EQUIPOS DE PROTECCIN MECNICOSVALVULA AISLANTE.ESCAPE DEL AGUA REFRIGERANTE.ESCAPE A LA ATMOSFERA.DRENAJE AL EXTERIOR.EQUIPOS DE MEDIDA ELECTRICOSSENSORES DE TEMPERATURA.SENSORES DE PRESIN.

VOLTIMETRO.AMPERIMETRO.

SE APLICAN EL VOLTMETRO AMPERMETRO TANTO PARA LABOMBA 1 Y BOMBA 2

EQUIPOS DE CONTROL ELCTRICOS

UN VARIADOR DE FRECUENCIA PARA LAS BOMBAS.EL PLC PARA RECIBIR SEALES DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SENSORES Y CONTROLAR LA PRESON Y TEMPERATURA QUE ESTA TRABAJANDO EL CONDENSADOR.

TUBOS DEL CONDENSADOR

EL CONDENSADOR DEBE SER FABRICADO DE DOBLE CUERPO, CON TUBOS DE TITANIO Y PLACAS TUBULARES SOPORTE DE ACERO AL CARBONO PLAQUEADAS CON TITANIO.

El condensador debe tener soportes de muelle que permitan cierto movimiento para compensar cierto dilatamiento y contraccin del mismo

Tuberas de vapor

PP

88v

VENAS DE CALENTAMIENTO

Existen trampas de vapor89

PROTECCION CONTRA INCENDIOSA AlmacenamientoD1 caeras de distribucin descarga inmediataD2 caeras de distribucin descarga extendidaC panel de controlT tobera de descargaProtecciones auxiliares90SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y TRASIEGO DE COMBUSTLEO

Dique externo de Proteccin927 lt/minA 54C350 KpaExtraen el agua acumuladaMedidor de sondaESQUEMA DE LA INSTALACIN DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE

9963CALENTADOR DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO

El control de la temperatura. Es lograda mediante un controlador y una vlvula neumtica.

Existen trampas de vaporSISTEMA DE CALENTAMIENTO Y BOMBEO DE COMBUSTOLEO A QUEMADORESTanque de daBombas de alta presinCalentadores de combustleo de alta presin.

Vlvula de controlInterruptores de controlFlujo de 55 Ton/hr2.4Mpa a la descargaSistema de control de temp. Que regula la cantidad de vapor que entra al calentador mediante una vlvula automtica, con el propsito de controlar la temp. Del combustleo a la salida del mismo, en 127CVlvula neumtica de control de 2. 2 Mpa96TANQUE DE DIA

CALENTADOR DE ALTA PRESIONCalientan el combustleo, para lograr la temperatura. Adecuada para la combustin

1. Deposito de almacenamiento de combustible. 2. Dique de tierra. 3. Ventilacin. 4. Calefaccin local por vapor. 5. Tubera de combustible a presin desde el punto de descarga al deposito de almacenamiento. 6. Tubera de presin desde el deposito de almacenamiento a la sala de calderas. 7. Ramal de ferrocarril para la descarga de combustible. 8. Boca de llenado de combustible. 9. Bomba de trasiego de combustible. 10. Filtro de combustible. 11. Deposito auxiliar de combustible. 12. Ventilacin. 13. Tubera auxiliar de vapor a presin. 14. Bypass. 15. Bomba de los quemadores de combustible. 16. Calentador de combustible por vapor. 17.Contador. 18. Quemadores de combustible. 19. Calefaccin de los quemadores con vapor. 20. Caldera.TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE LIQUIDOTANQUE DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE

TUBERA DE TRANSPORTE COMBUSTIBLEREPRESENTACIN ESQUEMTICA DE UN EQUIPO DE COMBUSTIN DIRECTA PARA COMBUSTIBLE PULVERIZADO

COLECTORES DE POLVOSeparador de cenizas:1. Separadores de cenizas.2. Tolva de cenizas y polvo.3. Colector de humo.

