Instituto Tecnológico de México Instituto Tecnológico de Lerma
Ing. Mecánica
Sistema de generación de energía
Unidad I Centrales Térmicas de Vapor y Generadores de vapor
Cesar Pantoja Delgado
Ing. eli!e ". Castillo Pére#
$.% C&"T'(L&S T)'MIC(S D& *(P+' , -&"&'(D+'&S D& *(P+'............. $.$. (ntología/ de0inición 1 0unción de las centrales térmicas de 2a!or.... 2a!or... . . $.3. Clasi0icación/ descri!ción/ 0unción e instalación de las !rinci!ales !artes del generador de 2a!or........... 2a!or.................... .................. .................. ................. ................. ............................................4 ...................................4 $.. Condensadores 1 sistemas de alimentación........................................5 alimentación........................................5 $.4. Clasi0icación 1 0uncionamiento.................. 0uncionamiento........................... .................. .................. ................. ...........................6 ...................6 $.7 Torre de en0riamiento en0ria miento................... ...................................... ...................................... ...................................... ............................$8 .........$8 $.9 Ciclo :idrológico................... :idrológico............................ .................. .................. .................. ................. ....................... ..............................$4 ...............$4 $.; Im!ure#as/ dure#a 1 e0ectos................... e0ectos............................ .................. .................. .....................................$4 ............................$4 $.5 sistema de tratamiento del agua de alimentación........ alimentación ................. .................. .................. ................$9 .......$9 $.6. Calentadores del agua de alimentación................. alimentación......................... ................. .................. ......................$5 .............$5 $.$8 Ciclo com
ine.................... =ra1ton%'an>ine............................. .................. ................. ................. .................. ..........................$6 .................$6 $.$3. De0inición 1 e0iciencia del ciclo................... ciclo............................ .................. .................. .................. ......................38 .............38
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$.% C&"T'(L&S T)'MIC(S D& *(P+' , -&"&'(D+'&S D& *(P+'
$.$. (ntología/ de0inición 1 0unción de las centrales térmicas de 2a!or. Una centra centrall térmic térmica a trans0 trans0orma orma la energí energía a calorí calorí0ic 0ica a de un com
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$.3. Clasi0icación/ descri!ción/ 0unción del generador de 2a!or.
e instalación de las !rinci!ales !artes
Clasi0icación &ntre la clasi0icación de las calderas se !uede catalogar • •
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• •
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Por la naturale#a del ser2icio !ueden ser 0ija/ !ortátil/ locomotora o marina. Por el ti!o de com
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Componentes básicos
Una caldera o generador de 2a!or se com!one <ásicamente de los siguientes elementos CU&'P+ es !ro!iamente el cilindro Aue técnicamente se llama en2ol2ente. Su 0unción !rinci!al es la de almacenar toda el agua Aue se 2a a e2a!orar 1 resistir la !resión a la Aue 2a a estar sujeta. E+-(' aAuí es donde se e0ecta la com
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Descripción de los Accesorios Accesorios de Observación:
Toda caldera de
manómetros/ Aue se conectarán a la cámara de 2a!or de la caldera Mediante un tu
com
Indi Indicad cador ores es de tempe temperat ratur ura: a:
Accesorios de seguridad: Válvulas de seguridad Tiene !or o
ésta so
agua :acia el :ogar/ cuando el ni2el de agua en la caldera
0uncione cuando el ni2el de agua alcance el mínimo o el máximo/ deteniendo a la 2e#/ el 0uncionamiento del sistema de com
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Accesorios de alimentación de agua: Bombas: &ste accesorio al igual Aue el in1ector/ nos !ermite re!oner él agua Aue
se :a 2a!ori#ado en el interior de la caldera. &ntre éstas/ tenemos las =om
Aue !roduce la caldera 1 son ca!aces de descargar agua a una !resión ma1or Aue la !resión interna de la caldera.
Accesorios de limpieza: !uertas de inspección: Segn sus dimensiones se llaman !uertas de :om
ta!as de registro. )stas ltimas sólo !ermiten el !aso de un
extracción de 0ondo 1 las de extracción de su!er0icie. La !rimera de ellas 2a u
interior del tu
!resión de tra
(!agan el Auemador cuando se o
Control de nivel de agua Los controles de ni2el de agua/ tienen !or o
controlar Aue el agua/ dentro de la caldera/ se mantenga en un 2alor o en un rango !re%determinado. Control de la llama Mediante una celda 0otoeléctrica se controla la llama ?su
largo@ im!idiendo la alimentación de com
com
•
•
Se a!ro2ec:a el 2a!or a la salida de la tur
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$.4. Clasi0icación 1 0uncionamiento. &n las centrales térmicas se utili#an dos ti!os de condensadoresB de su!er0icie 1 de c:orro. Los condensadores de su!er0icie !ro!orcionan una
&l en0riamiento se !roduce !rinci!almente !or la e2a!oración del agua en la atmos0era. Los condensadores de c:orro !ueden ser de ni2el
Las torres de en0riamiento !oseen las siguientes !artes constituti2as '(uipo mecánico: con0ormado !or una estructura !ara el 2entilador/ un motor/ un
reductor de 2elocidad/ un 2entilador de as!as de di0erentes ti!os 1 materiales/ una 0lec:a de transmisión 1
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Cuerpo: es la estructura Aue le da 0orma a la torre 1 !uede ser metálica/ de
madera incorru!ti
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"os rociadores: se encuentran en la !arte su!erior de la torre 1 !ermiten Aue el
agua caliente ingrese a la torre en 0orma de gotas !ara aumentar su su!er0icie de contacto.
