FUERZA MOTRIZ(curi)

FUERZA MOTRIZ TERMICA CENTRAL TERMICA DE CHILCA GRUPO Nº 1 INTEGRANTES: • Carrión Salcedo, Miguel Angel. • Curiñaupa Flores, Walter. • Chipana Aguado, Elena Catherine. • Fuentes Limaco, Carlos. • Oliv Olivaa Pachas, Carlos Hernán. Her nán. • Rudas Alcántara, Everth.

LA CENTRAL TERMICA DE CHILCA 





El proyecto esta a cargo de la Empresa de Generación Eléctrica EGECHILCA y contempla la construcción de una central termoeléctrica, que aproveche el gas de Camisea y genere 520 MW, esto es entre el 15 - 20 % de la energía eléctricagenerada en el Perú. La planta será de ciclo combinado produciendo energía mediante dos turbinas de combustión de gas y una turbina de vapor de gas de alta eficiencia y bajo costo. Se estima que consumirá 78 millones de pies cúbicos del gas natural de Camisea. Para el sistema de enfriamiento del condensador de la turbina a vapor, se utilizará agua de mar por bombeo, bombeo, desde la playa que se ubica a 75 metros de distancia.









Así también el suministro de agua potable será a partir de una planta desalinizadora con capacidad para 2000 m3/día. La central tiene prevista la construcción de una sub-estación de 690 MVA que incluye tres transformadores de trifásico de 230 MVA cada uno. EGECHILCA ya firmó los contratos de construcción, operación y mantenimiento con SNC Lavalin Constructors y North American Energy Services, el tiempo estimado para la culminación de las obras es de 24 meses y se emplearán aproximadamente a 1,500 trabajadores. La planta podría iniciar sus operaciones a fines del 2006 con una capacidad inicial de 320 MW, hasta completar en el 2007 los 520 MW proyectados. La energía eléctrica producida será entregada a la distribuidora Luz del Sur.

CONDICIONES DE TRABAJO DE LA CALDERACONDICIONES DE TRABAJO DE LA CALDERA Presión de vapor vivo:

PV V = 10 MPa = 1450.37 PSI Temperatura de vapor vivo:

TV V = 600 ºC = 1112 ºF Relación de presión óptima:

rp = 0.18 Humedad máxima a la salida de la turbina de baja presión:

Ymáx = 12 % Condensador:

PCond = 0.006281 MPa TCond = 37 ºC



Condición de operación:

Altura sobre el nivel del mar: 4 m.s.n.m.  Combustible: Gas Natural Seco  Enfriamiento: Torre de refrigeración 



Ciclos de sobrecalentamiento y recalentamiento.



Pérdida de vapor total.

Caldero : 2%  Turbinas : 1%  Eyector : 1% 



Sello en el laberinto de Turbinas: 1%

Turbina de Alta : 0.4%  Turbina de Media : 0.3%  Turbina de Baja : 0.3% 



Eficiencia de la Planta:

Eficiencia de expansión en las turbinas : 90% Eficiencia Mecánica : 95% Eficiencia del Generador Eléctrico : 98% 

Condiciones Atmosféricas

Presión Atmosférica : 14.7 PSI Temperatura de bulbo húmedo : 17 ºC Temperatura de bulbo seco : 24.5 ºC Humedad Relativa : 78% 

Incremento de Temperatura en el condensador :

20 ºF

CÁLCULOS PARA UBICAR LOS ESTADOR TÉRMICOS EN LA CAMPANA DE GAUSS 

Presión de Recalentamiento PS = 10 MPa

rp = 0.18 PR = PS x rp

PR = 1.8 MPa 

La Temperatura de Saturación a la presión de recalentamiento, es:

TR = 207.15 ºC

T R  T Cond N º

Calentadores



Calculando el incremento de temperatura en los calentadores:

TR = 207.15 ºC = 37 ºC  TCond  Nº Calentadores = 6 

T = 28.35 ºC Hallando las Temperaturas para cada equipo térmico Temperatura del Caldero: 311.06 ºC



