Gira a la termoelectrica Miraflores

Informe de Gira Gira –Autoridad –Autoridad del Canal Canal de PanamáPanamá- Termoe Termoelectrica lectrica Miraflore Mirafloress

HIDROELÉCTRICA DE MADDEN Antonio Liu1, Edgar Martinez2*

1

Licenciatura en Ingeniería Electromecánica– Facultad Eléctrica – Universidad Tecnológica de Panamá

Resumen Este documento documento proporcio proporciona na descripc descripciones iones y detalles detalles técnicos técnicos de la Termoel ermoeléctri éctrica ca de ira!lore ira!lores" s" #e presentaran descripciones de la planta$ de los componentes con sus respectivas !unciones como tam%ién de las descripciones de la operación de la misma" Para esto nosotros !uimos instruidos por ingenieros y técnicos en una gira técnica a la &utoridad del 'anal de Panamá$ en l a Termoeléctrica Termoeléctrica de ira!lores" a!a"ras C!a#es Producción de Energía$ 'om%usti%le$ Energía Eléctrica$ Potencia$ (emanda" A"stra$t

T)is document provides descriptions and tec)nical details o! T)ermoelectric ira!lores plant descriptions$ components *it) t)eir respective roles as *ell as descriptions o! t)e operation t)ereo! is presented" For t)is *e *e *ere instructed %y engineers and tec)nicians in a tec)nical tour to t)e Panama 'anal &ut)ority$ &ut)ority$ in T)ermoelectric ira!lores"

%e&'ords

Production o! Energy$ Fuel$ Electricity$ Po*er$ (emand"

1( Introdu$$i)n En este informe se identicara y describirá el funcionamiento y componentes de la Termoeléc Termoeléctrica trica Miraores, Miraores, como también descripción de los sistemas que la controlan. Esta planta de generación de energía eléctrica presenta la tecnología termoeléctrica$ esta tecnología se %asa en la trans!erencia de calor +ue se da en por distintos ciclos como lo son el ,an-ine y .rayton" En la Termoeléctrica se encontra%an motores de com%ustión interna$ una de dos tiempos y otra de cuatro tiempo$ Tur%ina de vapor y 'iclos 'om%inados" En los inicios de la planta$ solo se conta%a con tres unidades generadoras$ para ese entonces se tra%a/a%a con una !recuencia !recuencia de 0 2$ posteriormente posteriormente !ue convertida convertida a la actual de 34 25 en 1637" El o%/eti o%/etivo vo princi principal pal de la planta planta es propor proporcio cionar nar la energía necesaria par el cruce de los %arcos a través del

'anal de Panamá como tam%ién su operación" Parte de su e8cedente de energía se utili5a para suministrarla a nivel nacional o!recidos al ercado Eléctrico 9acional" #e detallan los componentes a!ines al área de estudio de la carrera$ las generalidades de generación de la planta$ su cuar cuarto to de má+u má+uin inas as y de cont contro rol" l" En el cual cual se descri%irá los componentes !undamentales de la planta y como como se inter interact act:an :an con ellos ellos para para poder poder o%tene o%tenerr un valo valorr dese desead ado o por por ulti ultimo mo desp despué uéss de de!i de!ini nirr las las carac caracter teríst ística icass de la planta planta se descri descri%e %e su modo modo de operación" En esta esta gira gira nos instruye instruyeron ron el geren gerente te de la planta planta Termoeléctrica Termoeléctrica el Ing" Ing" ;osé ')ir: y personal operario operario de la plan planta ta +ue +ue nos nos guio guio !uer !ueron on Isaa Isaacc 9:
= &ntonio Liu antonio"liu>utp"ac"pa

&ntonio Liu$ Edgar artíne5? In!orme de @ira

0

2( Des$ri$i)n de !a !anta Esta planta consta de 14 unidades 9o"1 T" @as 163B 14 generadoras de energía eléctrica$ 9o"0 T" @as 163B 14 con una capacidad 9o" T" @as 16A3 1D instalada de 1AB C" En esta se 9o"3 otor 0440 1A"D pueden encontrar 9o"A otor 044D 1A"D generadoras desde tur%ina de gas y 9o"D otor 044D 1A"D motores de 9o"6 otor 041B B6"B com%ustión interna$ en donde 9o"14 otor 041B B6"B B de ellas son de tur%ina de gas 9o"11 T'# 041B 1"7A utili5ando un 9o"10 T'# 041B 1"7A com%usti%le diesel liviano Potencial Total 1AB estas tiene una capacidad instalada 1DC $ como tam%ién  motores de com%ustión interna$ tres de ellos de cuatro tiempos utili5ando un %un-er ' y dos de ellos de dos tiempos " Unidad

