MONOGRAFIA V2

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    24-Sep-2015

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Primera parte de monografia fuerza motriz (borrador)

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<ul><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 1 </p><p>Contenido Introduccin ......................................................................................................................................2 </p><p>Metodologa y Objetivos de trabajo ..............................................................................................3 </p><p>Determinacin de la potencia ........................................................................................................3 </p><p>Recopilacin de datos de la potencia instalada ......................................................................3 </p><p>Zona de estudio Zona Norte ................................................................................................3 </p><p>Tumbes .....................................................................................................................................4 </p><p>Piura ..........................................................................................................................................5 </p><p>Chiclayo ....................................................................................................................................6 </p><p>Trujillo ........................................................................................................................................6 </p><p>Cajamarca ................................................................................................................................7 </p><p>Amazonas .................................................................................................................................8 </p><p>San Martin ................................................................................................................................9 </p><p>Loreto ......................................................................................................................................10 </p><p>Potencia efectiva instalada.......................................................................................................10 </p><p>Generacin elctrica Osinerming 2013 ..............................................................................10 </p><p>Centrales de Generacin del SEIN (2013) .........................................................................11 </p><p>Calculo de la potencia futura ...................................................................................................12 </p><p>Tasa de crecimiento en la zona norte segn el INEI ........................................................12 </p><p>Proyeccin de la demanda ...................................................................................................13 </p><p>Potencia instalada de nuestra planta ......................................................................................14 </p><p>Diseo del ciclo combinado de cogeneracin ...........................................................................16 </p><p>Seleccin de motores de combustin interna ........................................................................17 </p><p>Caractersticas Tcnicas de las Unidades .........................................................................17 </p><p>Calculo termodinmico .................................................................................................................19 </p><p>Determinacin de la potencia de los motores de combustin interna ................................19 </p><p>Potencia del ciclo combinado ..................................................................................................20 </p><p>Rendimiento del ciclo combinado ............................................................................................24 </p><p>Conclusiones ..................................................................................................................................26 </p><p>BIBLIOGRAFIA ..............................................................................................................................27 </p><p>ANEXOS .........................................................................................................................................28 </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 2 </p><p>Introduccin </p><p>La presente monografa es una recopilacin de informacin, para el diseo de una </p><p>planta de cogeneracin de ciclo combinado, donde se ha escogido una planta de </p><p>cogeneracin conocida con el nombre de generacin distribuida el cual las </p><p>principales caractersticas de esta son: esta ubicadas lo ms cerca posible del </p><p>consumidor y tiene potencias ms de 5kW y menos de 5MW. </p><p>Usaremos un grupo de motores el cuales alimentaran una potencia 3.9 MW y un </p><p>caldero recuperador el cual con ayuda de un quemador elevaremos la temperatura </p><p>del agua para tener vapor sobrecalentado y con una turbina de vapor generar una </p><p>potencia de 1MW. Y el vapor residual usarlo en procesos que requieran de l. </p><p>La monografa est divida en dos partes; la primera es el clculo del ciclo de </p><p>combinado con cogeneracin. Seleccionando los equipos principales de este ciclo, </p><p>la segunda parte de esta monografa calcularemos los componentes que completan </p><p>el diseo de nuestra planta de cogeneracin. </p><p>Dentro