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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería
1-1-2006
Estudio de uso racional de energía (URE) a los consumos de Estudio de uso racional de energía (URE) a los consumos de
equipos propios de las unidades generadoras de la Central equipos propios de las unidades generadoras de la Central
Térmica Martín del Corral "Termozipa" Térmica Martín del Corral "Termozipa"
Pedro Fabián Álvarez Coba Universidad de La Salle, Bogotá
Luis Eduardo Polanco Puentes Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Álvarez Coba, P. F., & Polanco Puentes, L. E. (2006). Estudio de uso racional de energía (URE) a los consumos de equipos propios de las unidades generadoras de la Central Térmica Martín del Corral "Termozipa". Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/542
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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 1 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
ESTUDIO DE USO RACIONAL DE ENERGÍA (URE) A LOS CONSUMOS DE
EQUIPOS PROPIOS DE LAS UNIDADES GENERADORAS DE LA CENTRAL
TÉRMICA MARTÍN DEL CORRAL “TERMOZIPA”
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA BOGOTÁ, D. C.
2006
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 2 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Estudio De Uso Racional De Energía (URE) A Los Consumos De Equipos
Propios De Las Unidades Generadoras De La Central Térmica Martín Del
Corral “Termozipa”
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA
LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Proyecto para optar al titulo de Ingeniero Electricista
Director
FABIO ALDANA
Ingeniero Mecánico
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ÁREA DE USO RACIONAL DE ENERGÍA BOGOTÁ, D. C.
2006
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 3 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Ni la Universidad de la Salle ni los
jurados se hacen responsables de los
conceptos expuestos en el presente
documento.
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 4 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
NOTA DE ACEPTACIÓN
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Director
__________________________________
Jurado
__________________________________
Jurado
Bogotá D. C., Mayo De 2006.
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 5 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan sus agradecimientos a:
Fabio Aldana, Ingeniero Mecánico y director del proyecto de grado; por sus
acertadas sugerencias y sus valiosos concejos para la elaboración del presente
estudio.
German Buitrago, Ingeniero mecánico y asesor por parte de EMGESA S.A. del
proyecto; por permitir la realización del proyecto dentro de las instalaciones de la
central TERMOZIPA y por su colaboración incondicional en todas las actividades
que fueron llevadas a cabo durante la elaboración del presente estudio.
Helman Suárez y Juan Carlos Grosso, Ingenieros Electricistas de EMGESA
oficina técnica; por ayudar a establecer la relación universidad-empresa, ya que
gracias a esto, el proyecto se llevó a cabo con todo el apoyo del personal de
TERMOZIPA, así como personal de EMGESA S.A.
Alfonso Maestre, Juan Roberto León, Alberto Apolinar y Jhon Yimer Suárez,
ingenieros electricistas de la central TERMOZIPA; por su colaboración
incondicional en todas las etapas del proyecto, así como también por sus
sugerencias, consejos y recomendaciones.
Diva Puerto, Ingeniera Electricista de la central, y al grupo de mantenimiento
eléctrico TERMOZIPA, por su apoyo logístico e intelectual, así como también por
sus observaciones y por constante ayuda incondicional.
A la Universidad de la Salle y a la Facultad De Ingeniería Eléctrica, por que
gracias a ellos, contamos con todos los elementos necesarios para la finalización
exitosa de este proyecto.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 6 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
1. INFORMACIÓN DE LA COMPAÑÍA 24
1.1. EMGESA S.A. E.S.P. 24
1.1.1. Origen 24
1.1.2. Plantas de generación 26
1.2. CENTRAL TÉRMICA MARTÍN DEL CORRAL “TERMOZIPA” 27
1.2.1. Reseña histórica 27
2. DESCRIPCIÓN DE LA CENTRAL 29
2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA CENTRAL 29
2.2. PROCESO DE GENERACIÓN 30
2.3. IDENTIFICACIÓN DE LOS CONSUMOS PROPIOS DE LA CENTRAL 36
2.3.1. Identificación de los equipos pertenecientes a la S/E U 39
3. EVALUACIÓN DE LOS CONSUMOS PROPIOS 44
3.1. CONSUMO GLOBAL DE LOS EQUIPOS PROPIOS 44
3.2. CONSUMO POR CONCEPTO DE ILUMINACIÓN 47
3.3. CONSUMO POR CONCEPTO DE MOTORES 53
3.3.1. Consumo de motores unidad 2 53
4. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO 60
4.1. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA ILUMINACIÓN 60
4.1.1. Diagnóstico energético para iluminación unidad 2 61
4.1.2. Diagnóstico energético para iluminación unidad 3 65
4.2. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA MOTORES 89
4.2.1. Teoría para el análisis energético de los motores 89
4.2.2. Diagnóstico energético para motores unidad 2 92
4.2.3. Diagnóstico energético para motores unidad 3 100
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 7 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
5. PROYECTOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA A LOS DIAGNÓSTICOS PLANTEADOS 113
5.1. PROYECTOS ILUMINACIÓN 113
5.1.1. Metodología para la elaboración de los proyectos de iluminación 114
5.1.2. Proyectos de iluminación unidad 2 115
5.1.3. Proyectos de iluminación unidad 3 116
5.1.4. Evaluación energética de los proyectos de iluminación propuestos 125
5.2. PROYECTOS PARA MOTORES 127
5.2.1. Metodología para la corrección del factor de potencia 127
5.2.2. Proyecto de banco de condensadores unidad 2 129
5.2.3. Proyecto de banco de condensadores unidad 3 132
5.2.4. Evaluación implementación Banco De Condensadores 135
5.2.5. Proyecto programa de lubricación a motores 138
6. CONCLUSIONES 142
7. RECOMENDACIONES 146
7.1. RECOMENDACIONES ILUMINACIÓN 148
7.2 RECOMENDACIONES MOTORES ELÉCTRICOS 149
7.3 RECOMENDACIONES COMPRESORES 150
7.4 RECOMENDACIONES BOMBAS 151
7.5 RECOMENDACIONES VENTILADORES 152
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 8 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
LISTA DE TABLAS Pág.
