Herramientas Informaticas Informe tecsup

ESPECIALIDAD:

Electrónica y Automatización Industrial

ASIGNATURA:

Herramientas Informáticas para la Comunicación

TEMA:

Redacción del Informe Técnico

ESTUDIANTES:

Amésquita Asqui Jorge LeonardoFlores Bustinza José Alfredo

DOCENTE:

Linares Manuel

FECHA DE ENTREGA

28 de Marzo del 2015

Arequipa-Perú

INTRODUCCIÓN

La severidad de las condiciones de trabajo de los equipos y sistemas que integran una planta de generación de energía eléctrica, en particular de una central térmica, origina fallos funcionales o parciales en términos de desgastes, fatiga de los materiales, corrosiones, fugas, etc., que llevan irremediablemente a reducir el rendimiento de la planta y, en muchos casos, a su indisponibilidad.

El trabajo a temperaturas elevadas, el contacto con gases y líquidos corrosivos o con partículas abrasivas son sólo algunos de los factores de riesgo que, junto con defectos de diseño o anomalías de operación (imprevisiones en las condiciones de servicio, sobrecargas…), originan finalmente fallos en los sistemas e instalaciones. Constatando este hecho, se hace necesario definir un programa de inspecciones y de mantenimiento con el objetivo no sólo de comprobar el estado de funcionamiento de cada componente o sistema sino también de adquirir la información suficiente para actuar (sustituir, reparar, etc.) cuando sea más conveniente. En otras palabras, es inevitable, pese a las mejoras tecnológicas, la optimización en el control de los procesos o la calidad de los materiales, que se produzcan disfunciones o fallos. De lo que se trata es de integrar la función mantenimiento en la producción y planificar las actuaciones correctivas en periodos de baja demanda, paradas de servicio, etc.

Se analiza el mantenimiento preventivo, el cual se puede definir como la supervisión regular de un grupo generador de electricidad para detectar posibles fallos. Es la mejor manera de evitar que un grupo quede fuera de servicio por avería.

La relevancia del problema de la planificación del mantenimiento de grupos de generación eléctrica radica en la necesidad real de pararlos cada cierto tiempo para su revisión, de tal modo que desde una óptica preventiva se eviten fallos en su funcionamiento. La enorme importancia estriba en que una parada imprevista en los grupos conllevaría una indeseable interrupción en el suministro eléctrico, con la consiguiente repercusión económica negativa por pérdida de mercado. Además, dado que los grupos pertenecen a un sistema eléctrico global, es posible que una avería imprevista afecte al resto del sistema desestabilizándolo. También hay que considerar el impacto negativo que estas circunstancias tendría en el nivel de satisfacción de los consumidores.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE CENTRALES TÉRMICAS

1. OBJETIVOS:

1.1 General:

Conocer los resultados finales para mantenimiento y operación de centrales Térmicas

1.2 Específicos:

- Dar a conocer el uso correcto para la operación de centrales térmicas.

- Analizar, evaluar e informar sobre los avances y programación en mantenimiento de la de centrales térmicas.

2. Fundamentos teóricos

2.1 Generación térmica

“Las centrales llamadas térmicas o termoeléctricas alimentan sus calderas con carbón, petróleo o gas. En nuestro país actualmente tenemos sólo una que funciona a carbón. La generación térmica de avanzada tecnología, tiene alto rendimiento, utiliza gas natural, fuel oil o gas oil. El sistema más convencional de generar así electricidad es utilizar los combustibles para calentar el agua de una caldera para produce vapor. Ese vapor hace girar las paletas de las turbinas, que transmiten ese movimiento giratorio a un generador de electricidad. Existen otros sistemas de generación termoeléctrica, como por ejemplo turbogeneradores a gas y los ciclos combinados.”

(Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República argentina (2009) La generación eléctrica, República Argentina, AGEERA. Encontrado en http://www.ageera.com.ar/Gallery/2714.pdf)

(Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República argentina (2009), p. 3)

2.2 Generación hidráulica

“Utiliza el agua como fuente de energía para producir electricidad. El concepto es similar al que vimos en la generación térmica, pero en lugar de girar la turbina por el paso de vapor, gira por el paso de agua que proviene del embalse. Los embalses, formados por una represa que contiene y acumula el agua de un río, almacenan una gran cantidad de agua, existiendo una diferencia de altura importante entre el nivel superior y la turbina hidráulica. Esa diferencia de nivel es la que determina la potencia que se obtendrá al hacer girar la turbina. Una de las pocas formas de guardar energía eléctrica es a través del almacenamiento del agua en grandes embalses, como los de Chocón, Piedra del Águila, Yacyretá, Salto Grande entre otros tantos que hay en nuestro país. Los embalses, además de usarse para generar energía eléctrica, permiten regular el caudal de los ríos, controlar inundaciones, almacenar agua en períodos húmedos para utilizarlos en períodos secos y crear espacios para esparcimiento y para prácticas de deportes náuticos.”


http://www.ageera.com.ar/Gallery/2714.pdf


2.3 Generación Nuclear

“El funcionamiento de una central nuclear es similar al de una central térmica. Consta de una turbina que gira impulsada por vapor de agua producido en un generador de vapor, haciendo girar a su vez a un generador eléctrico. En el caso de las centrales nucleares hay un gran tanque llamado reactor, similar a una caldera, donde se coloca uranio y “agua pesada” (ésta pesa 1,1 Kg. por litro, mientras el “agua común” pesa 1 kg. por litro). El uranio* es el combustible que genera energía por fisión nuclear (rotura de los átomos). El átomo de uranio, al ser impactado por un neutrón, se rompe, libera mucho calor y dos o tres neutrones nuevos. Cuando uno de estos neutrones le pega a otro átomo de uranio, lo rompe y libera más calor: esto se llama reacción en cadena. La reacción se controla mediante barras de control, hechas de un metal que absorbe neutrones. El calor producido por la fisión se transporta mediante agua pesada movida por bombas de agua y se utiliza para producir vapor de agua en el generador de vapor. Con ese vapor se mueve la turbina y el generador eléctrico. Lo más importante en las centrales nucleares es la seguridad, que en Argentina se mantiene en los niveles internacionales más altos. Existen numerosos sistemas de seguridad que, ante cualquier inconveniente técnico, actúan para resolverlo automáticamente. La Argentina posee importantes reservas de uranio que permiten desarrollar proyectos a futuro de nuevas centrales nucleares. Actualmente operan dos: Atucha I y Embalse; y hay una central en construcción: Atucha II.”


