TPTV/20kW/CTS Central Térmica de Vapor hasta 20 kW, Controlada desde Computador (PC) y Pantalla Táctil

COMPUTER CONTROLLED AND TOUCH SCREEN 20 KW STEAM POWER PLANT - TPTV/20kW/CTS

Equipo: TPTV/20kW/CTS. Central Térmica de Vapor Regulable hasta 20 kW, Controlada desde Computador (PC) y Pantalla Táctil

COMPUTER CONTROLLED AND TOUCH SCREEN 20 KW STEAM POWER PLANT - TPTV/20kW/CTS

Diagrama de proceso y disposición de los elementos del equipo

COMPUTER CONTROLLED AND TOUCH SCREEN 20 KW STEAM POWER PLANT - TPTV/20kW/CTS
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SISTEMAS INNOVADORES

La Central Térmica de Vapor Regulable hasta 20 kW, Controlada desde Computador (PC) y Pantalla Táctil, "TPTV/20kW/CTS", convierte energía térmica en energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica. Permite a los estudiantes entender el proceso completo y los componentes básicos de una central térmica (fuente de calor para generar vapor, una turbina con carga y un sistema de refrigeración para condensar el vapor).

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Descripción General

La Central Térmica de Vapor de 20 kW, Controlada desde Computador (PC) y Pantalla Táctil, "TPTV/20kW/CTS", permite el estudio en detalle del ciclo de generación de potencia empleando vapor de agua como fluido de proceso.

Además del equipo principal TPTV, el equipo cuenta con tres equipos requeridos, Descalcificador para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kWWS", Torre de Refrigeración para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-CT" y Generador de Vapor Acuotubular para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-SGA" o Generador de Vapor Pirotubular para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-SGP", que permiten optimizar el equipo y aumentan el grado de similitud de la Central Térmica de Vapor de 20 kW con una central de vapor real de generación de potencia.

La incorporación del "TPTV/20kW-WS" permite eliminar la dureza del agua de red, para ello, incorpora una columna de 40 l de resina de intercambio iónico, que retiene la cal presente en el agua, intercambiando los cationes de calcio por cationes de sodio. El agua del descalcificador puede desembocar en la Torre de Refrigeración para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-CT", o en el depósito de admisión y, posteriormente, en el depósito del Equipo de Generación de Vapor, "TPTV/20kW-SG".

En la Torre de Refrigeración para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-CT", se almacena dicha agua descalcificada. En caso de que el nivel de agua se encuentre por debajo del interruptor de nivel AN-6 el equipo llenará automáticamente el equipo mediante la apertura de la válvula AVS-4, hasta que se alcance el interruptor de nivel AN-7.

En caso de que el nivel de agua sea correcto, el agua es bombeada al condensador de la Central Térmica de Vapor, "TPTV", para condensar el vapor expandido en la turbina, permitiendo de esta manera retornar los condensados al depósito de admisión. El depósito de la torre de refrigeración puede ser vaciado manualmente mediante las válvulas V-3 y V-16.

El depósito de admisión por tanto, puede ser llenado directamente de agua descalcificada en la puesta en marcha del equipo o puede ser llenado con el retorno de condensados. En ambos casos, la válvula de venteo V-13 debe permanecer abierta para retirar el aire del depósito y facilitar su llenado. En caso de no disponer de agua, se abrirá la válvula AVS-3 permitiendo el llenado del mismo hasta el interruptor de nivel AN-5. El depósito puede ser vaciado manualmente mediante las válvulas V-9 y V-10.

Si el nivel de líquido es suficiente el agua será bombeada a la caldera. En ella, se producirá el calentamiento y aumento de presión progresivo del agua, gracias al proceso de combustión, hasta obtener las condiciones de vapor deseadas.

Una vez obtenidas las condiciones de proceso, el vapor atraviesa un separador de gotas para retirar las posibles gotas en suspensión presentes en el vapor generado en el Generador de Vapor para TPTV/20kW/CTS, "TPTV/20kW-SG". Una vez seco, el vapor será recalentado mediante el paso a través de la resistencia de la instalación, para la obtención de vapor sobrecalentado.

Para regular el caudal de vapor del circuito, la instalación cuenta con una válvula proporcional que estrangula el caudal de la instalación, permitiendo operar en un amplio rango de caudales de vapor. Tras el paso por la válvula proporcional el vapor puede llevar dos caminos diferentes.

El primer camino permite bypassear la turbina mediante la apertura de la válvula AVS-2, de esta manera, se asegura la integridad de la turbina hasta que se obtienen las condiciones de proceso deseadas. Este bypass desemboca en el condensador donde el vapor es condensado, cerrando el ciclo.

El segundo camino permite a la turbina extraer la energía térmica del vapor, convirtiéndola en energía mecánica, la cual se convierte en energía eléctrica mediante el generador. La velocidad de giro de la turbina, así como el par de giro y la potencia generada son medidas por diferentes sensores en la turbina.

Para optimizar el giro de la turbina, esta cuenta con un recipiente para su lubricación. Para desalojar posibles condensaciones que se pueden dar en los primeros momentos de contacto entre el vapor y los alabes fríos de la turbina, la turbina cuenta con una válvula de desagüe.

Este Equipo Controlado desde Computador se suministra con el Sistema de Control desde Computador (SCADA) de EDIBON, e incluye: el propio Equipo + CTS + Paquetes de Software de Control, Adquisición de Datos y Manejo de Datos, para el control del proceso y de todos los parámetros que intervienen en el proceso.