Tipo

&
C

Para a%astecer estos motores y tur%inas de gas se cuenta con tan+ues de almacenamiento de com%usti%le$ tres de ellos tan+ues de diesel y seis de ellos tran+ue para %un-er$ en un !uturo se estudia cam%iar el %un-er actual por un %un-er mas pesado$ a%aratando los costos del com%usti%le" La planta posee una su%estación de transmisión y distri%ución" Ellos tam%ién utili5an su propia energía para su operación" Los motores de com%ustión internas son !a%ricados por la empresa &9$ de modelo 1D7D34 de 1D cilindros en $ 34 ciclos este para el de 7 tiempos" Estos motores se %asan en el ciclo (iesel"

Podemos descri%ir la planta de ira!lores como un comple/o en donde a simple vista se aprecian varios edi!icios" Un edi!icio de administración y B más en el cual se encuentran los motores +ue producirán energía eléctrica" Tam%ién en el área de la entrada se aprecia una su%estación +ue es la encargada de aumentar el volta/e para luego transmitirlo segun los niveles de volta/es re+ueridos por el '9( o la misma &'P" En los edi!icios +ue se encuentran los motores$ me/or dic)o$ el cuarto de má+uinas encontramos$ por supuesto$ los grandes motores de com%ustión interna a %ase de %un-er +ue es principal com%usti%le +ue utili5a la planta para operar$ una de dos tiempos y otra de cuatro tiempos" En uno de los edi!icios se encuentran dos motores de dos tiempos el cual tenía una altura de apro8imadamente 3 pisos y !uera de esa planta esta%a una especie de catali5ador me/or conocido como precipitador electrostático$ tam%ién !uera de la planta a simple vista se o%serva%an grandes tan+ues +ue dentro de ellos contienen los com%usti%les Gusualmente diésel y %un-erH" (entro del primer cuarto de má+uinas +ue visitamos aparte de o%servar los motores de marca an$ o%servamos el generador &lstom y cuarto de control" Luego de allí$ recorrimos un segundo cuarto de má+uina en el cual apreciamos dos motores de cuatro tiempos con 10 cilindros en línea operando de manera continua$ igual + los motores del cuarto anterior" #u sonido era ensordecedor y dado a +ue esta%a en un cuarto aislado$ a

In!orme de @ira$ 2idroeléctrica adden

pesar de usar tapones en los oídos$ se podía escuc)ar algo de sonido" &l salir de ese :ltimo cuarto$ nos dirigimos a otro cuarto de má+uinas$ pero en el caminar apreciamos muc)as tu%erías +ue seg:n nos decía el ingeniero son usadas para en!riar los motores$ utili5ando el agua del pe+ue
B

-igura 2(

Trans!ormadores GFuente? tomada por Edgar artine5H"

+(+( .u"esta$i)n En esta se transmite la energía eléctrica producida en la planta )acia toda el área del 'anal de Panamá$ como tam%ién a la líneas de transmisiones nacionales"

+( Des$ri$i)n de $omonentes & su un$i)n +(1( Tur"ina de gas El vapor producido en la caldera mueve loa ala%es )aciendo girar de la tur%ina" (es esta manera$ se trans!orma la energía contenida en el vapor a energía mecánica " -igura +( #u%estación a la entrada de la planta GFuente? tomada por Edgar artíne5H"

+(/( O!eodu$to Este se encarga de transportar el %un-er o com%usti%le en la planta" -igura 1( Tur%ina de gas de ira!lores GFuente? Edgar artíne5H

+(2( Transormadores Estos elevan el volta/e producido en la conversión de energía mecánica a eléctrica"

Figura 7" leoducto GFuente? tomada por Edgar artíne5H"


7

+(0( Tanue de a!ma$enamiento de $om"usti"!e #e almacena el com%usti%le$ esto le da venta/a de comprarlo cuando este a un precio mas %a/o"

-igura 0( Tan+ues de &lmacenmiento GFuente? tomada por Edgar

-igura 4( Tu%erías de en!riamiento GFuente? tomada por Edgar artine5H"

artine5H"

+(( re$iitador e!e$trost3ti$o

+(6 !anta eue7a au8i!iar

Este permite separar los residuos de la planta$ para ser Este es el e8citador para los motores de la planta$ les tratados de me/or !orma$ este !unciona con campos proporciona el arran+ue" electromagnéticos"

