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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECANICA Y
ELECTRICA

“CONTROL DEL SISTEMA DE COMBUSTION PARA UNA
TERMOELECTRICA CONVENCIONAL”

T

E

Q U E

S

P A R A

I

O B T E N E R

INGENIERO

EN

E L

S
T I T U L O

D E:

COMUNICACIONES

Y

ELECTRONICA
P

R

E
F A N Y

S
M E N D E Z

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N

T

V E R G A R A

ASESORES DE TESIS:
M.I. MIGUEL ANGEL DELGADILLO VALENCIA
DRA. ILSECERVANTES CAMACHO

D. F., M E X I C O, J U L I O 2007.

A:

INDICE

i

INDICE
Capitulo 1. Introducción.
1.1 Ojetivo General.
1.2 Alcance
1.3 Descripción de la termoeléctrica
1.4 Descripción del proceso de las centrales termoeléctricas de
vapor.
1.4.1 Sistema de combustible
1.4.2 Generador de vapor
1.4.3 Turbinas de vapor
1.4.4 Sistema de condensados
1.4.5 Sistema de agua de alimentación
1.5Descripción funcional
1.5.1 Normalización de la unidad
1.5.2 Arranque de la planta
1.5.3 Preparativos
1.5.4 Rodado de turbina
1.5.5 Sincronización
1.5.6 Toma de carga de la unidad
1.6 Circuitos de control convencional
1.6.1 Control de combustión
1.6.2 Control de agua de alimentación
1.6.3 Control del nivel del deareador

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Capitulo 2. Base teórica
2.1Antecedentes históricos
2.2 Medición del flujo
2.2.1 Flujo laminar flujo turbulento y numero de raynolds
2.2.2 Velocidad promedio y ecuación de continuidad
2.2.3 Ecuación de bernoulli
2.3 Medición de presión
2.4 Medición de temperatura
2.4.1 Conceptos
2.4.2 Escalas de temperatura
2.4.3 Capacidad calorífica
2.4.4 Energía interna
2.4.5 Entalpía
2.5 Válvulas
2.5.1 Característica de flujo de las válvulas decontrol
2.5.1.1 Característica lineal
2.5.1.2 Característica de igual porcentaje
2.6 Conceptos básicos de control
2.6.1 Solución lineal
2.6.2 Análisis dinámico del proceso
2.6.2.1 Estado estable
2.6.2.2 Análisis dinámico o transitorio
2.6.2.2.1 Balance de materia gaseosa en un tanque
2.6.2.2.2 Proceso de transferencia de calor
2.6.2.2.3 Parámetros concentrados y parámetros distribuidos
2.6.2.2.4Flujo de fluidos
2.6.3 El controlador como equipo
2.6.3.1 Evaluación de un circuito de control

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2.6.3.2 Control proporcional
2.6.3.2.1 Comportamiento del modo proporcional en procesos reales
2.6.3.3 Control integral o de reposición
2.6.3.3.1 Comportamiento el modo proporcional mas integral (P+I)
2.6.3.4Control derivativo o anticipatorio
2.6.3.4.1 Respuesta de un controlado derivativo en lazo abierto
2.6.3.4.2 Respuesta de un controlador proporcional mas derivativo en lazo
cerrado
2.6.3.5 Control proporcional mas integral mas derivativo (pid)
2.6.4 Circuitos de control compuesto
2.6.4.1 Control en cascada.
2.6.4.2 Control retroalimentado con prealimentado
2.6.4.3 Rango dividido
2.6.4.4 Control depredominio (override control)
2.6.5 Calculo de parámetros y condiciones iniciales
2.6.5.1 Condiciones de inicio
2.6.5.2 Tipos de datos
2.6.6 Estructuras de simulación

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Capitulo 3. Modelo del proceso
3.1 Modelado
3.2 Simulación
3.2.1 Definición de parámetros
3.3 Alcances y limitaciones.
3.4 Descripción del proceso y equipos principales
3.4.1Información general
3.4.2 Sistema de combustible
3.4.3 Generación de vapor
3.4.3.1 Paredes de agua-vapor
3.4.3.2 Sobrecalentador y recalentador
3.4.3.3 Economizador
3.4.3.4 Precalentador regenerativo
3.4.3.5 Calentador de aire vapor
3.4.3.6 Ventiladores de tiro forzado
3.4.4 Turbinas de vapor
3.4.5 Condensador principal
3.4.6 Sistema de agua de alimentación
3.5 Ecuaciones del modelo del sistema decombustión
3.6 Ecuaciones del balance de energía en el hogar del generador
3.6.1 Temperatura de la pared en los tubos de las paredes de agua
3.6.2 Balance de elegía en las paredes de agua lado agua vapor
3.6.3 Balance de materia liquida (agua) en las paredes de agua vapor
3.7 Ecuaciones de vaporización y condensación instantáneas
3.7.1 Balance de energía para la condensación instantánea del vapor...