La turbina de una central térmica es movida por

Operación y Mantenimiento de Maquinaria Marítima

Ítem I

Selección Múltiple  (2 Pts. Por cada respuesta correcta)

1. La generación industrial de vapor es el proceso mediante el cual…

1. Se produce vapor a presiones por encima de la atmosférica

A partir de la energía de un combustible

A y b

Ninguna de las anteriores

1. Todas las anteriores

1. Una turbina es un motor rotativo que convierte la energía de vapor de agua en…

1. Energía mecánica

   
   
2. Energía eléctrica
3. Energía electromecánica
4. Todas las anteriores
5. Ninguna de las anteriores

1. Una caldera está bajo el principio de funcionamiento de…

1. Transferencia de gases
2. Transferencia de vapor
3. Transferencia de calor
   
4. Todas las anteriores
5. Ninguna de las anteriores

1. En una caldera la zona de tubos es donde los productos de la combustión (gases o humos) transfieren calor al agua principalmente por

1. Convección

   
   
2. Radiación
3. Conducción
4. Todas las anteriores
5. Ninguna de las anteriores

1. Que se entiende por proceso de vaporización y de que factor depende para que se produzca este cambio de estado

1. Es el pasaje del estado líquido de un fluido al estado del vapor.  Para que se produzca este cambio de estado depende de la presión
   
2. Es el pasaje del estado líquido de un fluido al estado del vapor.  Para que se produzca este cambio de estado depende de la temperatura
3. Es un cambio de estado y depende del calor
4. Todas las anteriores
5. Ninguna de las anteriores

Ítem II

Desarrollo

1. Nombre  los 3 tipos de pérdidas de energía que sufre una caldera (6 Puntos)

   
   

P1: pérdidas por calor sensible en los gases.

P2: pérdidas por inquemados.

P3: otras pérdidas. Corresponden a las pérdidas en purgas de agua y a las debidas a la vaporización. Enfunción de la carga a la que trabajan, se consideran aproximadamente en torno a un 3%-5%.

Nombre tres tipos de combustible sólido (3 Puntos)

El carbón, la madera y la turba.

Que es la combustión (3 Puntos)

es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz. En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O₂ gaseoso.

1. Nombre los productos que se forman en un proceso de reacción completa (4 Puntos)

   
   

Dióxido de carbono (CO₂) y el agua, el dióxido de azufre (SO₂) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NO_x), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno 

Cuáles son las desventajas de ocupar combustibles carbón y el fuel-oíl (4 Puntos)

Por su alto costo, Su bajo rendimiento, Su alto grado de contaminación, Y por su arranque lento

1. Cuáles son los efectos del agua sin tratar en un circuito de caldera y como prevenirlos (8 Puntos)

   
   
2. 
   

   Corrosión,

    Desgaste generalizado o desgaste localizado
3. Sales,
   Pueden ser solubles o insolubles
4. Depósitos ,
   Pueden ser blandos o duros, Son muy adherentes y se eliminan solo con químicos
5. Espuma,
     Arrastra agua en el vapor
6. Corrosión
   Agentes químicos para corregir el PH y absorber el oxígeno
7. Incrustaciones
   Agentes químicos, Método de ablandamiento o purgas
8. Espuma, Evitar extracciones bruscas de vapor, Disminuir elementos sólidos en suspensión
9. Defina que es una turbina (3 Puntos)
   

Una turbina de vapor es una turbo máquina que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica. Este vapor se genera en una caldera, de la que sale en unas condiciones de elevada temperatura y presión.

1. Explique que es el rendimiento y eficiencia de una turbina  a vapor (6 Puntos)

   
   

El rendimiento o eficiencia de una turbina se define como el cociente entre la energía producida por la misma y la energía disponible.

La eficiencia de una turbina esta influenciada principalmente por las pérdidas de fluidos debido a las fugas y otros factores, además de los efectos de fricción que se presentan en el interior  de la misma, producidos  por el contacto entre el fluido y las partes móviles.

1. Nombre los componentes de un sistema de turbinas a vapor y explique la función de cada uno (8 Puntos)

   
   

Caldera

Su función es la de generar el vapor necesario para el funcionamiento de la turbina.

Turbina

Es la encargada de utilizar la energía del vapor de la caldera y transformarla en trabajo útil para mover un generador eléctrico.

