Descripción del Equipo Operación En la operación de una central

Descripción del Equipo
Operación
En la operación de una central termoeléctrica se hace necesario el uso de los
siguientes órganos principales, además de su equipo auxiliar.
1.
2.
3.
4.
Generador de Vapor
Turbina de Vapor
Generador Eléctrico
Equipos Auxiliares.
Para poder comprender lo que es la operación de una central termoeléctrica, se
recurre al diagrama simplificado anexo, en el cual se muestra a grandes rasgos
el equipo comprendido, líneas de conducción, de condensado, agua de
alimentación y de vapor, con lo cual se forma un circuito cerrado, esto es que
partiendo de un punto del proceso se regresa al mismo punto de partida.
Como el sistema no es completamente hermético, ya que se tienen algunas
pérdidas y puergas ya sea de condensado, agua de alimentación o de vapor,
será necesario reponer el agua perdida por medio del tanque de repuesto.
Fig. 2 Diagrama de flujo de C.T. Puerto Libertad
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El tratamiento químico que se le da al ciclo consiste en dos tipos que son:
•
El tratamiento Interno
Es el que se le da al ciclo agua/vapor mediante inyecciones de
compuestos, purgas, etc., para mantener el agua dentro del ciclo en
condiciones adecuadas para evitar problemas de corrosión e
incrustaciones en los equipos que forman el generador de vapor.
El tratamiento interno del ciclo se lleva en base a dos acciones básicas de
control:
1. Análisis químico de concentraciones de impurezas y compuestos de
control.
2. Dosificación de químicos para evitar problemas de corrosión e
incrustación en base a los resultados de los análisis.
Análisis químicos: para llevar un buen control químico del ciclo agua/vapor se
toman muestras en cuatro puntos para conocer su comportamiento y posibles
causas de contaminación al sistema:
a)
b)
c)
d)
Agua-Caldera (domo)
Vapor Vivo
Condensado
Agua de alimentación.
•
El tratamiento Externo
Es el que se le da al agua para conducirla de tal manera que cumpla con
todos los requisitos para ser utilizada como agua de repuesto para el
ciclo agua/vapor.
Consiste en acondicionar el agua de repuesto para el ciclo, de tal manera que
cumpla con los requisitos para evitar problemas de corrosión e incrustaciones,
existen varios sistemas de acondicionamiento de agua, pero para el caso que
se ocupa se describiran solo tres:
A. Cárcamo
B. Evaporadora de Agua de Mar
C. Intercambio iónico (Pulidores)
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Cárcamo
El agua de mar entra al cárcamo de succión por el canal de llamada, pasando
antes de llegar a las bombas de agua de circulación por un par de rejillas fijas,
que impiden el paso de materiales extraños a éste; se utiliza una rejilla para
poder sacarla a limpieza, mientras la otra se encuentra en servicio.
Bombas de Agua de Circulación
El sistema cuenta con dos bombas, con su impulsor tipo propela, de flujo axial,
cada bomba tiene una capacidad de 50% de carga de la unidad, con un gasto
de 189,300 lit./min. Con una carga dinámica total de 8.81 mts. y una carga a
válvula cerrada de 19.5 mts.
La bomba tiene acoplado un motor eléctrico de inducción de 400 Kilowatts que
opera a 4000volt. Tomando una corriente máxima de 80.2 Amps., gira a una
velocidad de 435 revoluciones por minuto, el motor es de 16 polos. Tiene un
balero superior lubricado con aceite cuyo nivel se puede vigilar por medio de un
nivel óptico, por el cual se hace la reposición de aceite en caso de que éste
disminuya, tiene un indicador local de temperatura a la salida del aire de
enfriamiento, la máxima elevación de temperatura permitida es de 77ºC y el
balero inferior del motor es lubricado por grasa
Diagrama de Flujo del Cárcamo
Fig. 3
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Planta Evaporadora De Agua De Mar
El proceso consiste en obtener agua destilada, a partir del agua de mar, se
aprovecha el principio de evaporación del agua, es decir el agua hierve a una
temperatura de 100 °C a una presión de 1 atmósfera, pero a menor presión el
agua hervirá a menor temperatura, de esta manera se precalienta el agua de
mar a una temperatura entre 70 y 82 °C utilizando vapor del ciclo, y se envía a
unas cámaras que se encuentran a vacío (presión menor a la atmósfera)
provocando de esta manera su evaporación instantánea, el vapor generado es
a su vez condensado por el agua de mar que va a ser precalentada
obteniéndose así el agua destilada.
Diagrama de Flujo de la Evaporadora
Fig.4
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Tanque de Almacenamiento de Agua Destilada
El agua destilada producida por la evaporadora de Agua de Mar, es envida a
este tanque de almacenamiento con capacidad de 600 m3. Existe un tanque de
esta capacidad por cada dos unidades evaporadoras.
