asignación hidraulica trabajo grupo

8/17/2019 ASIGNACIÓN Hidraulica trabajo grupo

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ASIGNACIÓN – GRUPO 3

1. Se pide determinó la potencia instalable en la Central Hidroeléctrica,para valores múltiplos de la potencia de cada Unidad, entre 1500 – 2750M, !"e permita la #eneración de ener#$a %&irme ' Sec"ndaria( m)s

conveniente* +plicando la c"rva ner#$a vs -otencia instalada, . Costo deener#$a total vs potencia instalada* -ara este c)lc"lo s"pon#a las pérdidasde ener#$a totales son / metros*

Datos:

Cota +#"as +rriba /0 m esnivel 30 m4M+ 56

6 &alla admisible 56 n 0,3n# 0,3

Solución:

8a -otencia instalable de la Central Hidroeléctrica se determinar) através del si#"iente procedimiento*

-rimero se determinar) la potencia de "na Unidad de t"rbina con lasi#"iente e9presión:

(1 ) P=9,81∗Q∗∆ Hn∗nf ∗ng

+ partir de la C"rva de d"ración de Ca"dales se determina el ca"dalde dise;o al 56 del tiempo en el c"al es e9cedido o i#"alado,obteniéndose:

Q=442[m3/s ]

8a cota de restit"ción se determina a través de la C"rva de nivelesde restit"ción de la casa de ma!"inas, de la c"al se obtiene la si#"ientee9presión:

(2) Cota de Restitución=0,0934∗Q0,4892+279

Cota de Restitución=280,8386m

Con la cota a#"as arriba, la cota de restit"ción . las perdidas, sedeterminan las pérdidas netas de ener#$a %


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∆ Hn=76,1614m

S"stit".endo los valores obtenidos del ca"dal . las perdidas netasen la e9presión %1(, se obtiene la potencia de "na Unidad de t"rbina:

P=9,81 kgf m

3 ∗442 m3

s ∗76,166m∗0,89∗0,98=¿ 233050*=15 233 M>

Con esto se tiene !"e la t"rbina con "n ca"dal de ==2 m/?s #enera"na potencia de - 233 M> re!"erida para #enerar cierta cantidad deener#$a, !"e mediante la si#"iente relación se p"ede de@nir la ener#$aprod"cida:

%=( Energía%t = P∗8760∗%t

Energía%t =288 Mw∗

(8760

1000

)∗95=2397w!

sto !"iere decir !"e la ener#$a @rme prod"cida para abastecer el56 del tiempo es de 2/7 4>A* Se re!"iere la ener#$a !"e se prod"ceen los e9cesos de a#"a o sec"ndaria para establecer la ener#$a total en"n 56 del tiempo* -ara esto se realiBó "na tabla de c)lc"lo en 9cel !"epermite detallar los incrementos de potencia en las variaciones de tiempocon las !"e se lo#ra la prod"cción de ener#$a sec"ndaria esta sedeterminó mediante la si#"iente relación:

%5( Energía "ecundaria( Es2)=

#$∗(8760

1000

)∗ #t 2 + Es1


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Nota: Se establece ener#$a sec"ndaria en la casilla del 56 por!"e noe9iste "na variación de tiempo, . tampoco potencia*

e orma c"al !"e c"ando se s"ma la ener#$a @rme . la ener#$asec"ndaria se obtiene la ener#$a total, teniendo !"e:

%( Energíatotal ( Et )= Ef + Es

Energíatotal ( Et )=2397w!+0w!=2397w!al95 deltiem$o

+ través de la tabla mostrada anteriormente, se realiBó la si#"iente#r)@ca ner#$a total vs -otencia instalada, para determinar la potenciare!"erida m)s recomendada para prod"cir la ma.or cantidad de ener#$a*

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 /,000 /,5000

2,000

=,000

,000

3,000

10,000

12,000

1=,000

vs - inst

t Q Cota restitucion Desnivel neto Potencia Energia E. Firme E. Secundaria E.Total

% m3/s m M MW GW GW GW GW

!."# $$ &!.&$ '(.)( && *3"' *3"' ! *3"'

!." #'3 &).!" '#.") 3' *"33 *3"' (&! 3*!''