Tabla 1. Valores Característicos De Las Unidades De Generación. 16
Tabla 2. Plantas De Generación Hidráulicas Emgesa S.A. E.S.P. 26
Tabla 3. Planta De Generación Térmica Emgesa S.A. E.S.P. 26
Tabla 4. Capacidades De Carga Para Iluminación. 40
Tabla 5. Descripción y Ubicación De La Iluminación Existente. 41
Tabla 6. Generación Y Consumos Propios. 44
Tabla 7. Comportamiento Histórico De Los Consumos Propios. 46
Tabla 8. Potencia Requerida Por Los Equipos Propios. 47
Tabla 9. Descripción Del Consumo Por Concepto De Iluminación. 52
Tabla 10. Factores De Utilización Y Potencia Real Requerida Unidad 2. 56
Tabla 11. Factores De Utilización Y Potencia Real Requerida Unidad 3. 59
Tabla 12. Niveles De Iluminación Medidos Taller Mecánico. 62
Tabla 13. Niveles De Iluminación Medidos Almacén. 64
Tabla 14. Niveles De Iluminación Medidos Oficina De Mantenimiento. 66
Tabla 15. Niveles De Iluminación Medidos Oficina Administrativa. 68
Tabla 16. Niveles De Iluminación Medidos Taller De Instrumentos. 69
Tabla 17. Niveles De Iluminación Medidos Planoteca. 71
Tabla 18. Niveles De Iluminación Medidos Taller Eléctrico. 73
Tabla 19. Niveles De Iluminación Medidos S/E 4160 U2. 75
Tabla 20. Niveles De Iluminación Medidos S/E 4160 U3. 76
Tabla 21. Niveles De Iluminación Medidos S/E 4160 U4. 77
Tabla 22. Niveles De Iluminación Medidos S/E 4160 U5. 79
Tabla 23. Niveles De Iluminación Medidos Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5. 80
Tabla 24. Niveles De Iluminación Medidos Tablero Eléctrico. 82
Tabla 25. Niveles De Iluminación Medidos Tablero Mecánico U2 y U3. 83
Tabla 26. Niveles De Iluminación Medidos Tablero Mecánico U4 y U5. 85
Tabla 27. Niveles De Iluminación Medidos Oficina Ingenieros De Operación. 86
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 9 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Pág.
Tabla 28. Niveles De Iluminación Medidos Oficina De Supervisores. 88
Tabla 29. Resultados Pruebas Eléctricas De Los Equipos Propios De La U2. 94
Tabla 30. Resultados Pruebas Eléctricas De Los Equipos Propios De La U3. 102
Tabla 30-A. Continuación Resultados Pruebas Equipos Propios U3. 103
Tabla 31. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación En El
Taller Mecánico. 115
Tabla 32. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Almacén. 116
Tabla 33. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Oficina
De Mantenimiento. 116
Tabla 34. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Oficina
Administrativa. 117
Tabla 35. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación En El
Taller De Instrumentos. 118
Tabla 36. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Planoteca. 118
Tabla 37. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Taller Eléctrico. 119
Tabla 38. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación S/E 4160 U2. 119
Tabla 39. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación S/E 4160 U3. 120
Tabla 40. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación S/E 4160 U4. 120
Tabla 41. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación S/E 4160 U5. 121
Tabla 42. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Cuarto
Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5. 121
Tabla 43. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Tablero
Mecánico. 122
Tabla 44. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Oficina
Ingenieros De Operación. 123
Tabla 45. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Cuarto
De Supervisores. 123
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 10 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Pág.