(Asociación de Generadores de Energía Eléctrica de la República argentina (2009), p. 5)

2.4 FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL TÉRMICA

“El objeto de las centrales térmicas es aprovechar la energía calorífica de un combustible para transformarla en electricidad.

Esta transformación sigue el siguiente proceso:

a) La energía contenida en el combustible se transforma, por combustión en energía calorífica.

b) La energía calorífica que absorbe el fluido de trabajo se convierte al expansionarse en la turbina o motor en energía mecánica.

c) La energía mecánica es transformada en energía eléctrica a través del generador eléctrico.

El ciclo Rankine es el ciclo termodinámico que se emplea en las centrales térmicas de vapor.”

(Arsenio R. Inmaculada D (2001), Centrales Térmicas, España, Universidad Cantabria, encontrado en…http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/centrales-de-generacion-de-energia-electrica/materiales/bloque-energia-IV.pdf)

(Arsenio R. Inmaculada D (2001) p. 3)

http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/centrales-de-generacion-de-energia-electrica/materiales/bloque-energia-IV.pdf



2.5 CENTRAL TÉRMICA CONVENCIONAL

En las centrales térmicas de vapor se utilizan como máquinas motrices las máquinas de vapor, o las turbinas de vapor o, en algunos casos, ambos tipos de máquinas; además de accionar los generadores eléctricos principales, en las centrales térmicas de vapor, también se utilizan las máquinas anteriormente citadas, para el accionamiento de equipos auxiliares, tales como bombas, hogares mecánicos, ventiladores, excitatrices, etc. El vapor necesario para el funcionamiento de las máquinas motrices, se produce en calderas, quemando combustible en los hogares que forman parte integrante de las propias calderas; desde éstas, el vapor se conduce por medio de canalizaciones hasta las máquinas o las turbinas de vapor. Las centrales térmicas de vapor comprenden tres partes constructivas esenciales:

1. Sala de calderas2. Sala de máquinas3. Sala de distribución

Y además, los intercambios de energía se realizan utilizando tres clases de circuitos principales y varios auxiliares.

(Arsenio R. Inmaculada D (2001), Centrales Térmicas, España, Universidad Cantabria, encontra en…http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/centrales-de-generacion-de-energia-electrica/materiales/bloque-energia-IV.pdf)


2.6 GENERADORES DE VAPOR

“Se denomina caldera al recipiente en que se calienta el agua para convertirla en vapor. Por extensión, se conoce también con este nombre, no solamente dicho recipiente, sino también los elementos anejos tales como el hogar donde se quema el combustible que produce el calor necesario, los conductos de humos de combustión, los calentadores de aire de combustión, los economizadores de agua de alimentación, los recalentadores de vapor, etc... Es decir que, se denomina caldera a todo sistema a presión en el que el agua se transforma en vapor, como producto final, por cesión de calor de una fuente a temperatura superior.

En recipientes abiertos, bajo la presión atmosférica normal, la transformación de agua en vapor se realiza a una temperatura de 100ºC. Si se quiere producir vapor a presiones mayores que la atmosférica, el recipiente debe estar cerrado para evitar cualquier escape de gas, excepto por los conductos que han de llevarlo a su lugar de empleo. En estos recipientes, el vapor se acumula en el espacio comprendido entre el agua y las paredes superiores del recipiente, provocando en éste un aumento de presión que, a su vez, determina un aumento de temperatura en el agua y en el vapor; en algunas centrales térmicas se llega a presiones de vapor del orden de los 180 kg/cm2 que requieren temperaturas de ebullición de unos 350ºC. Para soportar estas presiones y temperaturas, las calderas han de construirse con materiales apropiados que resistan satisfactoriamente las condiciones indicadas. Muchas veces, se reserva el nombre de caldera cuando la presión de vapor es baja y se denomina generador de vapor, si el funcionamiento se efectúa a altas presiones de vapor. Si el dispositivo utiliza los gases o humos de combustión producidos en un hogar independiente, se denomina caldera de recuperación.



Finalmente, cuando se utiliza para calentar otro fluido (generalmente agua o vapor a presión), lleva el nombre de cambiador de calor o, también, el de intercambiador de calor. Los factores que intervienen en el funcionamiento de una caldera son los siguientes:

- Superficie de calefacción- Cantidad de aire suministrado al hogar- Clase y calidad de combustible- Presión de vapor”


(Arsenio R. Inmaculada D (2001) p. 7-8)

Las calderas más utilizadas en las centrales térmicas se pueden clasificar como:

2.6.1 CALDERAS SIN CIRCULACIÓN DE AGUA

“En estas calderas el movimiento del agua está producido por la convección natural o por el desplazamiento del vapor producido a través de la masa del líquido. Este vapor se desprende a través del plano del agua y lleva consigo una fuerte proporción de humedad (es decir, que se trata de vapor saturado húmedo), si la superficie del plano de agua es reducida y si la distancia vertical entre el plano de agua y la toma de vapor es pequeña. El tipo industrial más primitivo es la caldera cilíndrica simple. Progresivamente, las empresas constructoras añadieron superficies de calefacción complementarias, consistentes en tubos servidores de gran diámetro unidos al cuerpo principal por tubos huecos.