-igura ( Precipitador Electroestático GFuente? tomada por Edgar

-igura 6( otor &u8iliar GFuente? tomada por Edgar artine5H"

artine5H"

+(9( :enerador5A!ternador +(4 .istema de Enriamiento5 Este en!ria los motore de dos y cuatro tiempos para +ue estos no se so%recalienten"

Este convierte la energia mecania de rotación en energia electrica"

-igura 9( @enerador GFuente? tomada por Edgar artine5H"




-igura 11(

')imenea GFuente?

tomada por

Edgar artine5H"

+(12 En ella se

+(1;( Cuarto de Contro! En esta arease veri!ican y controlan todos los dispositivos de la planta" 'omo tam%ien la potencia generada"

-igura 1;( 'uarto de 'ontrol GFuente? tomada por Edgar artine5H"

+(11 C
Ca!dera

+uema el com%usti%le y asi la energia +uimica contenida en este se trans!orma en calor" En el motor de com%ustion interna es la camara del piston y esta deespues de ser +uemada )ace mover un pistón"

+(12 Motor de Com"ustion Interna

3


/( Des$ri$i)n oera$i)n de !a !anta Esta termoeléctrica %ásicamente opera con motores de com%ustión interna$ tur%inas de gas y ciclos com%inados" En la planta las su%estaciones operan con los siguientes volta/es 0"7-$ 10-$ 77- y 11- Los volta/es de 0"7- y 10- se utili5an para la alimentación de energía a di!erentes clientes en el área canalera y el de 77- para la transmisión interna del &'P" Por ultimo las líneas de 11- se interconecta con el sistema eléctrico nacional " #eg:n el Ing" ')ir:$ la planta termoeléctrica para la operación de la planta cuenta con 1B4 personas apro8imadamente como mano de o%ra )umana$ estas van desde operadores$ ingenieros$ mantenimiento$ mecánicos$ electricistas e instrumentales " La planta de ira!lores tiene 10 motores de los cuales 14 !uncionan de manera correcta y en el momento +ue !uimos se encontra%an !uncionando 6" Los motores +ue no están en !uncionamiento son los motores +ue utili5an el ciclo ,an-ine para generar electricidad$ la ra5ón principal es +ue sale un poco costoso el mantenimiento y la operación de plantas a %ase de este ciclo" Los motores +ue logramos apreciar su !uncionamiento generan electricidad utili5ando ciclo .rayton" Todo empie5a por +uemar el com%usti%le +ue generará un movimiento el cual )ará correr un !luido por medio de ductos a una tur%ina +ue conectada a un generador producirá electricidad" Los motores +ue )acen esta operación son relativamente grandes$ por lo +ue su consumo diario de com%usti%le Gen este caso .un-er 'H es de apro8imadamente 11444 %arriles por día Gseg:n los datos proporcionados por el gerente de la planta de ira!loresH$ pero en total la planta genera 1AB C en condiciones má8imas" En el cuarto de control de cada cuarto de má+uina se encuentran todos los datos +ue se pueden controlar de la ma+uinariaJ es decir desde advertir a cerca de una !alla )asta controlar la velocidad con la +ue se mueve cada motor$ como tam%ién encender y apagar cada má+uina" Estas má+uinas operan con !actores de potencia de 1$ es decir la potencia +ue e8porta es 144K real" La gestión de com%usti%les se reali5an cada periodo de B meses estimando así cual+uier contratiempo +ue e8ista$ en el momento de despac)ar com%usti%le se utili5a un camión cada semana +ue utili5ará el oleoducto para a%astecer los tan+ues +ue se encuentran en el área !inal de la planta" La gestión de emisiones al am%iente nada más las poseen las má+uinas de dos ciclos$ dado a +ue son nuevas y tenían el sistema de precipitador electrostáticoJ los otros motores no

poseen un sistema de catali5ador ni otro para evitar arro/ar emisiones por mala com%ustión o por otras ra5ones al am%iente" Los trans!ormadores como en todas las plantas se encargan de convertir el volta/e de salida y elevarlos a otros niveles de volta/es mayoresJ en este caso los motores de dos ciclos generan a BB-$ pero el volta/e +ue re+uiere la &'P es de 77- por lo +ue es necesario elevarlo a ese nivel$ como tam%ién disminuirlo en el caso +ue se re+uiera para otros clientes +ue tiene la región +ue a%astece la planta" 'uestionario 1" 'ómo !unciona una termoeléctricaM 0"

