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Información detallada de curso

 

Primer semestre 2017
Mar 28, 2024
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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: ELP 8143 - GENERACIÓN TERMOELÉTRICA
División Académica: División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ingeniería Mecánica
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría


En esta asignatura se presentan al estudiante los fundamentos básicos y los componentes principales de las plantas de generación que utilizan el vapor. Se establece el análisis de funcionamiento basado en los ciclos termodinámicos y las aplicaciones de cada uno de los componentes, calculando el rendimiento de las plantas bajo ciertas condiciones de operación


3. JUSTIFICACIÓN
La importancia que tiene para el Ingeniero Mecánico conocer las características de construcción y operación de las plantas de vapor, radica en el elevado porcentaje de energía eléctrica que se genera en plantas térmicas en nuestro medio: además, por el hecho de muchas fábricas tienen sus propias plantas de fuerza a base de vapor y gas.


4. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES
En este curso se busca que el estudiante adquiera los conocimientos y conceptos más importantes asociados en los procesos que intervienen en la generación de energía con plantas de vapor.


OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al finalizar la asignatura el estudiante estará en capacidad de :
- Aplicar los conocimientos necesarios sobre los elementos de una Planta de Térmica, sus características, operación y mantenimiento para la generación y regulación de energía eléctrica, utilizando los recursos naturales en la forma más eficiente.
- Dar al estudiante los conocimientos básicos Termodinámicos de los procesos de generación térmica de energía eléctrica y los criterios de dimensionamiento y selección de las plantas y equipos requeridos.
- Promover el desarrollo de habilidades de comunicación


5. METODOLOGÍA
Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos
- Exposición de los temas por parte del profesor (los cuales deben ser leídos previamente por los estudiantes), estimulando la participación del estudiante por medio de preguntas en clase.
- Asignación de trabajos de investigación en grupo con exposición en clase.
- Visita a una planta de generación de energía eléctrica con explicaciones en sitio con conferencistas especializados sobre generadores, principios de operación y protecciones.
- Asignación de material complementario (en español o inglés) a través del catálogo WEB de la asignatura.


6. MEDIOS
Básicamente en el curso se utilizarán:
- Tablero, marcadores y texto guía.
- Ocasionalmente se usarán los recursos audiovisuales con que cuenta la Universidad.
- Planos, dibujos, fotos y gráficas de plantas de generación térmica


7. CONTENIDO

UNIDAD 1: ESTUDIO GENERAL DE UNA PLANTA TERMICA

1.1 DURACION: CUATRO (4) HORAS
1.2 TEMAS
1.2.1 Definiciones
1.2.2 Fuentes principales de energía-Energía Térmica, Energía Hidráulica, Energía Eólica, Energía Mareomotriz, Energía Solar, Energía Nuclear, Energía Geotérmica
1.2.3 Generación de energía en una planta de fuerza.
1.2.4 Factores importantes en el diseño de un Central.
1.2.5 Sistema interconectado Nacional y Regional.
1.2.6 Mercado mayorista de energía Regulaciones actuales.


UNIDAD 2: COMBUSTIBLES Y COMBUSTION

2.1 DURACION: NUEVE (9) HORAS
2.2 TEMAS
2.2.1 COMBUSTIBLES
Características generales
2.2.2 Combustibles sólidos:
Formación de los carbones
Clasificación y características de los carbones
2.2.3 Combustibles líquidos:
Propiedades del petróleo
Aceites combustibles
2.2.4 Combustibles gaseosos:
Características del Gas Natural
Otros combustibles gaseosos
Potencia calorífica de los combustibles
Selección de un combustible
2.2.5 COMBUSTION
Reacciones fundamentales
Aire teórico o estequiométrico de combustión
Exceso de aire y Relación aire combustible
Análisis de los productos de la combustIón
Determinación del exceso de aire partiendo de los análisis de los gases de combustión.




