ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA INFORME DE LA VISITA TÉCNICA A LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA DE GUANGOPOLO
OBJETIVOS: -
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Conocer los campos de aplicación de la Termodinámica Termodinámica en el campo profesional. Identificar cuán importarte es la Ingeniería Mecánica para la generación de energía eléctrica. Observar la transformación de la energía mecánica en energía eléctrica, y de este modo comprobar la primera ley de la termodinámica. Conocer el funcionamiento de las torres de enfriamiento, las calderas y demás euipos dentro de un proceso termodinámico. Observar los posibles errores dentro de la planta, para de esta forma estudiar algunas soluciones ue serían factibles para optimi!ar los procesos. "nali!ar la factibilidad ecológica en una central central termoeléctrica.
MARCO TEORICO: Central termel!"tr#"a: #na central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor , normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como fósiles como petróleo petróleo,, gas natural o carbón. $ste calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica. eléctrica. "lgunas centrales termoeléctricas contribuyen contribuyen al efecto invernadero emitiendo invernadero emitiendo dió%ido de carbono. &o es el caso de las centrales de energía solar térmica ue térmica ue al no uemar ning'n combustible, no lo (acen. También También (ay ue considerar ue la masa de este gas emitida por unidad de energía producida no es la misma en todos los casos) el carbón se compone de carbono e impure!as. Casi todo el carbono ue se uema se convierte en dió%ido de carbono *también puede convertirse en monó%ido de carbono si la combustión es pobre en o%ígeno*. $n el caso del gas natural, por cada átomo de carbono (ay cuatro de (idrógeno ue también producen energía al convertirse en agua, por lo ue contaminan menos por cada unidad de energía ue producen y la emisión de gases per+udiciales procedentes de la combustión de impure!as *como los ó%idos de a!ufre* es muc(o menor. Cuando el calor se obtiene mediante la fisión controlada de n'cleos de uranio la central se llama central nuclear . $ste tipo de central no contribuye al efecto invernadero, pero tiene el problema de los residuos radioactivos ue (an de ser guardados durante miles de aos y la posibilidad de accidentes graves.
E$%&ema '($#" )e &na *lanta termel!"tr#"a:
Venta+a$: -on las centrales más baratas de construir teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado/, especialmente las de carbón, debido a la simplicidad comparativamente (ablando/ de construcción y la energía generada de forma masiva. 0as centrales de ciclo combinado de gas natural son muc(o más eficientes alcan!an el 123/ ue una termoeléctrica convencional, aumentando la energía eléctrica generada y por tanto, las ganancias/ con la misma cantidad de combustible, y reba+ando las emisiones citadas más arriba en un 423, 2,51 6g de CO4, por 67( producido.
De$,enta+a$: $l uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, +unto a partículas volantes en el caso del carbón/ ue pueden contener metales pesados. "l ser los combustibles fósiles una fuente de energía finita, su uso está limitado a la duración de las reservas y8o su rentabilidad económica. -us emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local. "fectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos. -u rendimiento en muc(os casos/ es ba+o comparado con el rendimiento ideal/, a pesar de (aberse reali!ado grandes me+oras en la eficiencia un 52*923 de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad, de media/.
Nrma$ )e $e-&r#)a) )entr )e &na "entral termel!"tr#"a. :entro de la planta las normas de seguridad son pocas pero muy importantes a la ve!, (ay ue seguirlas al pie de la letra para de esta forma evitar accidentes no deseados dentro de la misma, entra las generales se tiene)
-e pro(íbe) -
Ingresar ba+o los efectos del alco(ol o sustancias estupefacientes. ;umar en lugares no permitidos. Ingresar con mascotas. Manipular cualuier dispositivo o (erramienta. :espla!arse en áreas no permitidas.
&ormativas) -
#tili!ar el correcto euipo de seguridad) tapones auditivos, casco, cal!ado de seguridad. Cumplir con las normas, letreros, seales y procedimientos de seguridad. &o separarse del grupo. &o reali!ar actos inseguros.
ANÁLISIS DE LA VISITA 0a central termoeléctrica ue visitamos ueda en el
0C Controlador lógico programable/, por lo tanto todos los parámetros a ser controlados se tienen en un computador. >ara el funcionamiento de los motores se utili!a combustible de desec(o ue se almacenan en enormes tanues diseados específicamente para este uso. $n general esta central esta subdividida en varias áreas tales como) - Torre de enfriamiento. - ?rea de limpie!a y purificación de los combustibles. - ?rea de máuinas. - ?rea de controles.