de esta primera parte tenemos tres divisiones: </p><p>La primera divisin calculamos la potencia de nuestra planta, es en este captulo </p><p>donde conocemos cuanta potencia efectiva instalada actualmente tenemos en norte </p><p>de nuestro pas. As tambin justificamos el tipo de planta que disearemos en las </p><p>posteriores divisiones. </p><p>La segunda divisin diseamos los componentes principales de nuestra planta </p><p>escogida. Que por cierto es una planta de generacin distribuida. </p><p>En la tercera divisin calculamos la eficiencia del ciclo de los motores de </p><p>combustin, tambin la eficiencia de la turbina a vapor, y la eficiencia global. </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 3 </p><p>Metodologa y Objetivos de trabajo </p><p>El enfoque de la presente monografa tiene el siguiente esquema de trabajo: </p><p>CALCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE COGENERACION Y DE CICLO COMBINADO</p><p>RECOPILACION DE DATOS DEL POTENCIA INSTALADA</p><p>DETERMINACIN DE LA POTENCIA</p><p>CALCULO DE POTENCIA FUTURA </p><p>CALCULO DE LA POTENCIA DE NUESTRA PLANTA</p><p>DISEO DEL CICLO COMBINADO DE COGENERACIN</p><p>SELECCIN DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA</p><p>SELECION DEL CALDERO RECUPERADOR</p><p>SELECCIN DE LA TURBINA DE VAPOR</p><p>CALCULO TERMODINAMICO</p><p>DETERMINACION DE LA EFICIENCIA DEL CICLO DE LOS MOTORES CI</p><p>DETERMINACION DE LA EFICIENCIA DE LA TURBINA DE VAPOR</p><p>EFICIENCIA GLOBAL</p><p>{{{</p><p>Determinacin de la potencia </p><p>Recopilacin de datos de la potencia instalada </p><p>Zona de estudio Zona Norte </p><p>La zona norte ser motivo de estudio de la presente monografa. La zona norte, </p><p>comprende las siguientes zonas: Tumbes, Piura, Chiclayo (Lambayeque), Trujillo </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 4 </p><p>(La Libertad), Cajamarca, Amazonas, San Martin (Tarapoto), Loreto (Iquitos). </p><p>Tumbes </p><p>Nombre central P. Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Sub-Men Empresa </p><p>Central trmica </p><p>Tumbes 19 Tumbes </p><p>RESIDUAL Y </p><p>DIESEL </p><p>TUMBES - CONTRALMIRANTE VILLARA - </p><p>ZORRITOS </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>Centrales </p><p>trmicas </p><p>ELECTRO </p><p>PERU </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 5 </p><p>Piura </p><p>Nombre central P. Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>QUIROZ 2 Piura Hidro PAIMAS - AYABACA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>HUANCABAMBA 0 Piura Hidro </p><p>HUANCABAMBA - </p><p>HUANCABAMBA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CANCHAQUE-FS 0 Piura Hidro </p><p>CANCHAQUE - </p><p>MORROPN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CHALACO 0 Piura Hidro </p><p>CHALACO - </p><p>MORROPN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>SANTO DOMINGO-FS 0 Piura Hidro </p><p>STO. DOMINGO - </p><p>MORROPN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CURUMUY 13 Piura </p><p>RESERVORIO </p><p>POECHOS PIURA - PIURA - PIURA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas SINERSA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>POECHOS 2 10 Piura </p><p>RESERVORIO </p><p>POECHOS </p><p>PIURA - SULLANA - </p><p>LANCONES </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas SINERSA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>POECHOS 1 16 Piura </p><p>RESERVORIO </p><p>POECHOS </p><p>PIURA - SULLANA - </p><p>LANCONES </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas SINERSA </p><p>Central Trmica SICACATE 0 Piura Hidro MONTERO - AYABACA Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Trmica </p><p>HUAPALAS-RESERVA 4 Piura Diesel 2 </p><p>CHULUCANAS - </p><p>MORROPN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p><p>Central Trmica SECHURA-</p><p>RESERVA 2 Piura Diesel 2 SECHURA - SECHURA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONOROESTE </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 6 </p><p>Central Trmica PIURA 37 Piura DIESEL PIURA - PIURA - PIURA Centrales </p><p>Interconectadas EGENOR </p><p>Central Trmica MALACAS 200 Piura GAS NATURAL PIURA - TALARA - </p><p>PARIAS </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas EEPSA </p><p>Central Elica TALARA Piura Aire Talara - Piura Centrales no </p><p>convencionales undefined </p><p>Chiclayo </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Trmica </p><p>CHICLAYO 27 Chiclayo Disel </p><p>LAMBAYEQUE - CHICLAYO - </p><p>CHICLAYO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas EGENOR </p><p>Trujillo </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Trmica EMERGENCIA </p><p>TRUJILLO 68.00 Trujillo Disel </p><p>LIBERTAD - TRUJILLO - LA </p><p>ESPERANZA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>PERU </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>TARABAMBA 1.00 Trujillo Hidro BULDIBUYO - PATAZ </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 7 </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>YAMOBAMBA 1.00 Trujillo Hidro HUAMACHUCO - S. CARRIN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p><p>Central Hidroelctrica VIRU 8.00 Trujillo Hidro VIR - VIR Centrales </p><p>Interconectadas CHAVIMOCHIC </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>DESARENADOR 0.32 Trujillo </p><p>RO </p><p>SANTA LA LIBERTAD, VIR, CHAO Centrales Aisladas CHAVIMOCHIC </p><p>LA LIBERTAD, VIR, CHAO 0.32 Trujillo RO </p><p>SANTA LA LIBERTAD, VIR, CHAO Centrales Aisladas CHAVIMOCHIC </p><p>Central Elica CUPISNIQUE Trujillo Aire Trujillo Centrales no </p><p>convencionales