Calentador Nº 1 (C- 1)



PR = 1.8 Mpa En la tabla de vapor saturado, la temperatura es: = T C - 1 = 207.15 ºC




 

TC - 2 = TC - 1 - T  TC - 2 = 178.8 ºC  Tomamos: TC - 2 = 180 ºC y 

1.0022 MPa

PSat =




TC - 3 = TC - 2 - T  TC - 3 = 151.65 ºC  Tomamos: TC -3 = 152 ºC y 



PSat = 0.5019

MPa Calentador Nº 4 (C- 4)

TC - 4 = TC - 3 - T  TC - 4 = 123.65 ºC  Tomamos: TC -4 = 124 ºC y 

PSat = 0.225

MPa  

0.225 MPa = 2.22 Atm.

Dicha presión está entre el rango de 1.5 a 2.5 Atm., por lo tanto se ubicará el mezclador.







PSat = 0.08455

MPa Calentador Nº 6 (C- 6)




MPa Condensador (Cd)

TCond  PCond 

= 37 ºC = 0.006281 MPa

PSat = 0.02503

BALANCE TÉRMICO 

Calentador 1: 



m14



m13

 mi m c 1 . h c 1





1

 hi 

 ms

 hs

m13 . h13

m14 . h14

ma . ha





ma  2797  741 .7  860 .9  ma  884 .8

ma  0.062336

Calentador 2: 



m12





m13



1



m

c 2



m

b

 mi

 ma '

 hi 

 ms  hs

m c  2 . h c  2  m12 . h 12  ma ' . ha '  m13 . h13  mb . hb 

mc  2



2778



621



(m

a

 mc 2 ) 884 .8 

721 .7  763 .2(m  2  m ) c

a



2778 mc 2



621



0.062336

 884 .8 

mc  2  0.0561568

741 .7



763 .2(mc 2  0.062336 )

Calentador 3: m12 = m11 =

1

mc3 = mc - mb

mi  hi  ms  hs m 11 . h11  mc 3 . hc 3  mb ' . hb '  m12 . h12  mc . hc 535 .9941  mc 3  2749  0.11849  763 .2  621  (mc 3 .  0.11849 ) . 640 .8

mc 3  0.033442 me3  mc 3  m2

m



0 0418

Evaporador: my = my’ = 0.04 m2 = m2’

 mi

 hi 

 ms

 hs

m y . h y  m z . h z  m y ' . h y '  m z ' . h z '

m y .(h y  h y ' )  m z ' .(h z '  hz ) m z '

m z

'



m y .(h y 

0.04 .(84 .17

h z ' 

535 .3)

599 .6  2749





h y ' )

h z

m z '  0.04  0.2099

Mezclador:  mi

 hi 

ms  hs

m z . h z '  m y . h y '  m9 . h9  mc 4 . hc 4  mc ' . hc '  m10 . h10 0.0084 (599 .6)  0.04 (535 .3)  m9 . h9  mc 4 . hc 4  0.1519 (640 .8)  520 .7

mc '  mc1  mc 2  mc 3  0.1519 123 .7862  m9 (372 .8)  mc 4 (2712 )  520 .7

372 .8 m9  mc 4 (2712 )  396 .91

Balance de Masas:  mi   ms m10  m z '  m y '  m9  mc '  mc 4 1  0.0084  0.04  0.1519  m9  mc 4 m9  0.7997  mc 4 372 .8 (0.7997  mc 4 )  2712 mc 4  396 .91