EJERCICIOS Y PRÁCTICAS GUIADAS

EJERCICIOS GUIADOS INCLUIDOS EN EL MANUAL

Experimentos de la puesta en marcha:

  1. Estudio, análisis y prueba de sistemas de seguridad.
  2. Estudio, análisis y prueba de sistemas de medición.
  3. Estudio, análisis y prueba de presión en el circuito.
  4. Estudio de las técnicas de control de presión y temperatura en una planta de generación de vapor.
  5. Estudio, análisis y prueba de la unidad descalcificadora de agua.
  6. Estudio, análisis, funcionamiento y prueba de la caldera de vapor.
  7. Estudio, análisis y prueba del sensor de caudal de vapor.
  8. Estudio, análisis y prueba del condensador.
  9. Estudio, análisis y prueba de la torre de refrigeración.
  10. Estudio y análisis de los mantenimientos correspondientes en una planta de vapor.
  11. Puesta en marcha de una planta de vapor.
  12. Parada de una planta de vapor.

Experimentos durante el funcionamiento:

  1. Estudio de la operación de una planta de generación de vapor.
  2. Familiarización con un circuito cerrado de agua/vapor.
  3. Estudio y comprensión de la primera y la segunda ley de la termodinámica.
  4. Determinación de la eficiencia del generador de vapor.
  5. Determinación del consumo de combustible en función del caudal de vapor entregado.
  6. Determinación de la eficiencia del condensador.
  7. Determinación de la cantidad de calor retirado por el condensador.
  8. Determinación de la eficiencia mecánica/térmica ideal de la turbina.
  9. Determinación de la eficiencia mecánica/térmica real de la turbina.
  10. Determinación de la eficiencia de la torre de refrigeración.
  11. Determinación de la cantidad de calor retirado por la torre de refrigeración.
  12. Determinación del ratio agua-vapor requerido por la planta.
  13. Estudio de la potencia producida.
  14. Estudio de la eficiencia global del ciclo de vapor.
  15. Caudal de vapor y rango de las medidas.

Ciclo termodinámico y estudio de la potencia generada:

  1. Estudio, análisis y obtención del ciclo de Rankine para la planta de generación de vapor.
  2. Estudio, análisis y obtención de la potencia generada en función de la presión de vapor, con y sin variación de carga en el generador.
  3. Estudio, análisis y obtención de la presión de vapor en función de las revoluciones alcanzadas en la turbina de vapor, con y sin variación de la carga en el generador.
  4. Estudio, análisis y obtención de la potencia generada en función del tipo de admisión a la turbina, con una presión de trabajo constante, con y sin variación de carga en el generador.
  5. Estudio, análisis y obtención de la potencia generada en función de la presión de vacío a la salida de la turbina, con y sin variación de carga en el generador.
  6. Estudio, análisis y obtención de la presión de vacío en la salida de la turbina en función de las revoluciones alcanzadas en la turbina de vapor, con y sin variación de la carga en el generador.

Parámetros en la generación de electricidad:

  1. Estudio de la relación entre la potencia entregada a la red eléctrica y el caudal de vapor.
  2. Estudio de la relación entre la potencia entregada a la red eléctrica y la presión del vapor.
  3. Estudio de la relación entre la potencia entregada a la red eléctrica y la presión de vacío en la salida de la turbina.
  4. Estudio de la relación de la generación de potencia activa del generador en función del caudal de vapor en modo isla.
  5. Estudio de la relación de la generación de potencia activa del generador en función de la presión de vapor en modo isla.
  6. Estudio de la relación de la generación de potencia activa del generador en función de la presión de vacío en la salida de la turbina en modo isla.
  7. Estudio de la fluctuación de la turbina de vapor y del generador ante un cambio repentino de la demanda de potencia.
  8. Estudio del procedimiento de sincronización del grupo turbinagenerador con la red eléctrica mediante el inversor de red.
  9. Estudio de las consecuencias del desacople repentino del generador respecto de la red eléctrica y verificación de los sistemas de seguridad de la planta de potencia.
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MÁS EJERCICIOS PRÁCTICOS QUE PUEDEN REALIZARSE CON ESTE EQUIPO

  1. Estudio de las pérdidas de calor en tuberías.
  2. Estudio de los parámetros más importantes de una planta de vapor.
  3. Estudio de la eficiencia del generador de vapor en función del combustible utilizado.
  4. Calibración de sensores.

Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo:

  1. Varios alumnos pueden visualizar simultáneamente los resultados. Visualizar todos los resultados en la clase, en tiempo real, por medio de un proyector o una pizarra electrónica.
  2. Control Abierto, Multicontrol y Control en Tiempo Real. Este equipo permite intrínsecamente y/o extrínsecamente cambiar en tiempo real el span, la ganancia, los parámetros proporcional, integral y derivativo, etc.
  3. El Sistema de Control desde Computador con SCADA y Control PID permiten una simulación industrial real.
  4. Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y de software.
  5. Este equipo puede usarse para realizar investigación aplicada.
  6. Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica.
  7. Control del proceso del equipo TPTVC/20kW a través de la interface de control, sin el computador.
  8. Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TPTV/20kW/CTS.
  9. El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo.

EQUIPOS SIMILARES DISPONIBLES

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