Posteriormente, y siempre para aumentar la superficie de calefacción, aparecieron las calderas piro tubulares o de tubos de humos, los cuales atravesaban el depósito principal.”



2.6.2 CALDERAS CON CIRCULACIÓN NATURAL

“En un sistema calentado, la circulación natural se debe a una diferencia de pesos entre dos columnas de líquido de las que una, más ligera, tiende a elevarse, mientras que la más pesada tiende a descender. Esta diferencia de peso puede resultar de una diferencia de temperaturas, la más caliente siendo la más ligera. Pero, en este caso, la velocidad de circulación es pequeña porque la diferencia de densidad de ambas columnas permanece moderada. En las calderas, las columnas ascendente y descendente están a la misma temperatura, y su diferencia de peso se debe a la presencia, en una de estas columnas, del vapor producido por el calentamiento. La intensidad de la circulación será tanto más elevada cuanto mayor sea el volumen ocupado por el vapor en la columna ascendente. Por lo tanto, para tener una circulación activa interesará producir la vaporización en la parte más baja de la caldera. A medida que se eleva la presión, disminuye el volumen específico del vapor, mientras que aumenta el volumen específico del agua. De lo que puede deducirse que





cuanto mayor sea la presión de servicio más disminuye la diferencia de peso de las columnas y, por lo tanto, menos activa es la circulación. En las proximidades de la llamada presión crítica (alrededor de los 230 kg/cm2), la circulación natural no es posible, ya que para este valor de la presión, el agua y el vapor tienen el mismo volumen específico. Las calderas de circulación natural son las más extendidas. Existen numerosos modelos cuya disposición de tubos comprende desde los moderadamente inclinados sobre la horizontabilidad, hasta los tubos completamente verticales. Todas ellas son acuatubulares, es decir, constituidas esencialmente por tubos por cuyo interior pasa el agua mezclada con el vapor. Las presiones de servicio alcanzan hasta los 180 kg/cm2. Algunos tipos de calderas con circuito natural son:

a) Calderas con tubos poco inclinadosb) Calderas con tubos muy inclinados o verticalesc) Calderas de radiación”


(Arsenio R. Inmaculada D (2001) p. 9-10)

2.6.3 CALDERAS CON CIRCULACIÓN CONTROLADA

“La característica más interesante de estas calderas es que utilizan una bomba para incrementar la circulación de agua o de vapor. Entre las más conocidas se puede citar la caldera La Mont. Esta caldera lleva un depósito de agua y vapor; las pantallas de la cámara de combustión y el haz vaporizador están sometidos a la influencia de una bomba de circulación, mientras que la circulación de vapor en el recalentador se realiza como en las calderas de circulación natural. El principio de funcionamiento de esta caldera comprende: una bomba de circulación situada bajo el depósito de la caldera, impulsa el agua de circulación en uno o varios colectores, desde donde parte los tubos vaporizadores que son, por lo general, de gran longitud y constituyen las pantallas de la cámara de combustión y el haz tubular. El reparto del agua entre los diferentes tubos conectados en paralelo, se obtiene por medio de toberas calibradas situadas a la entrada de cada tubo. El orificio de estas toberas, que es del orden de 5 mm, crea la pérdida de carga principal de cada circuito de forma que el reparto del caudal total del agua en circulación entre los diferentes tubos está poco influenciado por las restantes resistencias que dependen del trazado de los serpentines, de la intensidad de vaporización, etc... Como las cantidades de calor recibido por los diferentes tubos no son idénticas, el diámetro de cada tobera está determinado en función de la cantidad de calor recibida por el tubo correspondiente. Cada tobera está protegida por una especie de colador, cuyo objeto es detener las partículas sólidas que pueden existir en el agua. Los tubos de las pantallas y los del haz tubular pueden ser de diámetro mucho menor que en las calderas de circulación natural. El peso y los esfuerzos de origen térmico quedan también disminuidos. Además, la circulación controlada, permite mayor libertad para la disposición de los tubos, que pueden ser horizontales y, también, de recorrido descendente.”






2.6.4 CALDERAS CON CIRCULACIÓN FORZADA

“En estas calderas se utiliza una fuerza exterior para que el agua circule por la caldera o pase a través de ella. La vaporización se realiza en sistemas tubulares montados en serie y el agua correspondiente a la cantidad total de vapor producida es obligada a pasar por los tubos de la caldera mediante una bomba de alimentación de gran potencia. Las calderas con circulación forzada se denominan también, generadores de vapor. Las calderas de circulación forzada se denominan también calderas de circuito abierto por el hecho de que el agua solamente efectúa un paso entre su entrada, en un extremo de los haces tubulares, y su salida, en forma de vapor, por el otro extremo. Por el contrario, las calderas de circulación natural o las de circulación controlada, se denominan a veces calderas de circuito cerrado porque el agua realiza varios recorridos antes de vaporizarse. Estas calderas no llevan depósitos de acumulación de agua y de vapor, por lo que pueden emplearse tanto a presiones inferiores a la presión crítica (alrededor de 230 kg/cm2), como a presiones superiores a ésta. Pero, de forma general no se emplean las calderas de circulación forzada para presiones inferiores a unos 80 kg/cm2. Para el arranque es necesario transformar momentáneamente el generador de vapor en una caldera de circulación controlada, cerrando el circuito sobre sí mismo, por medio de un depósito auxiliar de agua y de vapor. Sobre este depósito actúa la bomba de alimentación y se vierte el agua que circula a través de todos los circuitos del generador de vapor, incluido el recalentador. Con este procedimiento, no solamente la presión se eleva en el circuito, a medida que transcurre el tiempo de arranque y que la vaporización aumenta, sino que también el recalentador suministra vapor cada vez más caliente.”