(372 .8  2712 ) mc 4  98 .78 mc 4  0.03202

m9  0.7677

Calentador 5:  mi

 hi 

 ms

 hs

m c 5 . hc 5  m8 . h8  m9 . h9  md . hd md (h10  hc 5 )  m8 / (h8  h9 ) md  0.7676 (247 .1  372 .8) / 397 .9  2668

md  0.0422

mc5 = md m8 = m9

Calentador 6: 

 mi

 hi 

 ms

 hs

m7 = m8 =m9 me = mc5 = mc6

m 7 . h7  mc 6 . hc 6  md ´ hd ´  m8 . h8  me . he m 9 . (h7  h8 )  mc 6 . hc 6  0.0422 hd ´  (0.0422  mc 6 ) . he 0.7677 (155 .3188  247 .1)  0.0422 (397 .9)  0.0422 (272 )  mc 6 (272  2618 )

mc 6  0.0278

ENERGÍA ESPECÍFICA DE LA PLANTA  





Calculo de las masas especificas: Tramo 1-2: m1-2 = mT – mp.c m1-2 = 1 – 0.02 m1-2 = 0.98 Tramo 3-e2: m3 – e2 = m1-2 – mp.TAP – me1 m3 – e2 = 0.98 – 0.004 – 0.0623 m3 – e2 = 0.9137 Tramo e2-e3: me2 – e3 = m3-e2 – me2 me2 – e3 = 0.9137 – 0.0562



Tramo e3 - 4: me3 - 4 = me2-e3 – me3 me3 - 4 = 0.8575 – 0.0418 me3 - 4 = 0.8157



Tramo 4-e5: m4 - e5 = me3-4 – mP.TMP – me4 m4 – e5 = 0.8157 – 0.003 – 0.320 m4 – e5 = 0.7807



Tramo e5 – e6: Me5-e6 = m4-e5 – me5 Me5-e6 = 0.7807 – 0.0422 Me5-e6 = 0.7385



Tramo e5 - 5: Me6-5 = me5-e6 – me6 Me6-5 = 0.7335 – 0.0278 Me6-5 = 0.7107

2.Energia especifica de la planta:  

EE1 = MiHi Tramo 1-2: EE1-2 = m1-2 x h1-2 EE1-2 = 0.98( 3625 – 3130.9) EE1-2 = 484.213 KJ/Kg



Tramo 3-e2: EE3-e2 = m3-e2 x h3-e2 EE3-e2 = 0.9137( 3692 – 3493.1) EE3-e2 = 181.7349 KJ/Kg



Tramo e2 – e3: EEe2-e3 = me2-e3 x he2-e3 EEe2-e3 = 0.8575( 3493.1 – 3286.91) EEe2-e3 = 176.8079 KJ/Kg



Tramo e3 - 4: EEe3-4 = me3-4 x he3-4 EEe3-4 = 0.8157( 3286.91 – 3080.891) EEe3-4 = 168.0496 KJ/Kg



Tramo 4 – e5: EE4-e5 = m4-e5 x h4-e5 EE4-e5 = 0.7807( 3080.891 – 2872.1891) EE4-e5 = 162.9335 KJ/Kg



Tramo e5 – e6: EEe5-e6 = me5-e6 x he5-e6 EEe5-e6 = 0.7385( 2872.1891 – 2666.8189) EEe5-e6 = 151.6658 KJ/Kg



Tramo e6 – 5: EEe6-5 = me6-5 x he6-5 EEe6-5 = 0.7107( 2666.8189 – 2482.4818) EEe6-5 = 131.0083 KJ/Kg



EET = mi = hi = 1456.413 KJ/Kg.

CALCULO DE LA MASA TOTAL DE LA PLANTA ( ºG )  





Calculo de a potencia de vapor requerido(PVR) Datos: Potencia en los bornes = 170 MW. Potencia en los servicios auxiliares = 10% 170MW = 17 MW Eficiencia del generador electrico = 0.98 Eficiencia mecanica = 0.95 PVR = (170 + 17)/(0.98 x 0.95) PVR = 200.8592 MW Consumo especifico del vapor(g) g = 1/ EEtotal = 1/ 1456.413 = 0.00068618 KJ/Kg. g = 0.000686618 Kg/KJ x 3600 KJ/KW – hr g = 2.471826 Kg/KW-hr Masa total de la planta (Ġ) Ġ = PVR . g = 200.8542(2.471826) kW x kg/kW -hr

