cheves (2)

INDICE

1. OBJETIVOS E IMPORTANCIA……………………………….. IMPORTANCIA……………………………….. 2 a. OBJETIVOS……………………………………………………... OBJETIVOS……………………………………………………... 2 b. IMPORTANCIA………………………………………………… IMPORTANCIA………………………………………………… 2

2. IDENTIFICACIÓN TÉCNICA DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA…………………………………………..…3 HIDROELÉCTRICA …………………………………………..…3 a. UBICACIÓN…………………….……………………………….3 b. PARÁMETROS TÉCNICOS……………….…………………..5 TÉCNICOS……………….…………………..5 c. ESQUEMA DE LA CENTRAL…………….……….……..….5 CENTRAL…………….……….……..….5 c.1. Esquema unifilar ……………………………………….5 ……………………………………….5 c.2. esquema………………………………..……………….6 esquema………………………………..……………….6

3. CÁLCULOS DE PARÁMETROS Y CINEMÁTICA DEL ROTOR………………………………………………………… ROTOR…………………………………………………………..8 ..8 a.

FORMULAS PARA HALLAR LAS VELOCIDADES…………..….8 VELOCIDADES …………..….8

4. RESULTADOS…………………………………………….…. RESULTADOS…………………………………………….…. 12 5. ANALISIS DE RESULTADOS ………………………………………….16 6. CONCLUSIONES…………………………………………………… CONCLUSIONES…………………………………………………… …… 17 7. Linkografia …………………………………………………… 17

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

I. OBJETIVOS E IMPORTANCIA 1.1 OBJETIVOS Contrastar



los

fundamentos

teóricos

y

prácticos

de

curso

de

“Turbomáquinas ”.



Comprobar que los números característicos hallados corresponden al rango ya especificado en tablas.



Conocer el funcionamiento, diseño, uso y funcionalidad general de la central hidroeléctrica.

1.2 IMPORTANCIA Centrales Hidroeléctricas son las que se encargan de capturar el paso del agua a través de tomas que son preparadas específicamente para dirigirla hacia la movilización de una Turbina Hidráulica que hace poner en marcha un Generador que es capaz de brindar una buena cantidad de Energía Eléctrica

que

puede

abastecer

poblaciones

enteras.

En el Perú, el 52% de la generación de energía proviene de las hidroeléctricas y el 2% de las energías renovables, esto quiere decir que la energía que más dispone el país es aquella producida por la presión y la velocidad del agua en los ríos.

TURBOMAQUINAS

2


II. IDENTIFICACIÓN TÉCNICA DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA 2.1 UBICACIÓN La Central hidroeléctrica Cheves, se ubica a 245 km al noreste de Lima, entre Oyón y Huaura distrito de Sayán a una altitud de 668 msnm.

TURBOMAQUINAS

3


Túnel de Transferencia Huaura-Checras

Casa de máquinas (en caverna)

Presa Picunche-barraje móvil

Tableros eléctricos de las unidades de generación TURBOMAQUINAS

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2.2 PARÁMETROS TÉCNICOS Potencia Instalada Energía Promedio Anual Tipo de Central Número de Unidades de Generación Salto Bruto Caudal Nominal Recurso Hídrico Casa de Máquinas

Altura Bruta Altura Util Tipo de Turbina Potencia nominal Caudal nominal Velocidad nominal Diametro exterior N° inyectores por Turbina Diametro de chorro

168.2 MW 426GW-h Hidráulica de Embalse 2 Turbinas Pelton 600m 33m3/s Ríos de Huaura y Checras En caverna

Turbina 1

Turbina 2

663.3 m 591 m Pelton eje vertical 87.13 MW 18.15 mᶟ/s 450 RPM 2841 mm 6 181 mm

663.3 m 591 m Pelton eje vertical 87.13 MW 18.15 mᶟ/s 450 RPM 2841 mm 6 181 mm

2.3 ESQUEMA DE LA CENTRAL 2.3.1 Esquema unifilar

TURBOMAQUINAS

5


2.3.2 Esquema

TURBOMAQUINAS

6


TURBOMAQUINAS

7


III. CÁLCULOS DE PARÁMETROS Y CINEMÁTICA DEL ROTOR De nuestros datos obtenidos en la central de Cheves: En el informe realizado por RAINPOWER nos brindan la potencia promedio entre los bornes del generador de cada turbina, esto nos permite calcular la potencia promedio del eje y así comenzar a realizar los cálculos de caudal y altura útil para comprobar los datos obtenidos teóricamente con los reales de la central, así mismo la cantidad de chorros que tendría esta turbina pelton.