2.6.5 CALDERAS ESPECIALES

“Las calderas pueden ser de construcción especial aunque utilizando combustibles clásicos, porque resultan de una concepción particular destinada a permitirle cumplir ciertas condiciones de funcionamiento, sea del lado del agua, sea en la parte relacionada con la combustión. Otras veces están previstas para quemar combustibles especiales y su disposición constructiva debe adaptarse a las especiales características de estos combustibles. En otras ocasiones se utilizan ciclos binarios de vaporización, utilizando el calor de escape de un fluido con punto de vaporización elevado, para alimentar una caldera cuyo fluido de trabajo tiene una temperatura de vaporización más baja que el anterior; naturalmente, la caldera debe adaptarse a estas peculiares características de funcionamiento. Finalmente, existen calderas (por ejemplo, las de centrales nucleares) en que la vaporización del fluido de trabajo no se realiza directamente, sino a través de un cambiador de calor. Algunas de las calderas especiales más interesantes son:

a) Calderas de doble circulación

b) Generadores de vapor sobrealimentados

c) Calderas para ciclos binarios

d) Cambiadores vaporizadores para centrales nucleares



Para el buen funcionamiento de las instalaciones de calderas, se utilizan diversos accesorios algunos de los más interesantes son:

- Los niveles de agua- Las válvulas de seguridad- Los purgadores- Reguladores del agua de alimentación”


2.6.6 DESALINIZACIÓN DE AGUA DE MAR

a) DESALACIÓN Y DESALINIZACIÓN

“El Diccionario de la RAE define la desalación como el proceso de quitar la sal a cualquier producto, no sólo al agua salada. Este es un concepto más amplio y menos preciso que el término desalinización, el cual se emplea para definir la acción de quitar la sal al agua. No obstante esto, el término desalación es de uso más común y extendido, por lo que en el presente documento será el término usado, en el entendido que para efectos de aplicación en la experiencia desarrollada que se describe y su posterior difusión, desalación y desalinización se entenderán como términos indistintos.”(Soto G., Soto M. (2013) “Desalación de agua de mar mediante el sistema osmosis inversa”, 1º edición, Casalac, Chile.)

b) ÓSMOSIS U OSMOSIS

“Según la RAE, ósmosis u osmosis, se refiere al Intercambio de sustancias líquidas a través de una membrana semipermeable. Ambas formas, escrito como palabra esdrújula “ósmosis”, o como palabra grave “osmosis”

El agua dulce es un recurso natural único y escaso, esencial para la vida y las actividades productivas, y por tanto directamente relacionado con el crecimiento social y económico del país.La realidad que exhiben distintos territorios de la zona norte, en las últimas décadas, respecto los recursos hídricos, nos indica una agudización importante de la escasez de estos. Ante esta situación, muchas comunidades y nuevas iniciativas productivas, han tenido que enfrentar el problema, buscando fuentes “no convencionales” de abastecimiento. En este marco, la desalación de agua de mar, surge como una solución a considerar, dada su tecnología fiable y económicamente sostenible para la obtención de agua potable, siendo en muchos lugares la única alternativa posible.”

(Soto G., Soto M. (2013) “Desalación de agua de mar mediante el sistema osmosis inversa”, 1º edición, Casalac, Chile.)

c) DESALACIÓN A PARTIR DE OSMOSIS INVERSA



“La desalación de agua de mar4 ha demostrado ser una tecnología fiable y económicamente sostenible para la obtención de agua potable a partir de la segunda mitad del siglo XX, siendo la única alternativa posible de abastecimiento de recursos de agua para el consumo humano e industrial, para el desarrollo de numerosas regiones del mundo, como algunas áreas en las Islas del Caribe, Estados Unidos, Chipre, India, Australia, China, las costas del Mediterráneo, África, el Oriente Medio, entre otras.Pero ¿En qué consiste este método? La desalación se puede realizar mediante diferentes técnicas como la destilación, la congelación, la evaporación instantánea o la formación de hidratos. Sin embargo, en la actualidad el método de osmosis inversa es el más utilizado y extendido.La Osmosis es un proceso natural que ocurre en los tejidos de plantas y animales. De forma esquemática se puede decir que cuando dos soluciones con diferentes concentraciones (formadas por un solvente y un solutos disuelto en el solvente), se unen a través de una membrana que permite el paso del solvente pero no del soluto, existe una circulación natural del solvente a través de la membrana, desde la solución menos concentrada hacia la de mayor concentración. La diferencia de altura obtenida se traduce en una diferencia de presión, llamada presión osmótica.

Sin embargo, aplicando una presión externa que sea mayor a la presión osmótica de una disolución respecto de otra, el proceso se puede invertir, haciendo circular el solvente desde la solución más concentrada y a la solución con menor concentración, obteniendo finalmente un agua de pureza admisible.”


d) PROCESO DE DESALACIÓN:

“El proceso completo que se sigue normalmente en una planta desaladora tipo se describe a continuación:

CAPTACIÓN DEL AGUA MARINA O SALOBRE:

Lo primero es la obtención del agua bruta, ya sea agua marina o bien agua proveniente de fuentes superficiales o subterráneas con altos contenidos salinos. Independiente de la fuente que se trate, tuberías conducen el agua hasta la costa o el lugar de emplazamiento de las instalaciones, donde es impulsada por una estación de bombeo a la planta desaladora.

