UNIDAD I: Introducción y generación hidráulica UNIVERSIDAD ALONSO DE OJEDA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INDUSTRIAL ASIGNATURA: GENERACIÓN DE POTENCIA   UNIDAD I: Introducción y generación hidráulica ING. DANMELYS PEROZO

UNIDAD I: Introducción y generación hidráulica IMPORTANCIA DE LA GENERACIÓN DE POTENCIA ASPECTOS FUNDAMENTALES TIPOS DE PLANTAS GENERADORAS GENERACIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA TIPOS DE CENTRALES TIPOS DE TURBINAS PARÁMETROS DE DISEÑO COSTOS ASOCIADOS POTENCIA DE RESPALDO

UNIDAD I: Introducción y generación hidráulica IMPORTANCIA DE LA GENERACIÓN DE POTENCIA ASPECTOS FUNDAMENTALES TIPOS DE PLANTAS GENERADORAS GENERACIÓN DE ENERGÍA HIDRÁULICA TIPOS DE CENTRALES TIPOS DE TURBINAS PARÁMETROS DE DISEÑO COSTOS ASOCIADOS POTENCIA DE RESPALDO

turbina Turbinas hidraulicas Es motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustión. Turbinas hidraulicas Las turbinas hidráulicas son turbo máquinas motora que absorbe energia del fluido y restituye energía mecanica

CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS HIDRÁULICAS Según el grado de reacción Las turbinas hidráulicas, según el grado de reacción, se clasifican en dos grupos: turbinas de acción y turbinas de reacción. Esta clasificación se funda en el concepto de grado de reacción; si el grado de reacción es 0, la turbina se llama de acción. Si el grado de reacción es distinto de 0, la turbina se llama de reacción. El grado de reacción de una turbina, εT se define así: εT ‗ altura de presión absorbida por el rodete altura total absorbida por el rodete

Turbinas de acción Se llaman así cuando la transformación de la energía potencial en energía cinética se produce en los órganos fijos anteriores al rodete (inyectores o toberas). En consecuencia el rodete solo recibe energía cinética. La presión a la entrada y salida de las cucharas (o alabes) es la misma e igual a la atmosférica. La presión del agua no varía en los alabes. El rodete no está inundado. Se encuentra a la presión atmosférica. Son de admisión parcial. En una turbina de acción el rodete trabaja a presión constante, luego p1=p2. Además esta turbina no tiene tubo de aspiración: la salida del rodete, coincide con la salida de la turbina. EJEMPLO: PELTON

Turbinas de reacción Se llama así cuando se transforma la energía potencial en cinética íntegramente en el rodete. Este recibe solo energía potencial. La presión de entrada es muy superior a la presión del fluido a la salida. La presión a la entrada del rodete es superior a la atmosférica y a la salida inferior. El rodete está inundado. Las turbinas de reacción son de admisión total. En una turbina de reacción p1>p2. La salida de la turbina se encuentra en el nivel de aguas abajo. EJEMPLO: Francis, Hélice, Kaplan.

Turbinas Pelton En la turbina Pelton, el agua tiene una presión muy alta. La válvula de aguja, que se usa para controlar el flujo de agua, deja pasar un chorro de agua que choca con los álabes de la turbina transfiriéndole su energía y haciendo girar la turbina. Esta, a su vez, hace girar un generador que está acoplado al eje de la turbina para producir energía eléctrica, como medida de seguridad se usa una válvula esférica. Son muy eficientes, el rendimiento de las ruedas tangenciales ha llegado hasta 95%.

Turbinas Pelton Su utilización es idónea en saltos de gran altura (alrededor de 200 m y mayores), y caudales relativamente pequeños (hasta 10 m3/s aproximadamente). Por razones hidroneumáticas, y por sencillez de construcción, son de buen rendimiento para amplios márgenes de caudal (entre 30% y 100 % del caudal máximo). Por ello se colocan pocas unidades en cada central que requiere turbinas de estas características. Pueden ser instaladas con el eje en posición vertical u horizontal, esta última disposición la más adecuada, la cual nos servirá de referencia para hacer las descripciones necesarias.

Componentes de una turbina Pelton - Distribuidor - Cámara de descarga- Rodete - Sistema hidráulico de frenado - Carcasa - Eje

Turbinas Francis Estas turbinas se caracterizan por lo siguiente: Están formadas por una espiral que va a alimentar al rodete. Se utilizan para caídas medianas. (Mediana presión) Tienen un distribuidor que orienta el agua hacia el rodete. Descargan a contra presión. Generalmente están provistas de una válvula mariposa como medida de prevención.

Turbinas Kaplan Esta se caracteriza por lo siguiente: Se utilizan para caídas bajas. El rodete recuerda la forma de una hélice de barco. El ángulo de inclinación de las palas del rodete es regulable. Se utilizan para gastos muy grandes. La regulación se efectúa por medio de un distribuidor como en las Francis y además con el ángulo de inclinación de las palas en el rodete. Es una variante de las turbina hélice con los álabes de rodete orientables. Al poder variar la posición de los álabes, puede buscarse que su inclinación coincida en cualquier punto de funcionamiento con la dirección del flujo a la entrada del rodete, por lo que se adapta bien a cualquier carga, el paso de flujo es totalmente axial, es decir, paralelo al eje de giro del rodete. Existen algunas de hasta 550 m3/s y alturas de hasta 60,5 metros.

Turbinas Kaplan

Turbinas Helice Son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas.

Saltos, TAMAÑOS Y POTENCIAS DE turbinas actuales Tipo de turbina Reacción Axiales (Kaplan) Diagonales (Francis) Acción (Pelton) Salto neto, H(m) 2-70 2-500 40-1700 Diámetro exterior del rodete (m) 1-10.5 0,35-7,65 0,36-5,2 Potencia en el eje (MW) Hasta 250 Hasta 750 Hasta 400

MUCHAS GRACIAS