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DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN ENERGÍA OPERACIÓN A CARGAS PARCIALES DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA “FRANCISCO PÉREZ RÍOS” SEMINARIO DE PROYECTOS I Y II LUIS FERNANDO PEÑA PÉREZ ALUMNO Dr. RAÚL LUGO LEYTE ASESOR

Dr. JUAN JOSE AMBRIZ GARCÍA COORD. DE LA LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN ENERGÍA

Diciembre 2005

OBJETIVO: Describir la metodología pararealizar el análisis energético y paramétrico de la Central Termoeléctrica “Francisco Pérez Ríos” Tula Hgo.

NOMENCLATURA

W
p T h s v wb wtap wtbp wt wm qa qb qev



Potencia generada [kW]. Presión [bar]. Temperatura [°C]. Entalpía por unidad de masa [kJ/kg]. Entropía por unidad de masa [kJ/kg °C]. Volumen específico [m3/kg]. Trabajo por unidad de masa requerido por la bomba [kJ/kg].Trabajo por unidad de masa de la turbina de alta presión [kJ/kg]. Trabajo por unidad de masa de la turbina de baja presión [kJ/kg]. Trabajo total por unidad de masa de turbina [kJ/kg]. Trabajo motor por unidad de masa [kJ/kg]. Calor por unidad de masa suministrado al generador de vapor [kJ/kg]. Calor por unidad de masa rechazado [kJ/kg]. Calor por unidad de masa suministrado al evaporador [kJ/kg]. Flujomásico de vapor [kgv / s]. Flujo másico de combustible [kgc / s]. Consumo específico de vapor [kgv / kW – h]. Consumo específico de combustible [kgc / kW – h]. Poder calorífico inferior del combustible [kJ/kgc].

mv
mc
CEV CEC PCI




i

Tsat

Temperatura de saturación [°C]. Flujo de color suministrado al evaporador [kW]. Diferencia de temperatura óptima [°C].

Qa
∆top

•DTTap Diferencia de temperatura terminal de alta presión [°C]. DTTbp Diferencia de temperatura terminal de baja presión [°C]. pc Presión de condensación [bar].

ABREVIACIONES Cond B C Gv BP AP PI Inter Condensador. bomba. Calentador. Generador de vapor. Baja presión. Alta presión. Presión intermedia. Interpolado.

LETRAS GRIEGAS η Eficiencia.

SUBÍNDICES c v B Mv Combustible. Vapor. Bomba.Máxima en verano.

ii

Mi Con sita sitb sic th b ap bp t

Mínima en invierno. Condensación. Isentrópica de turbina de alta presión. Isentrópica de turbina de baja presión. Isentrópica de compresión. Térmica. Bombeo. Alta presión. Baja presión. Total.

iii

CONTENIDO Pág. ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE TABLAS INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I Descripción de la planta 7 9 12 1 3 6

1.1. Centraltermoeléctrica. 1.2. Condiciones de operación. 1.3. Ciclo de vapor.

CAPÍTULO II

Análisis Energético 15 47 53 59

2.1. Obtención de las propiedades en cada estado. 2.2. Balance de energía en los equipos del ciclo de vapor. 2.3. Operación de la central termoeléctrica a plena carga 300 MW. 2.4. Operación de la central termoeléctrica a 75 MW.

CAPÍTULO III

Análisis paramétrico

AnálisisParamétrico variando la potencia de 16.66 % a 100% de Carga. CONCLUSIONES REFERENCIAS 64 71 73

ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Capacidad instalada en MW de centrales de Generación de energía. Figura 2. Comparativo del ciclo Rankine sin regeneración y Con regeneración. Figura 3. Diagrama esquemático de la central. Figura 4. Temperatura entropía del ciclo de vapor. Figura 5. Balance energético delcalentador C7. Figura 6. Balance energético del calentador C6. Figura 7. Balance energético del deareador C5. Figura 8. Balance energético del calentador C4. Figura 9. Balance energético del calentador C3. Figura 10. Balance energético del calentador C2. Figura 11. Balance energético del calentador C1. Figura 12. Diagrama esquemático de la central “Francisco Pérez Ríos”. A plena carga (311500 kW)en sistema internacional. Figura 13. Diagrama esquemático de la central “Francisco Pérez Ríos”. A plena carga (311500 kW) en sistema inglés. Figura 14. Diagrama esquemático de la central “Francisco Pérez Ríos”. A 25% de carga (75000 kW) en sistema internacional. Figura 15. Diagrama esquemático de la central “Francisco Pérez Ríos”. A 25% de carga (75000 kW) en sistema inglés. Figura 16. Calor...
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