PRE TRATAMIENTO:

Antes del tratamiento específico de las sales, hay que realizar un tratamiento global en el que se incluirán distintos procesos físicos y químicos. Lo primero será añadirle al agua bruta un coagulante (cloruro férrico) para formar agregados de partículas y propiciar su precipitación en el decantador al que va a ser enviada esta agua. Tras el proceso de la decantación se procederá a la desinfección, para eliminar así la carga biológica, ésta puede realizarse de distintas formas: la cloración (mediante adición de hipoclorito de sodio), que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, además de que es barato y fácil de controlar, aunque aporta un sabor desagradable al agua.

Después del tratamiento de desinfección, el líquido, con una baja presión, pasa a través de un conjunto de filtros de doble capa (generalmente de arena y/o carbón natural), tras los cuales la mayor parte de la materia en suspensión es retenido, obteniéndose un filtrado de aproximado de 15 micras (micrómetros). El agua obtenida pasará a un tanque regulador que dosificará el caudal para el siguiente filtrado.

Ahora comienza una segunda etapa de filtración, en la que el agua es impulsada con una presión mayor a través de filtros multicapa (también de arena y/o carbón natural), los cuales aumentan la calidad de filtrado hasta partículas inferiores a 10 micras.

Como elemento final de seguridad el agua deberá de pasar aún por filtros de cartucho, primero por unos de 15 micras y luego por otros de 10 micras. Tras este filtrado el agua, será declorada (ya que rondará el pH=8 y deberá reducirse a un pH<7) mediante la adición de ácido sulfúrico (debido a la corrosividad y peligrosidad de este ácido, tanto el depósito donde es almacenado, como las cañerías que lo conducen, están recubiertos por una película de hexametafosfato sódico para evitar posibles escapes), pues el agua debe poseer unas condiciones fisicoquímicas óptimas para ser introducidas en las membranas de Osmosis, ya que éstas son muy sensibles. Con este procedimiento las aguas ya tendrían que tener un SDI5 igual a 3 con lo que se evita que las membranas se dañen.”


OSMOSIS INVERSA:

“En esta etapa, una o más bombas de alta presión impulsan el agua hacia las membranas que producirán, por el fenómeno de osmosis inversa, las aguas resultantes de este proceso. En términos generales, a partir del agua de alimentación se obtiene entre un 40% y un 45% de agua producto, a la que se le añade una base (hipoclorito sódico) que estabiliza su pH en torno a 7 y además gracias a sus propiedades actúa como desinfectante, convirtiéndola así en agua apta para su uso o consumo. Por otro lado entre un 55% y un 60% del agua impulsada para a convertirse en salmuera, que es el agua con alta concentración de sales que será nuevamente enviada al mar (a través de un emisario submarino por gravedad), u otra área de disposición.

Cuando se trata de plantas medianas o grandes se hace pasar esta agua de rechazo por un sistema de turbinas donde se aprovecha su energía residual (presión), disminuyendo así el consumo energético. Hay que recalcar que el agua en las actuales plantas desaladoras puede pasar por una segunda etapa de Osmosis Inversa.El agua resultante pasa a un depósito de almacenaje, donde, de ser necesario, se le añaden minerales de modo que mejore su calidad para el consumo humano según las normas sanitarias vigentes.

La particularidad del sistema de desalación con sistema de osmosis inversa es que requiere de un suministro constante de energía para evitar la degradación de sus membranas. Por este motivo los sistemas híbridos con base en las energías renovables pudiesen ser la clave para el éxito de este tipo de plantas.”


EXPERIENCIAS DE DESALACIÓN EN EL MUNDO

“Las primeras nociones de cómo quitarle la sal al agua de mar datan de la antigüedad, de los tiempos de Aristóteles, cuando la desalación por evaporación se comienza a transformar en un proceso conocido.

Aristóteles observando la naturaleza captó los principios físicos para separar el agua y las sales en los que se basan ciertas tecnologías modernas de la desalación que tienen que ver con el evaporar el agua del mar y después condensar el vapor, obteniendo agua dulce en estado líquido.Mucho tiempo después, en el siglo XVI, los árabes ponen nuevamente este tema en el tapete probando otra alternativa: la desalación por destilación, que cerca de 300 años después se posiciona como una tecnología de uso relativamente común en barcos y en aplicaciones militares y mineras. Pero los avances siguieron y en el siglo XVII, Sir Francis Bacon empieza a experimentar con la desalinización por filtraciónSin embargo, es en el siglo XVIII cuando se plasma uno de los grandes hitos tecnológicos en este campo: la filtración con membranas, reconociéndose también el fenómeno de Osmosis a través de membranas naturales. Las primeras aplicaciones de este novedoso sistema se desarrollan en el siglo siguiente.

Según antecedentes de la Asociación Internacional de Desalinización (AID), la primera planta desalinizadora que operó en el continente americano fue la de Key West, en el estado de Florida, USA, en 1861. Producía 27 m3/día por destilación en un sólo efecto. A esa altura ya se conocía y aplicaba otra tecnología en este rubro, denominada evaporación de múltiple efecto (ME), patentada en 1840 para la industria del azúcar y utilizada extensivamente antes del término del siglo XIX.

Posteriormente, ya en el Sigo XX, en la década de 1960, investigadores de Estados Unidos y Japón principalmente, desarrollaron membranas semipermeables con fines industriales las que pronto comenzaron a ser usadas para desalación por osmosis inversa. Así, ya en los años 70, los promotores de plantas desaladoras adoptaron la osmosis inversa como técnica preferente.

Actualmente más de 150 países en el mundo emplean la desalación de agua de mar para solventar sus necesidades. Entre los países que más utilizan esta tecnología destacan Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Estados Unidos, España, Kuwait, Argelia, China, Qatar, Japón y Australia”


2.6.7 COMBUSTIBLE ALTERNATIVO

En Chile se ha ido implementando en los últimos años la operación con combustible alternativo en las centrales de ciclo combinado, adaptándose para esto las cámaras de ignición para funcionar tanto con gas natural como con diésel, esto con el fin de proveer una segunda opción en caso de desabastecimiento del combustible primario. La operación con el combustible alternativo implica que no sólo los costos del ciclo combinado varíen al cambiar de combustible, sino que también algunos de sus parámetros lo hagan tales como límites de potencia, rampas de toma/baja de carga, tiempos mínimos de operación, etc.

