UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA'ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

MAQUINAS TERMICAS

Código: _____________ Nº de horas: 4/semana Créditos: __________PROFESOR: Ingeniero AMADEO CARRILLOVILLENA acarrillo@hamek.com.pe

SYLLABUS

I. OBJETIVO

GeneralLograr que el alumno adquiera los conocimientos básicos de las máquinas térmicas aplicadas a la generación eléctrica; esto es, conocer los principios básicos de funcionamiento de estas máquinas, comprender los procesos que tienen lugar en el interior de las mismas, conocer el estado de avance de las distintas tecnologías y sus elementos técnicos, económicos y operacionales incidiendo también en los aspectos ambientales.

Específico El alumno debe conocer la problemática energética mundial y sus implicancias

ambientales y tener los elementos básicos sobre los combustibles y combustión como recurso y proceso principal de las máquinas térmicas.

Debe lograr el dominio de la terminología específica del curso. Debe conocer las distintas tecnologías de generación eléctrica basadas en máquinas

térmicas convencionales; considerando como principio las leyes de la termodinámica. Debe tener un conocimiento general sobre aspectos constructivos, operativos, de

mantenimiento y ambientales de las distintas tecnologías. Debe conocer la economía de las tecnologías estudiadas a partir de sus elementos de

costos y datos técnicos. Debe tener un conocimiento básico de las tendencias de desarrollo tecnológico de las

máquinas térmicas. Debe tener un conocimiento general sobre las centrales térmicas existente y los

proyectos que se vienen desarrollando en el ámbito nacional.

II. CONTENIDO DEL CURSO

1.0 ANTECEDENTES E INTRODUCCÓN1.1 Las Máquinas Térmicas: Objeto e importancia1.2 Síntesis histórica1.3 Clasificación de las Máquinas Térmicas1.4 La Termodinámica y la importancia de su estudio1.5 Panorama Energético Mundial y Nacional1.6 Delimitación del Curso: Centrales Termoeléctricas

2.0 ASPECTOS GENERALES SOBRE COMBUSTIBLES Y COMBUSTION2.1 Concepto general sobre combustión2.2 Combustibles: Clasificación y propiedades2.3 Comburentes - Aire: Composición

2.4 La química de la combustión: combustión completa estequiométrica, combustión completa con exceso de aire, determinación de la cantidad de aire en la combustión estequiométrica, obtención de productos de la combustión con exceso de aire., aplicaciones de la teoría de la combustión, problemas.

3.0 TURBINAS A GAS3.1 Base termodinámica: esquemas de principio y diagramas de Ciclos Brayton Ideal,

Real y Regenerativo; problemas.3.2 Centrales térmicas con turbinas a Gas3.2.1 Descripción de principales componentes y sistemas auxiliares3.2.2 Evolución y estado actual de esta tecnología: tipos, tamaños, marcas y otras

características técnicas.3.2.3 Parámetros básicos: potencia y consumo específico de calor a condiciones ISO y

curvas de corrección a otras condiciones. Determinación de la potencia efectiva y rendimiento de las turbinas a gas.

3.2.4 Determinación de los costos de generación eléctrica en turbinas a gas: costos de inversión, costos de combustible, costos fijos de mantenimiento y costos variables de operación no combustible.

3.2.5 Ventajas y desventajas de las centrales con turbinas a gas.3.2.6 Descripción general de las principales centrales térmicas con turbinas a gas

existentes del SINAC3.2.7 Descripción general de proyectos de centrales térmicas con turbinas a gas para

operar en el SINAC.

4.0 TURBINAS A VAPOR4.1 Base termodinámica: esquemas de principio y diagramas de Ciclos Ranking

Simple, Regenerativo y Regenerativo con Recalentamiento; problemas. 4.2 Optimización del Ciclo Térmico - Formas de mejorar la eficiencia del ciclo térmico:

aumento de los parámetros iniciales del vapor, calentamiento del agua de alimentación (Ciclo Regenerativo), utilización de recalentamiento (Ciclo con Regenerativo con Recalentamiento), reducción de presión en el condensador.