Condensador

Se emplea para condensar el vapor que sale de la turbina.

Bomba

Usada para alimentar la caldera con el agua que proviene del condensador.

1. Nombre las partes de una turbina y explique cada una de ellas (6 Puntos)

   
   
2. la parte giratoria- el rotor que está formado por ruedas de álabes unidas al eje.
3. La parte estacionaria- el estátor, está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.
4. 
   

   Toberas

   El vapor es alimentado a la turbina a través de estos elementos. Su labor es conseguir una correcta distribución del vapor entrante/saliente al/desde el  interior de la turbina

1. Cual es el principio de funcionamiento de una turbina (3 Puntos)

   
   

Ciclo ranrike

1. Explique que es el ciclo rankine e identifique cada etapa de las fases. (11 Puntos)

   
   

A mayor presión y temperatura del vapor, mayor es la eficiencia termodinámica.

Se añade un recalentamiento de vapor entre etapas de la turbinas para lograr una eficiencia aun mayor.

En diagrama temperatura entalpía se puede observar las ganancias de calor hípicas en términos porcentuales (sobre el calor total entregado al sistema agua-vapor).

1-2 proceso de bombeo adiabático y reversible

2-3 transferencias de calor al fluido de trabajo en una caldera a presión constante

3-4 expansión adiabatica y reversible del fluido en la turbina

4-5 transferencias de calor desde el fluido de trabajo a presión constante en el condensador

1. Nombre y explique a lo menos 4 tipos de turbinas de vapor (8 Puntos)

   
   

Turbina de vapor de reacción

: En la turbina de reacción la energía mecánica se obtiene de la aceleración del vapor en expansión. Las turbinas de este tipo cuentan con dos grupos de palas, unas móviles y las otras fijas.

    En la turbina de reacción se produce un escalonamiento de velocidad. Este consiste en producir una gran caída de presión en un grupo de toberas y utilizar la velocidad resultante del vapor para que entre en un segundo rodete.

Turbina de vapor de acción

: Una turbina de vapor de acción consta fundamentalmente de:

Un distribuidor fijo: compuesto por una o varias toberas, cuya misión es transformar la energía térmica del vapor  total en energía cinética. Una corona móvil, cuyos álabes tienen por objeto transformar en energía mecánica la energía cinética puesta a su disposición. Impulsan el vapor a través de las toberas fijas hasta alcanzar las palas. Las turbinas de acción tienen varias etapas, en las que la presión va disminuyendo de forma escalonada. 

Turbinas de contrapresión:

La presión del vapor de la turbina es superior a la  atmósfera. Permite el aprovechamiento posterior

Turbinas de condensación


El vapor sale a una presión inferior  la atmósfera. Se utiliza en las turbinas de gran potencia

1. Nombre 6 tipos de averías en las turbinas (6 Puntos)

   
   

NIVEL DE VIBRACIONES

DESPLAZAMIENTO EXCESIVO DEL ROTOR POR MAL ESTADO DEL COJINETE DE EMPUJE O AXIAL

FALLOS DIVERSOS DE LA INSTRUMENTACIÓN

VIBRACIÓN EN REDUCTOR O ALTERNADOR

FUGA DE VAPOR

FUNCIONAMIENTO INCORRECTO DE LA VÁLVULA DE CONTROL

DIFICULTAD O IMPOSIBILIDAD DE LA SINCRONIZACIÓN

BLOQUEO DEL ROTOR POR CURVATURA DEL EJE

GRIPAJE DEL ROTOR

1. Cuál es el mantenimiento quincenal de una turbina a vapor (7 Puntos)

   
   

Inspección de fugas de aceite

Limpieza de aceite

Comprobación del nivel de aceite

Inspección de fugas de vapor

Inspección de fugas de agua de refrigeración

Lectura de vibraciones

Purga de agua del aceite de lubricación

1. Cuál es la revisión anual de un sistema de turbinas a vapor (9 Puntos)

   
   

Análisis del espectro de vibración

Inspección boroscópica de álabes

Cambio de aceite

Cambio de  filtros de aceite

Apertura de cojinetes y comprobación del estado

Inspección de la válvula de regulación de turbina

Inspección del grupo hidráulico

Inspección del sistema de eliminación de vahos

Prueba de potencia