(Espinoza Gonzales, D., Saez Hueichapan D., Roa Sepulveda, C. (Mayo 2011) “Modelación de Centrales Térmicas de ciclo combinado y su aplicación en el problema de predespacho de unidades”, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Universidad de Chile. Encontrado en:

http://www.tesis.uchile.cl/tesis/uchile/2011/cf-sepulveda_rs/pdfAmont/cf-sepulveda_rs.pdf

2.6.8 DEFINICIÓN DE COMBUSTIÓN

“Combustión es el conjunto de procesos físico-químicos en los que un elemento combustible se combina con otro elemento comburente (generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso), desprendiendo luz, calor y productos químicos resultantes de la reacción (oxidación). Como consecuencia de la reacción de combustión se tiene la formación de una llama. Dicha llama es una masa gaseosa incandescente que emite luz y calor.”

Domínguez Cerdeira, José M., et al. (2012) “Guía Básica de Calderas Industriales Eficientes”, (1º edición), Gráficas Arias Montano S.A., Madrid, España http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-basica-calderas-industriales-eficientes-fenercom-2013.pdf

2.6.9 TRIÁNGULO DE LA COMBUSTIÓN

a) “Combustión completa: Es aquella reacción en la que el combustible se quema hasta el máximo grado posible de oxidación. En consecuencia, no habrá sustancias combustibles en los humos. En los productos de la combustión se puede encontrar n2, CO2, H2O y SO2.

b) Combustión incompleta: Es aquella reacción en la que el combustible no se oxida completamente. Se forman sustancias, denominadas inquemados, que todavía pueden seguir oxidándose, por ejemplo, CO. Otros

http://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-basica-calderas-industriales-eficientes-fenercom-2013.pdf



inquemados pueden ser H2, CnHm, H2S y C. Estas sustancias son los contaminantes más comunes que escapan a la atmósfera en los gases de combustión.

c) Combustión teórica o estequiométrica: Es la combustión realizada con la cantidad teórica de oxígeno estrictamente necesaria para producir la oxidación total del combustible sin que se produzcan inquemados. En consecuencia, no se encuentra O2en los humos, ya que el O2 aportado a la combustión se consume completamente en la misma.

d) Combustión con exceso de aire: Es la combustión que se lleva a cabo con una cantidad de aire superior a la estequiométrica. Esta combustión tiende a no producir inquemados y es típica la presencia de O2 en los humos. Si bien la incorporación de aire permite evitar la combustión incompleta y la formación de inquemados, trae aparejada la pérdida de calor en los productos de combustión, reduciendo la temperatura de combustión, la eficiencia y la longitud de llama.

e) Combustión con defecto de aire: En esta combustión, el aire disponible es menor que el necesario para que se produzca la oxidación total del combustible. Por lo tanto, se producen inquemados

f) Rendimiento de la combustión: Se define como la relación entre el calor útil obtenido (Qútil) y el calor total que aporta el gas combustible Qtotal:”

N=Qutil

Qtotal

x 100


2.7. SELECCIÓN DEL TIPO DE CALDERA “Los parámetros principales que se han de tener en cuenta a la hora de seleccionar el tipo de caldera son los siguientes:• Potencia útil (para las calderas de agua caliente, agua sobrecalentada y fluido térmico) según el requerimiento térmico de la instalación a la cual van a alimentar.• Producción de vapor (para las calderas de vapor) según el consumo de vapor necesario en el proceso.• Presión de trabajo en continuo (para todos los tipos) de acuerdo con la presión necesaria en el consumidor más alejado del centro de producción.• Temperatura de trabajo en continuo, según el requerimiento constante de la instalación”


2.8 OBJETO DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO EN SALAS DE CALDERAS

“En las industrias donde se utilizan calderas, en realidad y apropiadamente dicho “Bienes de Equipo”, para preparar los fluidos caloriportadores que serán utilizados en sus diferentes





procesos productivos, hay que tener en cuenta que su correcto funcionamiento interviene directamente en el objeto de la actividad fabril que se desarrolle en esas industriasEl mantenimiento preventivo es de carácter y actuación continua, y debe estar destinado a:• Optimizar los procesos productivos y la producción• Reducir los costes directos e indirectos ocasionados por fallas o paradas.• Conseguir la máxima vida útil de la caldera y los equipos asociados a ella.”


2.8.1 OPERACIONES DIARIAS

“Las operaciones diarias son las siguientes:• Vigilancia del equipo de tratamiento del agua de aporte y dosificación de aditivos, reponiendo los reactivos en cantidad suficiente para disponer de una autonomía adecuada.• Vigilancia de la temperatura de gases en chimenea.• Vigilancia de temperatura de ida y retorno en calderas de agua caliente.• En calderas de producción de vapor:

- Si hay retorno de condensados, comprobar que estos últimos llegan a la sala de calderas libres de contaminación.

- Comprobar el correcto funcionamiento de los indicadores de nivel ópticos.- Efectuar las purgas de los indicadores ópticos de nivel, lodos, botellines de nivel, si los

hubiese, y del colector de instrumentación donde van alojados los presostatos y manómetro.

- vigilancia de la temperatura de aportación de agua.”


2.8.2 OPERACIONES SEMANALES

“Las operaciones semanales son las siguientes:• Tomar y analizar muestras del agua contenida en el interior de la caldera:

- Salinidad.- Dureza.- pH.- Contenido O2.- Aspecto (incoloro, claro, sin substancias no disueltas o turbio).