UNIDAD 3: GENERACION DE VAPOR

3.1 DURACION: CATORCE (14) HORAS
3.2 TEMAS
3.2.1 Clasificación de las calderas
Calderas pirotubulares
Calderas acuatubulares
3.2.2 Circulación del flujo del agua
Circulación natural
Circulación forzada
3.2.3 Determinación de la capacidad de una caldera
Curvas de eficiencia
Disposiciones varias de calderas
3.2.4 Partes del generador de vapor
Hogares
Quemadores y compuertas de aire
Sobrecalentadores y recalentadores
Economizadores
Calentadores de aire
Equipo de manejo de aire, ventiladores, selección.
Apuntes sobre mantenimiento y operación de calderas
Sistemas de control de combustión, control de nivel y agua de alimentación (instrumentación


UNIDAD 4: BALANCE TERMICO DE LAS CALDERAS

4.1 DURACION: DOS (2) HORAS
4.2 TEMAS
4.2.1 Cálculo de pérdidas de combustión
4.2.2 Problemas


UNIDAD 5: TURBINAS DE VAPOR

5.1 DURACION: DIEZ (10) HORAS
5.2 TEMAS
5.2.1 Clasificación y tipos
5.2.2 Diagramas simplificados
5.2.3 Teoría de impulso de los alabes
5.2.4 Turbinas con etapas de velocidad y de presión
5.2.5 Diagramas de velocidad y presión en turbinas de reacción


UNIDAD 6: DIAGRAMAS DE FLUJO DE UNA PLANTA DE VAPOR

6.1 DURACION: DOS (2) HORAS
6.2 TEMAS
6.2.1 Ciclos Rankine ideales
Rankine sencillo
Rankine con sobrecalentamiento
Rankine con recalentamiento
6.2.2 Optimización del ciclo Rankine


UNIDAD 7: CALENTADORES DE AGUA Y CONDENSADORES DE VAPOR


7.1 DURACION: DOS (2) HORAS
7.2 TEMAS
7.2.1 Ventajas de calentar el agua de alimentación
7.2.2 Diagramas simplificados
7.2.3 Clasificación y tipo de calentadores de agua.
7.2.4 Tipos de sistemas de enfriamiento de los condensadores
7.2.5 Sistemas de vacío


UNIDAD 8: TRATAMIENTO DEL AGUA EN UNA PLANTA DE VAPOR

8.1 DURACION: DOS (2) HORAS
8.2 TEMAS
8.2.1 Objetivos del tratamiento de agua-Impurezas
8.2.2 Tipos de tratamientos de agua. Filtrado. Tratamiento químico
8.2.3 Desmineralización y equipos de una planta de tratamiento.


UNIDAD 9: TURBINAS DE GAS

9.1 DURACION: TRES (3) HORAS
9.2 TEMAS
9.2.1 Funcionamiento y ventajas
9.2.2 Ciclo básico
9.2.3 Tipos de turbinas a gas
9.2.4 Plantas de ciclo combinado
9.2.5 Cogeneración


8. EVALUACION

8.1 Tipos de pruebas
Dos (2) exámenes parciales, un (1) trabajo de investigación y el examen final.
8.2 Tipos de evaluación
Sólo el examen final será acumulativo.
8.3 Modalidades de evaluación
Los diferentes exámenes serán escritos y de ejecución individual. El trabajo de investigación será en grupo conformado máximo por tres (3) estudiantes.
8.4 Técnicas del examen
Los exámenes parciales y el final se efectuaran con técnicas de desarrollo y test.
8.5 Valoración relativa
El primer parcial valdrá 25%, el segundo el 25%, el trabajo de investigación el 30% y el examen final el 20% de la nota definitiva.
La asistencia a la visita programada a una planta térmica será evaluada en el examen final a criterio del profesor.
8.6 Fechas
El primer parcial se realizará en la cuarta semana del semestre.
El segundo parcial se realizará en la octava semana del semestre.
El trabajo de investigación deberá ser entregado en la decimotercera semana del semestre.
El examen final se llevará a cabo en la fecha, hora y sitio determinado por la Universidad
8.7 Trabajo de investigación
Tópicos del contenido del programa que el estudiante debe preparar por fuera de clase y rendir un informe con sustentación a criterio del profesor.
8.8 Lecturas sugeridas
Turbina a Gas: Tecnología competitiva en el Mercado Eléctrico Colombiano
Miguel Capella Castro y David Vasquez Santos
Revista Ingeniería y Desarrollo No 7 del año 2000
Alternativas para incrementar la eficiencia y capacidad de las turbinas de gas
Miguel Capella Castro y David Vasquez Santos
Revista Ingeniería y Desarrollo No 8 del año 2000
Temas selectos: Entregados en clase


9. BIBLIOGRAFIA

TEXTOS GUIA

TERMODINAMICA
SEVERNS. W.H. Energía mediante vapor. Aire o gas. Barcelona

TEXTOS DE CONSULTA

GAFFERT G. Centrales de Vapor. Barcelona, Reverté.
GONZALO RODRIGUEZ. Operación Calderas Industriales
BABCOOK & WILCOX.. Steam-Its Generation and use





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Versión: 8.7.2 [BSC: 8.10]