undefined </p><p>Cajamarca </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>HUAYUNGA 1.00 Cajamarca Hidro CAJAMARCA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>PAUCAMARCA 0.00 Cajamarca Hidro </p><p>PAUCAMARCA - SAN </p><p>MARCOS </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>SHIPILCO 1.00 Cajamarca Hidro NAMORA-CAJAMARCA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CHICCHE 1.00 Cajamarca Hidro CAJAMARCA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>GALLITO CIEGO 34.00 Cajamarca </p><p>RIO </p><p>JEQUETEPEQUE, </p><p>RE </p><p>CAJAMARCA - CONTUMAZA </p><p>- YONAN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>SN POWER </p><p>PERU </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CANTANGE 2.00 Cajamarca Hidro JOS GALVEZ - CELENDN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas HIDRANDINA </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 8 </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>QUANDA 2.00 Cajamarca Hidro </p><p>SAN JOS LOURDES - SAN </p><p>IGANCIO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Hidroelctrica LA </p><p>PELOTA 3.00 Cajamarca Hidro JAN - JAN </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>QUEROCOTO 1.00 Cajamarca Hidro QUEROCOTILLO-CUTERVO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>GUINEAMAYO 1.00 Cajamarca Hidro SCOTA - CUTERVO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CHIRICONGA 2.00 Cajamarca Hidro CHANCAY - SANTA CRUZ </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CARHUAQUERO 105.00 Cajamarca </p><p>RIO CHANCAY - </p><p>RESERV </p><p>CAJAMARCA - CHOTA - </p><p>LLAMA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas EGENOR </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CAA BRAVA 5.00 Cajamarca Chancay </p><p>CAJAMARCA - CHOTA - </p><p>LLAMA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas EGENOR </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>TABACONAS 0.24 Cajamarca RO LA COYONA </p><p>CAJAMARCA - SAN IGNACIO </p><p>- TABACONAS </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>POMAHUACA 0.25 Cajamarca RO PATIVILCA </p><p>CAJAMARCA - JAN - </p><p>POMAHUACA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>PUCAR 0.85 Cajamarca RO CHAUPE </p><p>CAJAMARCA - JAN - </p><p>PUCAR </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>BUENOS AIRES 1.88 Cajamarca RO ZAA </p><p>CAJAMARCA, SAN MIGUEL, </p><p>NIEPOS </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CATILLUC 0.47 Cajamarca RO LLANTN </p><p>CAJAMARCA - SAN MIGUEL </p><p>- CATILLUC </p><p>Centrales </p><p>Aisladas HIDRANDINA </p><p>Amazonas </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>LONYA GRANDE 0.00 Amazonas Hidro LONYA GRANDE - UTCUBAMBA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 9 </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>EL MUYO 6.00 Amazonas Hidro ARAMANGO - BAGUA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>SAN ANTONIO 0.96 Amazonas </p><p>RO SAN </p><p>ANTONIO </p><p>AMAZONAS, RODRIGUEZ DE </p><p>MENDOZA, MARISCAL BENA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>CCLIC 4.96 Amazonas </p><p>RO </p><p>UCTUBAMBA AMAZONAS, LUYA, LONYA CHICO </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>TIALANGO 0.30 Amazonas </p><p>RO </p><p>TIALANGO </p><p>AMAZONAS, BONGAR, </p><p>CHISGUILLA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas ELECTRONORTE </p><p>Central Trmica </p><p>CHACHAPOYAS 3.40 Amazonas Diesel 2 </p><p>AMAZONAS - CHACHAPOYAS - </p><p>CHACHAPOYAS </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>San Martin </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Hidroelctrica </p><p>GERA 9 San Martin Hidro TARAPOTO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica </p><p>BELLAVISTA 2 San Martin Diesel 2 BELLAVISTA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica TARAPOTO 14 San Martin </p><p>Residual 6/Diesel </p><p>2 TARAPOTO </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica </p><p>MOYOBAMBA 6 San Martin Diesel 2 MOYOBAMBA </p><p>Centrales </p><p>Interconectadas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p></li><li><p>CLCULO Y SELECCIN DE UNA PLANTA DE CICLO COMBINADO CON COGENERACIN </p><p> 10 </p><p>Loreto </p><p>Nombre central P.Inst. </p><p>(MW) Zona Fuente Ubicacin Men Empresa </p><p>Central Trmica </p><p>CONTAMANA 1.5 Loreto Diesel 2 </p><p>LORETO - UCAYALI - </p><p>CONTAMANA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica REQUENA 1.4 Loreto Diesel 2 LORETO - REQUENA - REQUENA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica NAUTA 1.5 Loreto Diesel 2 LORETO - LORETO - NAUTA </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica </p><p>TAMSHIYACU 0.5 Loreto Diesel 2 </p><p>LORETO - MAYNAS - FERNANDO </p><p>LORES </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Central Trmica IQUITOS 75.2 Loreto </p><p>RESIDUAL-</p><p>6 LORETO - MAYNAS - IQUITOS </p><p>Centrales </p><p>Aisladas </p><p>ELECTRO </p><p>ORIENTE </p><p>Potencia efectiva instalada </p><p>Generacin elctrica Osinerming 2013 </p><p>El parque de generacin del SEIN que es despachado por el COES-SINAC, </p><p>a diciembre de 2013 est conformado por 79 centrales, de las cuales 48 son </p><p>centrales hidrulicas, 27 son centrales trmicas y 4 son centrales solares, cuya </p><p>produccin en conjunto representan el 53.3%, 46.2 % y 0.5 % respectivamente, </p><p>de la produccin de energa elctrica correspondiente al ao 2013. </p><p>En su conjunto estas centrales tienen una potencia efectiva de 7775.6 MW, de los </p><p>cuales 3171.3 MW corresponden...</p></li></ul>