Como consecuencia de la analítica se ajustarán adecuadamente temporización de purgas, la cantidad de aditivos a suministrar o corregir, etc.

• Comprobar el correcto funcionamiento de automatismos involucrados en la cadena de seguridades del conjunto caldera-quemador.

• limpiar filtros, fotocélula y electrodos de encendido del quemador en caso de utilizar combustibles líquidos.





• Proceder al cierre y apertura de todas las válvulas manuales que están asociadas a la caldera, comprobando que funcionan correctamente.

• Comprobar el correcto funcionamiento de termómetros, termostatos, manómetros y presostatos.

• Comprobar estanqueidad en aperturas de inspección que dan acceso al interior de la caldera.”


2.8.3 OPERACIONES MENSUALES“Las operaciones mensuales son las siguientes:

Pruebas de funcionamiento de equipos y accesorios del quemador:- Elementos de mando combinación aire-combustible.- Dispositivos de cierre de combustible.- Indicador de presión de combustible.- Dispositivo de cierre de seguridad del combustible.- Equipo de control de estanqueidad en caso de utilizar gas.- Sistema de control de llama.

• Prueba de funcionamiento del paro con el interruptor de emergencia.• Prueba de buen funcionamiento de bombas de circulación o alimentación de agua.• Verificar el buen funcionamiento de elementos del cuadro eléctrico de maniobra y control: automatismos y seguridad.• Análisis de gases y ajuste de la combustión, si es necesario.”


2.8.4 OPERACIONES SEMESTRALES“Las operaciones semestrales son las siguientes:• En caso de utilizar combustibles líquidos, proceder a la limpieza de tubos de humos, eliminando hollines.• Comprobar el estado de las partes que tienen refractario, como la boca de acoplamiento del quemador, tapón de registro y acceso al hogar, etc.”


2.8.5 OPERACIONES ANUALES“Las operaciones anuales son las siguientes:• Inspección en frío, caldera parada, procediendo a la apertura de todos los registros en el lado agua y gases.• Proceder a la limpieza del lado agua eliminando incrustaciones y sedimentos. Prestar especial atención a los lugares donde se ubican la detección de nivel en calderas de vapor.







• Inspeccionar el estado de la caldera respecto a la aparición de corrosiones y evaluar si el tratamiento de agua que se ha aplicado es correcto o mejorable.

En el lado de gases, proceder también a una limpieza exhaustiva, eliminando hollines.• Comprobar el estado de los elementos de seguridad que actúan sobre la presión, temperatura y nivel. Sustituirlos en caso necesario.• Comprobar el estado de las uniones soldadas entre tubos de humo y hogar con las placas delantera y trasera.• Realizar una medición de espesores por ultrasonidos en las partes que conforman el cuerpo a presión de la caldera.• Proceder a la sustitución de juntas de los registros o elementos desmontados, limpiando o rectificando los asientos en caso de ser necesario.• Una vez realizadas las operaciones anteriores, proceder a una prueba de presión en frío.• Posteriormente, realizar una prueba de funcionamiento con quemador en marcha, forzando el disparo y actuación de los equipos de seguridad.• Cumplimentar el libro de Registro de usuario, anotando todas las actuaciones realizadas, las anomalías o buen funcionamiento observados y las medidas correctoras que se han aplicado, si han sido necesarias. Finalmente, todas estas operaciones aquí propuestas deberían anotarse en un Diario de Operaciones de la Caldera.”




3. MATERIAL DE TRABAJO Y EQUIPOS

Herramienta, Equipo

Cantidad Modelo SerieCondición

de usoImagen

Computadora de control

04 ABBConductor

NTNuevo

Botas de seguridad

02Cat -

HoltonS3 Nuevo

Guantes de seguridad

01 3m xl Nuevo

Ropa de trabajo 01 3m L Nuevo

Casco de seguridad

01 Msa Jockey Nuevo

Tapones de oidos

01 3m Rs45 Nuevo

Gancho abevalvulas

03 Stanley .. Usado

Multimetro digital

01 Fluke 1587 Usado

Manual de arranque de

caldera01 Enersur -- Usado


planta desalinizadora

01 Enersur -- Usado


turbina de vapor01 Enersur -- Usado

Manual de arranque de compresoras

auxiliares

01 Enersur -- Nuevo

Kit de herramientas de

ajuste01 Stanley Varios Usado

Pirómetro 01 Fluke FLK 63 Usado

Kit de protección de arco eléctrico

01 Kobbeco L Nuevo

Cinta Aislante 01 3m Temflex Nuevo

Cintas adhesivas para aislamiento

de motores industriales

01 3m Varios Nuevo

Cintillos 01 Kec 300x7mm Nuevo

Actividad

Noviembre

Diciembre

Enero Febrero MarzoAbril

Semana 2

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1d2d

3d

4d

Bienvenida y recojo de EPPs x

Reconocimiento de zonas de central x

Reconocimiento de equipos en zonas de la central x x x x x

Entrenamiento de operación de plantasdesalinizadoras de agua de mar x x x

Entrenamiento de operación de calderas a vapor x x x

Entreanamiento de operación de Turbinasa vapor x x x x

Entrenamiento de operación sistemas auxiliares de turbina x x x x

Entrenamiento de distribucion electrica x x

Entrenamiento de Sala de control x x x x

Arranque de planta de generacion termica a pedido COES x

Arranque de Planta de agua IDE x

Previos a arranque de caldera y suministro x

Arranque de Caldera x x

Arranque de turbina a vapor x x

Arranque de turbinas a gas nº1 y nº2 Emergencia x

4. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES

4.1 Arranque de planta Desalinizadora IDE

4.1.1 Realizar una inspección general a toda la planta, verificando lo siguiente:

A) Las tarjetas de seguridad de los equipos reparados hayan sido retiradas.