a/ Torre de enfriamiento) 0a central termoeléctrica genera grandes cantidades de calor por lo ue disponen de este euipo ue no es nada más ue un enfriador evaporativo semicerrado, esta torre de enfriamiento es sumamente grande ya ue se reuiere e%traer grandes cantidades de calor, el agua refrigerada va al siguiente ciclo mediante una bomba. $l precipitado va a un lugar para luego ser introducido otra ve! al ciclo. b/ ?rea de limpie!a y purificación de los combustibles) &o todo el combustible es válido para el funcionamiento de las mauinas, por lo ue se dispone de esta área ue se encarga de filtrar el combustible, dar las características reueridas del mismo, para luego inyectar a los euipos ue se desean. c/ ?rea de máuinas. "uí se tiene todo de tipo de máuinas tales como las calderas ue son las encargadas de generar el vapor ue se transporta mediante varios tubos, turbinas, y demás implementos para el funcionamiento, cabe destacar ue en esta central se tiene una mauina e%tra de cada tipo para ue en el caso de fallar la una, enseguida entre en funcionamiento la otra y así evitar paras en el proceso ue implica miles de dólares perdidos. d/ ?rea de controles. $n esta área como ya se mencionó anteriormente se tienen controlados parámetros para el funcionamiento adecuado de las mauinas entre las más importantes se tiene la presión y la temperatura. También auí se controla cuanta energía eléctrica se genera por día para luego de esta forma poder cobrar lo generado, todos estos datos se ba+an a un ordenador y también controla la entidad del estado ue se encarga de la electricidad.
0a central cuenta con tres salidas de energía ue son) $l triángulo, san @afael y -ur.
$n encendimiento de los motores generalmente demora de 51 a 91 minutos ya ue las revoluciones se van subiendo de forma gradual, de igual forma para apagar los motores se reali!a el procedimiento contrario es decir ba+ar las revoluciones de a poco.
CONCLUSIONES: -
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=racias a la visita técnica ue se reali!ó se logró conocer ue la Termodinámica +uega un papel muy importante dentro de varios procesos a nivel industrial, por lo ue (ay ue comprender sumamente bien su teoría para luego aplicarla sin ning'n inconveniente en el campo profesional donde se lo reuiera, optimi!ando los procesos para de esta forma aportar con nuestros conocimientos a nuestro país. -e logró identificar claramente ue la Ingeniería Mecánica, tiene un campo de aplicación enorme, personalmente no imagine ue también tendría muc(ísima importancia en la generación de la energía eléctrica, esto lleva cada día a una motivación más grande para aprender más y de forma me+or, ya ue reali!ando esta visita se pudo dar cuenta de la enorme responsabilidad ue conlleva estar a cargo de estas centrales o cualuier otra empresa. -e pudo comprobar de forma muy ilustrativa la conservación de la energía, al ver como esta pasa de mecánica a energía eléctrica gracias a los procesos ue se e%plicaron anteriormente, comprendiendo de esta forma ue se deben aprovec(ar los recursos naturales en beneficio de la sociedad siempre y cuando se lo (ago con la debida responsabilidad y sin e%cesos. -e logró comprender el funcionamiento práctico de todos los dispositivos anali!ados en clase, comprobando de esta forma ue la teoría se cumple en su totalidad, también se logró captar ue cada dispositivo cumple una función 'nica e irrempla!able dentro del proceso termodinámico. $n general la planta visitada está muy bien euipada y organi!ada, pero como toda empresa tiene sus peueos errores ue en mi parecer son los siguientes) como primer punto el precipitado se encuentra al aire libre, lo ue implica ue se está perdiendo calor dentro del mismo, esto implica desperdicio de energía, ya ue este se debe tener totalmente aislado, otro error ue se noto es ue los tubos ue transportan vapor de agua no tiene ning'n aislamiento térmico y varios de ellos están rotos por lo ue se desperdicia vapor ,todos estos aspectos (acen ue el costo de la energía sea elevada, y consecuentemente los ue pagan estos desperdicios son el pueblo ue en este caso es el consumidor final. $sto (ace pensar ue cuando en un futuro se e+er!a la profesión se piensen en todos estos aspectos para así abaratar costos y optimi!ar procesos ue deben ser los pilares fundamentales de un buen ingeniero. #na central termoeléctrica siempre va a emitir alg'n tipo de contaminante, lo ue se debe tratar de (acer es reducir en los mas mínimo posible estos factores,
implementando procesos amigables con la naturale!a y más ue todo tomando muc(a conciencia sobre el cuidado y protección de la misma.
RECOMENDACIONES: -
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Organi!ar más visitas técnicas durante el semestre no solo en materias específicas, sino también en todas las materias ya ue de esta forma se lograr motivar a los alumnos sobre el campo de aplicación de la carrera. :urante una visita técnica seguir todas las instrucciones ue da el encargado de la planta y utili!ar el euipo de seguridad adecuado. :urante el recorrido por la planta se deben (acer las preguntas necesarias para de esta forma tener muy claro todos los procesos. $star muy atentos en cada proceso ue se visite o en cada máuina ue se observe para de esta forma asociar la teoría con la práctica y así me+orar el aprendi!a+e.
ANE/OS:
;otografías de la visita.
Ventilador de la torre de enfriamiento de agua
Máquina en reparación trans ortan varios uidos
Tanque
Tubos que