UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Departamento Académico de Ingeniería Aplicada

SILABO

CENTRALES TERMOELECTRICAS (MN-163)

2010-I

SILABO P.A. 2010-I

1. INFORMACION GENERAL

Nombre del curso : CENTRALES TERMOELECTRICAS Código del curso : MN 163 Especialidad : MECANICA ELECTRICA Condición : OBLIGATORIO Ciclo de estudios : 10mo Pre-requisitos : ML244, MN116 Número de créditos : 04 Total de horas semestrales: 60 Total de horas por semana 04 Teoría : 04 Practica : -- Laboratorio : -- Duración : -- Sistema de evaluación : F Subsistema de evaluación : -- Profesor de teoría : ING FERNANDO DORREGARAY Profesor de práctica : --

2. SUMILLA

Introducción: Situación energética mundial, situación energética nacional. Principios básicos termodinámicos y de turbo máquinas, Plantas de potencia de vapor, Plantas de potencia de gas de combustión, Plantas de ciclo combinado. Implementación de proyectos de centrales térmicas: Componentes del proyecto, determinación de costos (CAPEX, OPEX) matrices de costos.

3. OBJETIVO

Proporcionar al estudiante, los conocimientos básicos y de aplicación de las características técnicas y económicas de las plantas de generación térmica considerando para ello los conceptos de ingeniería aplicada de termo fluidos y conceptos económicos. Los alumnos al finalizar el curso, estarán capacitados para tener una visión clara del contexto energético nacional y mundial, definir las características técnicas económicas de una central térmica, seleccionar y dimensionar en función a criterios de planeamiento energético. Finalmente estarán capacitados para esbozar una central térmica que genere cantidades especificas de electricidad, teniendo en cuenta su principio de funcionamiento, explicando cada uno de sus componentes y la transformación de la energía, desde el sistema de alimentación

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DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA APLICADA

de combustibles hasta la electricidad producida en el generador, utilizando apropiadamente técnicas de Ingeniería.

4. PROGRAMA ANALÍTICO POR SEMANA

1° SEMANA

INTRODUCCIÓN GENERAL

2° SEMANA

SITUACION ENERGETICA MUNDIAL, reservas, producción, consumo y precios de petróleo, gas natural, carbón, hidroenergía, energía nuclear.

3° SEMANA

SITUACION ENERGETICA NACIONAL, reservas, producción, consumo y precios de petróleo, gas natural, carbón, hidroenergía. 4° SEMANA

MATRIZ ENERGETICA, balance nacional de energía, parque de generación, proyectos de generación de los próximos 20 años. 5° SEMANA

CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA, ecuación general de la energía, ciclos termodinámicos: ciclo Carnot, Ciclo Rankine con sobrecalentamiento, ciclo Joule Brayton, ciclos de motores de combustión interna.

6° SEMANA

CONCEPTOS BASICOS DE TURBOMAQUINAS, Clasificación, Ecuación de Euler, diagrama de velocidades, toberas, turbinas de impulso, turbinas de reacción, pérdidas en turbinas.

7° SEMANA

SEMINARIO: Problemas aplicativos.

8° SEMANA

SEMANA DE EXAMENES PARCIALES

9° SEMANA

PLANTAS DE POTENCIA DE VAPOR: Configuración de turbinas multietapas de turbinas de vapor, rendimiento de la turbina, control de la turbina, componentes de la turbina y características mecánicas, rangos de operación, eficiencia y costos de inversión.

10° SEMANA

PLANTAS DE POTENCIA DE TURBINAS DE GAS DE COMBUSTION: Configuraciones típicas, características operativas, eficiencias y costos. Avances tecnológicos: enfriamientos de álabes y toberas.

11° SEMANA

COMPRESORES: Compresores de flujo axial, componentes, diagrama de velocidades, diagramas típicos de rendimiento, filtro de entrada. CAMARA DE COMBUSTION; Componentes, tipos, características técnicas, relación combustible-aire.