Tabla 46. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Tablero
Mecánico U2 y U3. 124
Tabla 47. Características Del Rediseño Sistema De Iluminación Tablero
Mecánico U4 y U5. 124
Tabla 48. Evaluación Energética De Los Proyectos De Iluminación Propuestos. 126
Tabla 49. Valores Y Características Banco De Condensadores Unidad 2. 130
Tabla 50. Valores Y Características Banco De Condensadores U3 480 V. 133
Tabla 51. Valores Y Características Banco De Condensadores U3 4160 V. 134
Tabla 52. Cambio De La Eficiencia Con El FP Corregido U3. 135
Tabla 53. Cambio De La Eficiencia Con El FP Corregido U2. 136
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 11 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
LISTA DE FIGURAS Y GRÁFICAS Figura 1. Esquema Explicativo Del Proceso De Generación 35
Figura 2. Diagrama Unifilar De Alimentación Interna Termozipa 36
Figura 3. Diagrama Unifilar De Las S/E De 4160 V y 480 V 36
Figura 4. Área Taller Mecánico 61
Figura 5. División Del Almacén Por Bodegas. 63
Figura 6. Área oficina De Mantenimiento 65
Figura 7. Área Oficina Administrativa 67
Figura 8. Área Taller De Instrumentos 69
Figura 9. Área Planoteca 71
Figura 10. Área Taller Eléctrico 72
Figura 11. Área Subestación 4160 U2 74
Figura 12. Área Subestación 4160 U3 75
Figura 13. Área Subestación 4160 U4 76
Figura 14. Área Subestación 4160 U5 78
Figura 15. Área Cuarto Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5 80
Figura 16. Área Tablero Eléctrico 81
Figura 17. Área Tablero Mecánico U2 y U3 83
Figura 18. Área Tablero Mecánico U4 y U5 84
Figura 19. Área Oficina Ingenieros De Operación 85
Figura 20. Área Cuarto De Supervisores 87
Gráfica 1. Generación Y Consumo De La Central Termozipa 45
Gráfica 2. Porcentaje Pérdidas Rotacionales Equipos Propios U2 480V 95
Gráfica 3. Porcentaje Pérdidas Rotacionales Equipos Propios U2 4160V 96
Gráfica 4. Porcentaje Pérdidas Rotacionales Equipos Propios U3 480V 104
Gráfica 5.Porcentaje Pérdidas Rotacionales Equipos Propios U3 4160V 105
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 12 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo 1. Niveles de iluminación por área exigidos por el RETIE. 156
Anexo 2. Planos de rediseño por áreas de iluminación 158
Anexo 3. Ficha técnica de los equipos de medida utilizados 159
Anexo 4. Ficha técnica bombillas de mercurio seleccionadas 161
Anexo 5. Ficha técnica tubos fluorescentes seleccionados 163
Anexo 6. Ficha técnica tubos fluorescentes oficina mantenimiento y
Administrativa 166
Anexo 7. Protocolo de monitoreo de lubricación para motores y equipos
asociados. 168
Anexo 8. Equipos pertenecientes a cada unidad generadora de la central térmica
Martín Del Corral TERMOZIPA 169
Anexo 9. Características técnicas de los motores eléctricos en estudio 173
Anexo 10. Esquemas De Ubicación Central TERMOZIPA 176
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 13 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
GLOSARIO
Aprovechamiento óptimo: Consiste en buscar la mayor relación beneficio-
costo en todas las actividades que involucren el uso eficiente de la energía, dentro
del marco del desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre
medio ambiente y los recursos naturales renovables.
Cadena Energética: Es el conjunto de todos los procesos y actividades
tendientes al aprovechamiento de la energía que comienza con la fuente
energética misma y se extiende hasta su uso final.
Centro nacional de despacho (CND): Es la dependencia encargada de la
planeación, supervisión y control de la operación integrada de los recursos de
generación, interconexión y transmisión del sistema interconectado nacional. El
centro está encargado también de dar las instrucciones a los centros regionales de
despacho para coordinar las maniobras de las instalaciones con el fin de tener una
operación segura, confiable y ceñida al reglamento de operación y a todos los
acuerdos del consejo nacional de operación.
Consejo nacional de operación (CNO): Es el organismo encargado de
acordar los aspectos técnicos para garantizar que la operación integrada del SIN
sea segura, confiable y económica y ser el órgano ejecutor del reglamento de
operación y velar por su cumplimiento.
Consumo propio: Es el consumo de energía y potencia, requerido por los
sistemas auxiliares de una unidad generadora o una subestación.
Desarrollo sostenible: Se entiende por desarrollo sostenible el que
conduzca al crecimiento económico, a la elevación de la calidad de la vida y al
bienestar social, sin agotar la base de recursos naturales renovables en que se
sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de las generaciones futuras
a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 14 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Disponibilidad para generación: Es la máxima cantidad de potencia neta
(MW) que un generador puede suministrar al sistema durante un intervalo de
tiempo determinado.