Ġ = 496489 kg/hr

CALCULO DE LA POTENCIA PRODUCIDA 

En las extracciones: Me1 = me1 x Ġ = 0.0623 x Ġ Me2 = me2 x Ġ = 0.0562 x Ġ Me3 = me3 x Ġ = 0.0418 x Ġ Me4 = me4 x Ġ = 0.032 x Ġ Me5 = me5 x Ġ = 0.0623 x Ġ Me6 = me6 x Ġ = 0.0278 x Ġ ΣMText = 130229.0647 kg/hr



Me1 = 30931.2647 kg/hr Me2 = 27902.6818 kg/hr Me3 = 20753.2402 kg/hr Me4 = 15887.648 kg/hr Me5 = 20951.8358 kg/hr Me6 = 13802.3942 kg/hr

En las perdidas: Mpeyector = mpeyector x Ġ = 0.01 X Ġ Mpcaldero = mpcaldero x Ġ = 0.02 X Ġ MpTAP = mpTAP x Ġ = 0.004 X Ġ MpTMP = mpTMP x Ġ = 0.003 X Ġ MpTBP = mpTBP x Ġ = 0.003 X Ġ ΣMptotal = 19859.56 kg/hr

Mpeyector = 4964.89 kg/hr Mpcaldero = 9929.78 kg/hr MpTAP = 1985.956 kg/hr MpTMP = 1489.467 kg/hr MpTBP = 1489.467 kg/hr



Masa de vapor en los procesos que generan potencia: Tramo 1-2: M1-2 = m1-2 x Ġ = 0.98 x Ġ M1-2 = 486559.22 kg/hr Tramo 3-e2: M3-e2 = m3-e2 x Ġ = 0.4137 x Ġ M3-e2 = 453642 kg/hr Tramo e2-e3: Me2-e3 = me2-e3 x Ġ = 0.8575 x Ġ Me2-e3 = 425739.3175kg/hr Tramo e3-4: Me3-4 = me3-4 x Ġ = 0.8157 x Ġ Me3-4 = 404986.07731kg/hr Tramo 4-e5: M4-e5 = m4-e5 x Ġ = 0.7807 x Ġ M4-e5 = 387608.9623 kg/hr Tramo e5-e6: Me5-e6 = me5-e6 x Ġ = 0.7385 x Ġ Me5-e6 = 366657.1265kg/hr Tramo e6-5: Me6-5 = me6-5 x Ġ = 0.7107 x Ġ M1e6-5 = 352854.7323kg/hr

ΣMtotal = 2878047.44 kg/hr

POTENCIA PRODUCIDA EN LA PLANTA 

Tramo 1-2: P1-2 = M1-2 x h1-2 P1-2 = 486559.22( 3625 – 3130.9) P1-2 = 66780.25295 KW



Tramo 3 – e2: P3-e2 = M3-e2 x h3-e2 P3-e2 = 453642( 3692 – 3493.1) P3-e2 = 25063.7205 KW



Tramo e2 – e3: Pe2-e3 = Me2-e3 x he2-e3 Pe2-e3 = 425739.3173( 3493.1 – 3286.91) Pe2-e3 = 24384.2194 KW



Tramo e3 - 4: Pe3-4 = Me3-4 x he3-4 Pe3-4 = 404986.0773( 3286.91 – 3080.1891) Pe3-4 = 22470.75747 KW



Tramo e5 – e6: Pe5-e6 = Me5-e6 x he5-e6 Pe5-e6 = 366657.1265( 2872.1891 – 2666.8189) Pe5-e6 = 20916.79024 KW



Tramo e6 - 5: Pe6-5 = Me6-5 x he6-5 Pe6-5 = 352854.7323( 2666.8189 – 2482.4818) Pe6-5 = 18067.83835 KW

POTENCIA TOTAL DE LA PLANTA = ∑Pi = 200.8599197 MW

FUERZA MOTRIZ(curi)

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