'mpa(uetadura 'mpa(uetadura:: la em!aAuetadura es una estructura Aue se encuentra en el
interior de la torre 1 !uede ser metálica/ !lástica o de madera. Su 0unción es o
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'liminadores de acarreo o roció: es una estructura u
de la torre 1 tiene la 0inalidad de e2itar Aue las gotas !eAueas sean arrastradas !or la corriente de aire 0uera del sistema.
#eservorio: #eservorio: se encuentra en el 0ondo de la torre 1 es un tanAue en el cual se
recoge el agua en0riada !ara regresar nue2amente al sistema. Tuber)a de restitución del agua: con0orme se !roduce la e2a!oración del agua
es necesario ir restitu1éndola/ !ara este !ro!ósito existe una tu
'scaleras 'scaleras de acceso: acceso: la escalera de acceso está en un todo de acuerdo a las
es!eci0icaciones de la +SE( 1 !ermite 0ácil ins!ección 1 mantenimiento/ además de estar com!uesta normalmente del mismo material de la estructura de la torre/ !uede ser de 0i
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$.9 Ciclo :idrológico La 2a!ori#ación del agua se reali#a en la caldera Aue es/ un de!ósito de agua Aue se calienta :asta Aue el agua se con2ierta en 2a!or. Como el 2a!or/ a la salida de la cald calder era/ a/ cont contie iene ne toda toda2í 2ía a !art !artíc ícul ulas as liAu liAuid idas as se le con2 con2ie iert rte e en 2a!o 2a!or r reca recale lent ntad ado o :aci :acién éndo dola la !asa !asarr !or !or el circ circui uito to secu secund ndar ario io de uno uno o más más recalentadores !rimarios/ situados en la tra1ectoria de los gases de com
Las im!ure#as asociadas con el car<ón !ueden ser %Intrínsecas %&xtrínsecas Cuando el car<ón se Auema/ la materia mineral asociada al car<ón
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$.5 sistema de tratamiento del agua de alimentación Las centrales térmicas 1a sean nucleares/ ciclos ciclos com
D&S(L(CI+"
&l !roceso de a
Destilación en mlti!le e0ecto.
%
las:ing en mlti!le e0ecto.
%
&n0riamiento.
Los !rocesos Aue no im!lican un cam
Jsmosis in2ersa.
%
&lectro diálisis. 16
&l rendimiento de una instalación 2iene dado !or el 0actor de rendimiento ?'@/ Aue mide la energía consumida !or Kg. de agua !roducida. &2identemente/ un !roceso será más e0iciente cuanto ma1or sea su 0actor de rendimiento. 3.
(I"+
&l agua o
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$.6. Calentadores del agua de alimentación &n las centrales térmicas modernas se consigue mejorar el rendimiento del ciclo e0ectuando un calentamiento !rogresi2o del agua de alimentación desde Aue sale del condensador :asta Aue llega a la caldera. &ste calentamiento se reali#a en calentadores situados escalonadamente a lo largo de todo el sistema de agua/ mediante 2a!or extraído de la tur
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$.$8 Ciclo com
$.$$. $.$$. Ciclo =ra1ton%'an>ine. &n la !ráctica/ !ráctica/ el término ciclo comine/ Aue traine@ 1 am
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La justi0icación de los ciclos comine@. $.$3. De0inición 1 e0iciencia del ciclo. &n los ciclos comine con su tur
de condensación lle2an a!arejados incrementos en el !orcentaje de :umedad !resente. Para reducir la :umedad en el esca!e/ la solución ado!tada en las centrales térmicas con2encionales consiste en el recalentamiento del 2a!or una 2e# Aue se :a reali#ado en la tur
Con el recalentamiento/ a la 2e# Aue se consiguen incrementos signi0icati2os de !otencia/ !uede mejorarse el rendimiento si se aumenta la tem!eratura media del 0oco caliente. &sto es generali#a
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