Diagrama del Tanque de Agua Destilada
Fig.5
Características Principales de la Evaporadora
Tipo: flash de múltiples etapas, del tipo de un solo paso
Escala: polifosfato de dosificación
Capacidad: 552 m3/día
Relación de rendimiento: 4,2 kg destilado / 555.5kcal.
Flujo de vapor de calefacción: 5560 kg / h
N º de etapas: 9
Máxima Temperatura de salmuera: 82 ºC
Golpe de concentración de salmuera: 1,07
Temperatura máxima de agua de mar: 33 ºC
Concentración de agua de mar: 37.829 ppm
Presión del suministro de agua de mar: 10 mag
Temperatura del destilado: 40 °C
Pureza del destilado: 5 ppm T.D.S.
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Funciones de la Evaporadora
1. En todas las cargas de la turbina de 40% al 100%, la planta
evaporadora puede funcionar de forma estable por 50% de la carga a la
carga nominal.
2. A la temperatura del agua de mar desde el mínimo de
máxima 33 º C, la planta puede funcionar con un
satisfactorio, porque la línea de recirculación de salmuera
entrada el agua de mar pueden mantener la temperatura
mar a más de 25 º C.
16 º C a la
rendimiento
y la línea de
del agua del
3. Los materiales de la carcasa del evaporador, tubo y placa de tubos, etc.
como están en contacto con agua de mar son seleccionados para
cuproníquel 90/10 contra la corrosión.
4. El mantenimiento e inspección es simple.
Rendimiento Previsto
1.- producto destilado.
El producto destilado de carga nominal es de 552 metros cúbicos por día. En
cualquier carga parcial, la planta puede ser operada desde el 50% de carga
(276 metros cúbicos por día) para la carga nominal (552 m3 / día).
2.- relación de calidad
Con una relación de diseño de rendimiento de 4,2 kg de destilado por 555,5
Kcal de vapor para el calentador de salmuera se muestra en la siguiente tabla
con las cargas de la turbina.
El 25% Tb. de vapor de carga auxiliar se utiliza para ser calentado por vapor.
Pureza del destilado
El destilado tiene una pureza de 5 ppm de sólidos totales disueltos.
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Bombas de Transferencia de Agua Destilada
Son dos bombas de transferencia de agua destilada por cada tanque de
almacenamiento de agua destilada, las cuales envían el agua hacia el sistema
de pulidores con la suficiente presión para que alcance a llegar hasta el tanque
de agua desmineralizada.
Tanque de Reserva de Agua Destilada
Almacena agua destilada en los períodos donde existe alta producción de las
evaporadoras, con el objetivo de tener reserva en caso de que se presente falla
en alguna evaporadora o para maniobras.
Es un solo tanque de capacidad de 200 m3
Intercambio Iónico (pulidores)
Este consiste en hacer pasar el agua a través de una cámara de resinas
catiónicas y aniónicas, las cuales eliminan los sólidos disueltos en el agua por
medio de intercambio.
Las resinas catiónicas intercambian iones hidrógeno por cationes como sodio,
calcio, magnesio, fierro, etc.
Las resinas aniónicas intercambian iones hidróxidos por aniones como sílice,
cloruros, nitratos, etc., y de esta manera se obtiene agua casi totalmente libre
de sólidos.
Ambas resinas, las aniónicas y catiónicas se encuentran mezcladas en los
pulidores para actuar simultáneamente.
Ahora bien debido a que en su operación de intercambio las resinas se agotan,
es decir se termina su elemento de intercambio, es necesario regenerarlos, las
catiónicas con ácido sulfúrico o clorhídrico y las aniónicas con sosa cáustica.
Las resinas de intercambio iónico, son pequeñas perlas perfectamente
esféricas con un tamaño variable de entre 0.40 y 0.65 mm
Son en total 3 pulidores, cada uno con capacidad para manejar el producto de
2 evaporadoras.
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Diagrama de Flujo de los Pulidores
Fig. 6
Tanque de Observación
Tanque intermedio entre la producción de pulidores y el tanque de agua
desmineralizada; el objetivo de contar con este tanque, es vigilar la
conductividad del agua que pasó por los pulidores antes de ser conducida al
tanque de agua desmineralizada, con el fin de evitar una contaminación con el
agua de repuesto al ciclo.
Es un solo tanque con capacidad de 500 m3.
Tanque de Agua Desmineralizada
Este almacena el agua producida por los pulidores. Existen dos tanques de
almacenamiento de agua desmineralizada, uno por cada dos unidades con
capacidad de 1000 m3 cada uno.
Bombas de Transferencia de Agua Desmineralizada
Estas tienen como función enviar el agua de repuesto hacia el ciclo, existen
dos bombas de transferencia por cada tanque de almacenamiento de agua
desmineralizada.
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