'uántos generadores y calderas se encuentran instaladas en la centralM

B"

'uánto es el consumo de com%usti%le de la central por díaM

7"

'uánto tiempo demora en iniciar operaciones la plantaM

"

'ómo reducen al má8imo las emisiones de gases nocivos al am%ienteM

3"

'uánta potencia se genera en condiciones má8ima la plantaM

A"

Nué tipo de ciclo de potencia utili5a la planta para generar electricidadM

D"

'ada cuánto tiempo se le da mantenimiento a la plantaM

6"

Nué tipo de tur%ina utili5aM

14" 'uántos trans!ormadores poseeM (esarrollo 1" Las centrales termoeléctricas utili5an com%usti%les para generar electricidad utili5ando un ciclo térmico como el .rayton o el ,an-ine +ue consiste en utili5ar un !luido$ elevando su presión y temperatura para +ue pase por una tur%ina +ue utili5ará la presión para girar y generar electricidad" El inconveniente de una planta térmica es +ue$ al utili5ar y +uemar com%usti%les para calentar un !luido$ el resultado generará calor y emisiones +uímicas +ue si no son tratadas adecuadamente puede ser per/udicial a !uturo" 0" &ctivos la planta tiene 14 generadores y calderas ningunas$ ya +ue se clausuró la má+uina +ue utili5a%a este tipo de sistema de calderas" B" 11444 %arriles de com%usti%le por día$ teniendo en cuenta +ue algunos motores utili5an diésel liviano como com%usti%le y el resto %un-er '"


7"

Los motores +ue menos duran en encender duran D minutos en encender y entrar a operar$ el resto en un promedio entre 1 a 104 minutos" " (e )ec)o$ reducen de manera po%re las emisiones de gases nocivos al am%iente$ utili5ando sólo dos sistemas de precipitadores electrostáticos para sólo dos motores$ mientras +ue los otros 3 motores no poseen nada para capturar partículas gaseosas" 3" En condiciones má8imas$ la planta genera 1AB C" A" Utili5a ciclo .rayton para generar energía eléctrica"

0( Con$!usi)n En esta e8periencia logramos conocer el !uncionamiento de una planta termoeléctrica en una gira +ue duró apro8imadamente B )oras en la +ue apreciamos el !uncionamiento de los motores +ue se encontra%an en el cuarto de má+uinas y las medidas de seguridad +ue se necesita%an utili5ar$ en especial los tapones para oídos" & pesar de +ue se o%tiene una cantidad considera%le de generación de energía eléctrica las plantas termoeléctricas +ue vimos en ira!lores no tienen un sistema de control de emisiones )acia el am%iente totalmente e!iciente ya +ue sólo un cuarto de má+uinas posee un precipitador electrostático$ mientras +ue los otros no" Tam%ién el nivel de ruido de los motores es demasiado !uerte dentro del recinto" Pero por el resto la e8periencia !ue del agrado en la planta y nos )a instruido de e8periencia para conocer y aplicar la teoría conocida en la asignatura de trans!erencia de calor y aplicar los conceptos ad+uiridos en materias a!ines a la generación de energía eléctrica y los motores +ue corresponde a la mecánica

6. Anexos. Presentaremos fotos del motor de combustión interna de dos tiempos tomadas en la gira.

A

D"

Ellos llevan un programa de mantenimiento$ dependiendo de lo +ue lo +ue las empresas !a%ricantes de las má+uinas digan$ algo parecido a los mantenimientos +ue se les reali5an a los automóviles" En el momento le tenían programado mantenimientos periódicos a los motores más vie/os para el mes pró8imo" 6" Utili5an tur%inas de gas para generar electricidad$ no se pudieron apreciar a simple vista" 14" La planta$ seg:n lo cuanti!icado posee A trans!ormadores de potencia de marca general electric"

D


En reconocimiento a los Ingenieros$ Tecnicos mencionados en el in!orme por compartir sus conocimientos y e8periencia con nosotros" 'omo tam%ién a la (ra" ;essica @uevara por coordinar y )acer la gira posi%le"

RE-ERENCIA.

RECONOCIMIENTO

O1

&puntes tomados en la gira e8puesta por el Ingeniero ')irrup y 'ontreras"

O0

Folleto entregado por la &dministración de la 2idroelectrica adden

OB

)ttp?***"cnd"com"pa"

O7

&puntes proporcionados por la pro!esora ;essica @uevara"

Gira a la termoelectrica Miraflores

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