4.3 Centrales térmicas con turbinas a Vapor4.3.1 Descripción de principales componentes y sistemas auxiliares4.3.2 Evolución y estado actual de esta tecnología: tipos, tamaños, marcas y otras

características técnicas.4.3.3 Parámetros básicos: potencia y consumo específico de calor a condiciones a

condiciones ISO y curvas de corrección a condiciones efectivas y de ensayo. Determinación de la potencia efectiva y rendimiento de las turbinas a vapor.

4.3.4 Determinación de los costos de generación eléctrica en turbinas a vapor: costos de inversión, costos de combustible y costos fijos de mantenimiento y costos variables de operación no combustible.

4.3.5 Ventajas y desventajas de las centrales con turbinas a vapor4.3.6 Descripción general de las principales centrales térmicas con turbinas a vapor

existentes del SINAC.

5.0 CICLO COMBINADO TURBINAS A GAS / TURBINAS A VAPOR5.1 Base termodinámica: esquemas de principio y diagramas del ciclo combinado. 5.2 Centrales Térmicas de Ciclo Combinado 5.2.1 Descripción de principales componentes y sistemas auxiliares5.2.2 Evolución y Estado actual de esta tecnología: tipos, tamaños, marcas y otras

características técnicas.

5.2.3 Parámetros básicos: Potencia y Consumo específico de calor a condiciones a condiciones ISO y curvas de corrección a condiciones efectivas y de ensayo. Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento del ciclo combinado.

5.2.4 Determinación de los Costos de Generación Eléctrica en Ciclos Combinados: costos de inversión, costos de combustible y costos fijos de mantenimiento y costos variables de operación no combustible.

5.2.5 Ventajas y desventajas de las centrales de ciclo combinado5.2.6 Descripción general de las Plantas de Ciclo Combinado existentes de Ventanilla,

Kallpa; Chilca y de los proyectos Termochilca y Fenix.

6.0 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA – MAQUINAS DE CICLO DIESEL6.1 Base termodinámica: esquemas de principio y diagramas del Ciclo Diesel. 62 Centrales Térmicas con Motores Diesel6.2.1 Descripción de principales componentes y sistemas auxiliares6.2.2 Evolución y Estado actual de esta tecnología: tipos, tamaños, marcas y otras

características técnicas.6.2.3 Parámetros básicos: Potencia y Consumo específico de calor a condiciones a

condiciones ISO y curvas de corrección a condiciones efectivas y de ensayo. Determinación de la Potencia Efectiva y Rendimiento de Centrales con Motores Diesel.

6.2.4 Determinación de los Costos de Generación Eléctrica en centrales con motores Diesel: costos de inversión, costos de combustible y costos fijos de mantenimiento y costos variables de operación no combustible.

6.2.5 Ventajas y desventajas de centrales con motores Diesel.6.2.6 Descripción de Proyectos de conversión de Centrales con Motores Diesel que

operaban con petróleo a Gas Natural: CT Calana (CT Pisco); CT Mollendo (C.T.Pisco).

III. BIBLIOGRAFIA:1. Energía y Máquinas Térmicas, Luis Arreola – Francisco Rosello, Ed. Limusa. 2. Fundamentos de Turbinas de Gas, William W. Bathie. Ed. Limusa3. Criterios de Diseño de Plantas Termoeléctricas, Martiniano Aguilar, Ed. Limusa4. Centrales de Vapor, G.A.Gaffert, Ed. Reverte, Buenos Aires.5. Centrales Eléctricas, Castelfranchi, Ed. UNI.6. Mecánica para Motores Diesel, Ed May Tomo I, Traducción Francisco G. Noriega, Revisión Técnica Enrique Toledo.7. Separatas de clase

IV. SISTEMA DE EVALUACIÓNExamen Parcial: Peso 102 Trabajos Monográficos: Peso 1Examen Final: Peso 1

V. PRÁCTICAS DEL CURSOVisita a las instalaciones de la Central Térmica Kallpa, Ventanilla o Santa Rosa. La fecha será coordinada oportunamente, posterior al examen parcial.

Lima, Agosto del 2013