12° SEMANA

RENDIMIENTO DE LA TURBINA DE GAS: Consumo de combustible, curvas de rendimiento, curvas de corrección, disposiciones de planta típicas.

13° SEMANA

PLANTAS TERMICAS DE CICLO COMBINADO: Conceptos básicos, disposición de planta típico, calderas de recuperación, parámetros operativos, de eficiencia y costos, características técnicas, CICLO CHENG: Conceptos básicos, Características técnicas, diagramas de rendimiento,

14° SEMANA

SELECCION DE CENTRALES TERMICAS: Objetivo, alcances, evaluación de los costos de inversión, descripción de la matriz de costos de inversión y su aplicación, software de aplicación. 15° SEMANA

COSTOS DE OPERACION Y MANTENIMIENTO: Generalidades, costos fijos, costos variables, matriz típica de costos de operación y mantenimiento, experiencia internacional de costos de operación y mantenimiento.

16° SEMANA

SEMANA DE EXAMENES FINALES

5.- ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS

1. La exposición – diálogo de la teoría. 2. Planteamiento situacional, con discusión e interpretación de las situaciones

planteadas. 3. Se hará uso de información técnica especializada y catálogos comerciales para la

selección de las configuraciones de centrales térmicas propuestas. 4. Se dará énfasis a los avances tecnológicos desarrollaos para mejorar la eficiencia de

centrales térmicas logrados en base a investigaciones de tipo experimentales o simuladas.

5. En el desarrollo del curso se emplearán ayudas audiovisuales como proyector, computadora y eventualmente la pizarra.

. 6.- MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS

6.1 Medios o Procedimientos Didácticos

- Exposición de bases teóricas en aula de clases - Presentación de datos, estadísticas y discusiones técnicas en torno a ellas - Desarrollo de casos aplicativos, propuestos como trabajo de aplicación. - Sustentación de los casos aplicativos mediante ayudas audivisuales, en la que se

exige claridad de exposición y capacidad de síntesis.

6.2 Materiales del Proceso de Enseñanza - Aprendizaje

- Separatas del curso - Apuntes del profesor - Uso de presentaciones en power point - Uso de proyector de multimedia

7.- EVALUACIÓN

a. Sistema de Evaluación: F Examen parcial : Peso 1 Examen final : Peso 2 Promedio de monografías: Peso 1

b. Sub sistema de Evaluación (parte practica del curso)

2

2

1 i

iMMo

Mo: Trabajo monográfico Son dos (02) monografías calificadas de las cuales no se elimina ninguno. El promedio aritmético de las dos monografías, se redondea al entero inmediato y en el acta de notas se consigna (Mo) y es la que se tomará para obtener la nota final del curso.

8.- BIBLIOGRAFIA

Philip G. Hill, Power Generation, MIT, 1977, 402 Páginas

Santiago Sabugal García y Florentino Gómez Monux, Centrales Térmicas de Ciclo

combinado, Díaz de Santos, 2006, 305 Páginas.

Richard T. C. Harman, Gas Turbine Engineering, The Macmillan Press LTD, 1981,

270 Páginas.

A. K. Raja, Amit Prakask Srivastava y Manish Dwivedi, New Age International (P)

LTD, 2006, 461 Páginas.

Gordon J. Van Wylen y Richard E. Sonntang, Fundamentos de Termodinámica,

Limusa - Wiley, S. A., 1967, 734 Páginas.

R. K. Turton, Principles of Turbomachinery, E. & F. N. Spon, 1984, 199 Páginas.

Santiago García Garrido, Operación y Mantenimiento de Centrales de Ciclo

Combinado, Díaz de Santos2008, 323 Páginas. Páginas de internet

www.minem.gob.pe www.osinergmin.gob.pe www.eia.doe.gov www.bp.com/statisticalreview

Ing. Fernando Dorregaray Segura UNI – FIM 2010