B) Nivel de aceite/grasa adecuado en las bombas de recirculación, producto y salmuera.

C) Nivel de aceite adecuado en las bombas de dosificación.

D) Nivel adecuado de aceite en el tanque del sistema de lubricación/sello del compresor.

E) La trampa de condensado este drenado, ver visor local.

F) No haya sedimentos en tanque del sistema de lubricación/sello del compresor.

G) Los tanques de inhibidor de incrustación ID-206 y soda cáustica estén con un nivel de 50%, ver visor local.

H) Compartimiento de producto con nivel ≥ 50 %

I) Compartimiento de salmuera con nivel ≤ 60 %

J) Tanque separador con agua de servicio/mar al nivel de la línea de centro de las bombas de vacío, ver procedimiento.

4.1.2 Arrancar la bomba de recirculación de salmuera. Esta bomba usa un variador de velocidad para contrarrestar el golpe de ariete y evitar dañar los nozzles.

4.1.3 Verificar que luego del arranque de la bomba de recirculación se tenga un flujo de 220 m3/hr

Cerrar la válvula línea de salida de la salmuera a la basura

Abrir la válvula de bypass entre la línea de salmuera y de agua de mar).

Abrir la válvula neumática 1AGDG38AA012 en 70% (válvula de control de nivel de salmuera).

Arrancar la bomba de salmuera.

Abrir la válvula en 40 – 50 % (válvula de control de flujo de agua de mar).

Abrir la válvula de la línea de vapor para iniciar el calentamiento de la salmuera.

La temperatura en los efectos deberá alcanzar efecto 1 un valor de 41 °C y efecto 2 un valor de 39°C.

Alcanzados las temperaturas en los efectos indicadas arriba cerrar la válvula de la línea de suministro de vapor.

Parar la bomba de recirculación (esto se hace con el fin de evitar que sean arrastradas gotas de salmuera a la succión del compresor).

Nota: Una vez parada la bomba de recirculación, según lógica del programa, deberán pasar 3 min. para que se permita el arranque del compresor.

a. Se procede con la puesta en servicio del sistema de aceite del compresor arrancando la bomba de aceite.

b. Verificar que en las mirillas de flujo de las líneas para sello mecánico y rodamientos este circulando aceite - esto toma aprox. de 2 – 3 minutos - y que la presiones de aceite de sello y rodamientos estén entre 0.7 – 0.9 bar y 0.2 – 0.5 bar respectivamente.

c. Luego de verificado los dos puntos anteriores se arranca el compresor y se espera que este alcance su velocidad nominal (40 -60 seg. aprox.)

d. Arrancar la bomba de recirculación.

e. Abrir la válvula de la línea de suministro de vapor para continuar con el calentamiento de la salmuera.

Nota: En la tendencia de potencia del compresor se apreciara una oscilación debido a la poca carga (vapor) con la que se cuenta al inicio, pasado unos 15 – 20 minutos esta oscilación deberá desaparecer lo cual es indicación que se esta produciendo destilado.

f. Esperamos el comienzo de la producción, con la planta en recirculación, operando las siguientes válvulas:

Abrir las válvulas de las líneas de succión bombas booster de producto

Abrir las válvulas válvulas de las líneas de descarga bombas booster de producto

Nota: No se deberán arrancar las bombas booster de producto solo se habilitaran las válvulas de las líneas de succión y descarga.

Cerrar la válvula línea de salida del producto

Accionar las válvulas ON-OFF desde la pantalla de control.

g. Colocar la válvula neumática válvula de control de nivel de producto en auto con SP = 450mm H20 para controlar el nivel de producto.

h. Una vez iniciada la producción de producto (comenzara a subir el nivel de producto) habilitar el sistema de inyección de anti incrustante.

i. Abrir la válvula en 50% (válvula del atemperación)

j. Esperar a que las temperaturas en efecto 1 tenga un valor de 62°C, efecto 2 un valor de 60 °C y en temperatura de agua de alimentación al condensador con 60°C. Con estas temperaturas la producción de la DSP3 estará al máximo.

CONCLUSIONES

PRIMERA: Los resultados obtenidos de las pruebas, fueron satisfactorias, como prueba final del mantenimiento a la central térmica.

SEGUNDA: Se ordena, de manera detallada, la operación para la correcta manipulación de la maquinaria en una central térmica.

TERCERA: Se especifica el correcto uso de la maquina térmica.

CUARTA: Se especifica en detalle el funcionamiento de una máquina térmica.

QUINTA: Se concluye todo el mantenimiento, de acuerdo con la planificación de actividades.

SEXTA: Se evaluó satisfactoriamente todas las áreas que intervienen.

SUGERENCIAS

PRIMERA: Se recomienda verificar los datos dos veces, antes de llegar a una conclusión.

SEGUNDA: Se sugiere leer y comprender paso a paso el funcionamiento de la maquinaria térmica, ya que puede llegar a causar daños muy graves en el personal, en especial si no está capacitado debidamente.

TERCERA: Se recomienda no manipular ningún instrumento y/o maquinaria, para el cuál no se tenga conocimiento suficiente de su funcionamiento.

CUARTA: Se propone continuar investigando y realizar más de una prueba para concluir algo.

QUINTA: Se recomienda añadir uno o dos días extras a cada actividad planificada, como tiempo de seguridad por si llega a pasar algún retraso.

SEXTA: Se recomienda trabajar en equipo, y tener mucha comunicación con los demás compañeros para realizar un trabajo impecable.

BIBLIOGRAFÍA

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http://www.upc.edu/euetib/xiicuieet/comunicaciones/din/comunicacions/32.pdf

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