!. '3! &).3# '#.(# $'3 3*#)& *3"' )*$#) 3*&$&

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+ partir de este #r)@co se concl".e !"e la opción m)srecomendable es optar por "na potencia de 2500 M debido !"e con m)spotencia la ener#$a #enerada casi permanece constante, es decir #enera"nos incrementos m". pe!"e;os !"e condicionan bastante a niveleconómico . poco a nivel "ncional o prod"ctivo*

(7) urbinasre&ueridas= Potenciainstalada

Ca$acidad $orunidad

urbinas re&ueridas=2500 Mw

250 Mw =10unidades

Se considerar) el "so de 12 "nidades por las 2 "nidades derespaldo*

+Aora prosi#"e la etapa de estimación de costos totales de

#eneración de la ener#$a total, por lo !"e se plantean las si#"ientesrelaciones:

%3( Costototal='%ub()or*ada+' +bras ci,iles+' E&ui$osC ( M ' D 26 !"ipos' D C* an"al

Costototal=274709098,5+1750000000+79217397,4+1584347,9+232027295

Costototal=¿ 2//75/31/3, D

%( Peso totalde tubería= P ( Es$ecífico∗-olumen

Peso total de tubería=7850 kgm3∗304,3025m3=2388774,77 .g

%10( ' %ubería for*ada= Peso de tubería∗ Precio tubería/kg

D ubería for*ada=2388774,77 kg∗115 '

kg=274709098,5 '

%11( ' +brasCi,iles=1750000000 '

%12( D Casa de M)!"inas . !"ipos -otencia re! al 56 E Felación

D?G#

D Casa de M)!"inas . !"ipos 233 M> E 275000 D?M> 7217/7,=/D

%1/( D Costo +n"al %&Fc( S"ma de costos E &Cc 0,1102 E21055103=/, D


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Se presenta la si#"iente tabla del procedimiento para los dem)sporcentaes del tiempo:

Ibteniéndose "n costo total #enerado de 27*2/*1=0,51 D, a

partir de esto se presenta la si#"iente #r)@ca C**J vs -inst:

2,000,000,000*0 2,500,000,000*0 /,000,000,000*00*0

500*0

1,000*0

1,500*0

2,000*0

2,500*0

/,000*0

/,500*0

C.E.T. vs Pi


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emostrando as$ la relación lineal entre los costos . las potenciasre!"eridas por las t"ber$as*

. C")les son las caracter$sticas Aidroeléctricas del aprovecAamientoseleccionado: -otencia Knstalable, ner#$a &irme, ner#$a Sec"ndaria,ner#$a Media Jotal +n"al, &actor de -lanta, -otencia Contin"a, Costo de

la ner#$a prod"cida %en milésimas de D por LA(, Costo Jotal delaprovecAamiento %D por L> instalado(*

Solución:

8a potencia instalable en el caso act"al es de -inst 2500 M> conla c"al se obtiene "n ca"dal =025,5 m/?s a "n 6t 0,1//2 con "nacota restit"ción 23=,= m . "n desnivel neto 72, m, obteniéndosecomo ner#$a 217,1 4>A ner#$a &irme 2/7,/ 4>A, ner#$aSec"ndaria ==,= 4A, ner#$a total 1131,7 4A*

n la parte de costos se obtiene:

(15) )actor de $lanta )$= Energía total

8760∗ Potencia /nstalada=11891,7∗1000w(8760∗255 M w )

=0,54299

%1( Potencia Continua PC -otencia @rme %Sin re#"lación( 233,0M>


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%17( Costode Energía $roducida=Costo totales

Energía total=

3026359791,0

11891,7w!∗1000∗1000=0,2545' / .w!