Instalaciones refrigeradoras del agua de refrigeracin del condensador

SISTEMA DE COMBUSTIBLE ALMACENAMIENTO Y TRASIEGO DE COMBUSTIBLEEste sistema tiene la finalidad de suministrar el combustible necesario al generador de vapor a las condiciones que este lo requiera para su buen funcionamiento Este sistema con las instalaciones y equipos necesarios para la recepcin, almacenamiento, calentamiento y trasiego de combustible del tanque de almacenamiento al tanque de da y consta del siguiente equipo:Tanque de almacenamiento Calentador de combustibleBombas de trasiego Bombas de achiqueVenas de calentamientoSISTEMA DE COMBUSTIBLETANQUE DE ALMACENAMIENTOEl tanque de almacenamiento tiene una capacidad de 25000.000 ltCuenta con un dique externo de proteccin que evita los posibles fugas de combustibleNo posee aislamiento trmico ni calentamiento propio su funcin es la de recibir y almacenar el combustible.SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE BASICO

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

SISTEMA DE COMBUSTIBLECALENTADOR DE COMBUSTIBLEDebido a que el tanque de almacenamiento no cuenta con calentamiento propio, se tiene un calentador instalado en la lnea de descarga de este, el cual tiene la funcin de calentar el combustible a una temperatura aproximada de 54 grados centgrados.

CALENTADOR DE COMBUSTIBLE

VENAS DE CALENTAMIENTO

SISTEMA DE CALENTAMIENTO Y BOMBEO DE COMBUSTIBLE A QUEMADORES

SISTEMA DE CALENTAMIENTO Y BOMBEO DE COMBUSTIBLE A QUEMADORES

TANQUE DE DIA

QUEMADORES DE COMBUSTOLEO.El generador de vapor cuenta con:Un hogar de fuegos tangenciales.Difusores de aire y toberas mviles. Con 16 quemadores, distribuidos en 4 nivelesmecanismo retrctilmecanismo de inclinacin de toberas

ASPECTO EXTERNO

ASPECTO INTERNO

TANQUE DE DIASISTEMA DEREFRIGERACION

SISTEMA DE GAS COMBUSTIBLE PILOTOEste sistema se compone de dos subsistemas, que son:

El suministro de gas a pilotosEl suministro de gas a quemadores

DIAGRAMA P&ID DE LOS SUBSISTEMAS DE GAS PILOTO Y QUEMADORESSUBSISTEMA DE SUMINISTRO DE GAS A PILOTOS.El suministro de gas a pilotos se puede realizar de dos fuentes diferentes:

Suministro normal desde la caseta de medicin a travs del cuadro de regulacin de presin gas lneaSuministro de emergencia desde los tanques de gas a travs de una vlvula autocontrolada.

DESCRIPCIN DEL EQUIPO PRINCIPALPilotos de gasSe tienen 32 pilotos de gas; estn dispuestos adyacentemente para el encendido de los quemadores principales, ya sea de combustleo o de gas.

Cada piloto consume aproximadamente 6,000 ft3/hr de gas, con una presin de entrada, de 59 KPa.

SUBSISTEMA DE SUMINISTRO DE GAS A QUEMADORES.El objetivo de este subsistema es proporcionar un suministro continuo de gas, en cantidades apropiadas, con una presin determinada al conjunto de quemadores con que est equipado el generador de vapor.

DESCRIPCIN DE EQUIPO PRINCIPALQuemadores de gasEl generador de vapor cuenta con 16 quemadores de gas, distribuidos en cuatro niveles (elevaciones A, B, C y D), capaces de suministrar el 100% de la carga de la unidad.

Los flujos de aire y gas se mezclan por medio de toberas mviles, las cuales pueden inclinarse hacia arriba y hacia abajo en un ngulo total de 60, como se muestra

Quemador de gas

Despus del cuadro de regulacin la lnea de gas se ramifica en dos, una que alimenta a quemadores y la otra a pilotos.

La vlvula de disparo de gas principal a quemadores abrir girando momentneamente su interruptor de control desde el tablero de inserto de quemadores hacia la posicin "ABRIR"

Tablero de inserto de quemadores

SE DEBE ABRIR TOMANDO EN CONSIDERACION LAS SIGUIENTES CONDICIONES Se encuentre restablecido el circuito de disparo del generador de vapor.La presin de gas lnea sea mayor de 410 KPa.Todas las vlvulas de quemadores estn cerradas.SE CERRARA DEBIDO A LAS SIGUIENTES CAUSAS Alta presin 180 KPa.Baja presin 8 Kpa.Cualquier vlvula de quemador falle al cierre y su piloto correspondiente se encuentre apagado.