3.1. FORMULAS PARA HALLAR LAS VELOCIDADES

Velocidades:

:Velocidad absoluta del fluido. : Velocidad relatica del fluido respecto al rotor. : Velocidad lineal (periferica o de arrastre del rotor) : Angulo entre W y U. : Velocidad absoluta del fluido.

TURBOMAQUINAS

8


Formula (triángulo de velocidades)

ℎ: Caudal de chorro :Caudal total ich ∶ numero de chorro D: diámetro del rodete Pgen: Potencia de bornes Qtol: Caudal total N: revoluciones por minuto Hutil: Altura útil d: diámetro de chorro Por condición de diseño  Lo que conlleva 

= 180°

=  = 

Mediante lo anterior

 =  =  +   =  −  ……..(1)

TURBOMAQUINAS

9


1) Hallar la velocidad periférica

=

∗∗ 60

2) Hallar el caudal por chorro

 3 ℎ = ℎ 

3) Hallar velocidad del chorro

 ℎ = ℎ/( ∗ℎ ) 4 4) Hallando la eficiencia hidráulica

ℎ =

 

5) Se halla la velocidad del fluido relativo al rodete

1=∗(ℎ−) Mediante el factor de diseño

 =  / Teniendo como valor k: 0.88 -0.92

TURBOMAQUINAS

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6) Se halla el cosenos del ángulo β (ángulo entre velocidad periférica y velocidad del fluido respecto al rodete)

Hr =

 ∗ (ℎ−) ∗ ( 1 +  ∗ c o s (1))  ∗ − 1 ∗(ℎ−) cos() = 

7) Se halla la velocidad absoluta a la salida del rotor

1 = √   + 1 − 2 ∗  ∗  1 ∗ c o s(1) 8) Hallando la velocidad meridional

1 =  − 1 ∗ cos(1)

9) Hallando α

cos() =

1 1

10) Hallar la velocidad del fluido relativo al rodete Por la condición β2=180 se cumple:

2=ℎ−

TURBOMAQUINAS

11


11) Hallar la velocidad especifica

 =

IV.

 ∗ √ () 5/

RESULTADOS: GRUPO 1

GRUPO 2

nt

91%

91%

nm

96%

96%

nv

99%

99%

ne

98%

96%

nh

96%

96%

Pefectiva

83.13 MW

83.13 MW

Q total

TURBOMAQUINAS

16.5

 

16.5

 

RPM

450

450

Dexterior

2.235 m

2.235 m

Dchorro

0.181 m

0.181 m

0H util

591 m

591 m

Q=

16.1353623

Ns=

53.3232867

Heuler=

617.237802

12


TURBOMAQUINAS

13


Características de rotores de turbinas de acuerdo al Ns y Nq

Rendimientos de turbinas hidráulicas según tipo en función de su caudal

TURBOMAQUINAS

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Triangulo De Velocidades velocidades del triangulo C1= U1= W1=

TURBOMAQUINAS

   52.66094   57.64942  110.3103

C2= U2= W2=

   52.66094   52.46098 

12.69884

α1=

0◦

α2=

82.16685 ◦

β1=

180 ◦

β2=

13.87497 ◦

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V. ANALISIS DE RESULTADOS

En la Central Hidroeléctrica Cheves debido a su posición vertical del eje de sus turbinas se facilita la colocación de alimentación en un plano horizontal y con esto es posible aumentar el número de chorros sin aumentar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se debe hacer referencia que en la disposición vertical, se hace más difícil y, por ende, más caro su mantenimiento, lo cual nos lleva a que esta posición es más conveniente para aquellos lugares en donde se tengan aguas limpias y que no produzcan gran efecto abrasivo sobre los alabes.

TURBOMAQUINAS

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VI. CONCLUSIONES Se llegó a comprobar que con las ecuaciones teóricas aprendidas en clase se pudo obtener valores cercanos a los reales, como se puedo observar en la cantidad de chorros en la TURBINA PELTON de la central

hidroeléctrica

CHEVES,

además

del

caudal

obtenido

teóricamente nos ayuda a encontrar algunas características de la turbina pelton. Como los datos obtenidos en los resultados de ambas turbinas son parecidas se pueden concluir que estas son gemelas, aunque al momento de dar potencia varían un poco. (cada una de las turbinas tenían nombres MARLENI Y ELIZABETH). Como era de esperarse, aunque esta central solo conste de 2 turbinas pelton, tienen mayor potencia, esto se debe a la gran cantidad de chorros (seis chorros) que se le puede colocar a cada turbina, ya que la posición del eje es vertical.

VII. Linkografia http://www.ulmaconstruction.com.pe/es-pe/proyectos/obras-hidraulicasdepuradoras/central-hidroelectrica-cheves-lima-peru http://gestion.pe/empresas/statkraft-inauguro-central-hidroelectrica-chevesus-636-millones-huaura-2142837

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