%13( Costootal de a$ro,ec!amiento= Costototales

Potencia instalada=3026359791,0

2500∗1000=1210,5'

3. 8a cantidad de barriles e!"ivalentes de petróleo %N-( !"e aAorra elaprovecAamiento Aidroeléctrico !"e "sted Aa seleccionado %1 4>A 2*00 N-(*

Solución:

e ac"erdo a lo establecido en el inciso 1, la ener#$a total prod"cida

era i#"al a 12135,5 4>A*

Se mantiene "na relación de 1 4>A 2*00 N- por lo tanto:

0arriles e&ui,alentesde $etróleo=12185,5w!

1w! ∗2090 0EP=25467695barriles


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-or lo !"e se aAorran "n total de 25=75 de barriles de petróleomediante la prod"cción de ener#$a total de 12135,5 4>A*

!. O"é tipo de t"rbina se re!"iere en este casoP Calc"le la velocidadespec$@ca Qs*

R: l tipo de t"rbina re!"erida en este caso, es de tipo &rancis debido a!"e son las m)s aptas . adec"adas para aprovecAar saltos intermediosdesde =0m Aasta =00m, la c"al para el presente caso es de 30 m* +dem)s!"e las t"rbinas -elton se "tiliBan en saltos m)s #randes ma.ores de

=00m . las Laplan en saltos m". baos menores a los 50 menores*

Solución:

Hd 7,1m &rec"encia %&( 0 HtB -insta 2500 M>


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Se re!"iere Aacer la conversión de la potencia instalada a caballosde "erBa %Ap(, para trabaar a las "nidades m)s adec"adas*

8a e!"ivalencia es 1 Ap 0,7/5 L, para 2500M> es:

2500000 .w 1 1 H$

0,735 .w =3401360,544 H$

Se calc"la la velocidad espec$@ca de pr"eba, con la si#"ienterelación:

(17 ) 2s3 =2300

√ Hd(%i$o )rancis )

2s3 = 2300

√ 76,166=263,5404 r$m

Se determina la velocidad de rotación de pr"eba:

(18 ) 2 3 = 2s 3 ∗ Hd1,25

P0,5

2 3 =263,54∗76,1661,25

3401360,5440,5

=32,153 r$m

Se calc"la el número de polos:

(19) 2 4 $olos=120 1 f

2 3

2 4 $olos=120 1 60!r*

32,153 r$m=223,9293 $olos=224 $olos

Se de@ne la velocidad de rotación de@nitiva:

(20) 2 =120 1f

$olos

2 =120 160!r*

224=32,142857 r$m

Se calc"la la velocidad espec$@ca real:


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(21) 2s= 2 ∗ P0,5

Hd1,25

2s=

32,142857∗3401360,5440,5

76,1661,25 =136,8943C, 5 m

1/,3=/ 9 0,7/5 100,1 Kw y m

". Calcule la cota de u+icaci,n del e-e de la tur+ina una unidad* 0ara un sitio de altitud!! msnm 1 tem0eratura #2C.

Solución:

Se aplicar)n las si#"ientes relaciones para calc"lar la cota de "bicacióndel ee de la t"rbina*

%1(Coe@ciente de orma 6 = 2s

1,64

50300=136,89

1,64

50300=0,063399

%2(-resión Narométrica Hb ¿10,33−0,0012∗7 =10,33−0,0012 (200 )=10,09m


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%/(-resión de vapor Hv a % =25℃− H,=0,33m

%=(+lt"ra de aspiración o s"mer#encia Hs Hb− H,−6Hm81 %siendoHm)9 30m(

Hs 10,0 m – 0,// m – 0,0// %30m( =,m

l ee de la t"rbina deber) estar "bicado a =,7m por encima de la cota derestit"ción para evitar cavitación*

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