Eficiencia Energética: Es la relación entre la energía aprovechada y la total
utilizada en cualquier proceso de la cadena energética, dentro del marco del
desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre medio ambiente y
los recursos naturales renovables.
Equipos Propios: Son los equipos que se encuentran conectados a una
unidad en particular y dependen de ella en cuanto a su alimentación de tensión y
corriente durante la generación.
Fuente energética: Todo elemento físico del cual podemos obtener energía,
con el objeto de aprovecharla. Se dividen en fuentes energéticas convencionales y
no convencionales.
Fuentes convencionales de energía: Para efectos de la presente ley son
fuentes convencionales de energía aquellas utilizadas de forma intensiva y
ampliamente comercializadas en el país.
Fuentes no convencionales de energía: Para efectos de la presente ley
son fuentes no convencionales de energía, aquellas fuentes de energía
disponibles a nivel mundial que son ambientalmente sostenibles, pero que en el
país no son empleadas o son utilizadas de manera marginal y no se comercializan
ampliamente.
Generación bruta: Es la generación de la planta medida por contadores
instalados en los bornes del generador.
Generación neta: Es la generación entregada por una planta al SIN en el
punto de conexión.
RETIE: Acrónimo del reglamento técnico de instalaciones eléctricas
adoptado por Colombia, el cual manifiesta todas las disposiciones técnicas y de
seguridad referentes a cualquier tipo de instalación eléctrica, ya sea residencial,
industrial o comercial.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 15 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Sistema de transmisión nacional (STN): Es el sistema de transmisión de
energía eléctrica compuesto por el conjunto de líneas y subestaciones con sus
equipos asociados, transformadores con sus respectivos módulos de conexión,
que operan a tensiones iguales o superiores a 220 kV.
Sistema interconectado nacional (SIN): Es el sistema compuesto por los
siguientes elementos conectados entre sí: las plantas de generación, el Sistema
de Transmisión Nacional (STN), los Sistemas de Transmisión Regional (STRs),
los sistemas de distribución local, subestaciones y equipos asociados y las cargas
eléctricas de los usuarios, conforme a la ley 143 de 1994.
URE: Es el aprovechamiento óptimo de la energía en todas y cada una de
las cadenas energéticas, desde la selección de la fuente energética, su
producción, transformación, transporte, distribución, y consumo incluyendo su
reutilización cuando sea posible, buscando en todas y cada una de las
actividades, de la cadena el desarrollo sostenible.
Uso eficiente de la energía: Es la utilización de la energía, de tal manera
que se obtenga la mayor eficiencia energética, bien sea de una forma original de
energía y/o durante cualquier actividad de producción, transformación, transporte,
distribución y consumo de las diferentes formas de energía, dentro del marco del
desarrollo sostenible y respetando la normatividad, vigente sobre medio ambiente
y los recursos naturales renovables.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 16 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
RESUMEN
La central térmica Martín Del Corral posee dentro de su configuración estructural
cuatro unidades generadoras que se encuentran declaradas como disponibles
ante el Centro Nacional De Despacho (CND), con un factor de disponibilidad
histórico que oscila entre el 99% y el 99.99%1 comprendido entre 2003 y 2005.
Estos elevados factores de disponibilidad hacen que dentro de la central se
busque la mayor eficiencia, rendimiento y efectividad operacional de los equipos
principales y auxiliares, para lo cual se tienen en cuenta diferentes estrategias de
mantenimiento y control que son propias de la compañía.
Las unidades existentes en la central cumplen las características descritas en la
siguiente tabla:
UNIDAD POTENCIA BRUTA
POTENCIANETA2
TENSIÓNEN
BORNES 2 37,5 MW 34 MW 13,8 kV 3 67 MW 63 MW 13,8 kV 4 67 MW 64 MW 13,8 kV 5 67 MW 63 MW 13,8 kV
Tabla Nº 1. Valores Característicos De Las Unidades De Generación Central TERMOZIPA3
Como se puede observar, existe una diferencia entre la potencia neta y bruta, y es
este margen, el que se utiliza para abastecer los equipos denominados como
propios, los cuales son parte fundamental del proceso de generación desde el
comienzo hasta el final. Estos equipos son abastecidos por medio de
transformadores de unidad, los cuales poseen en el lado de alta una tensión 1 REGISTROS DE OPERACIÓN MES A MES, TERMOZIPA, 2003-2005. 2 POTENCIA DECLARADA POR EMGESA S.A. AL CND PARA EL 2006. 3 Fuente: Personal De Operación Temozipa.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 17 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
equivalente a la tensión en bornes del generador, es decir 13.8 kV; y en el lado de
baja, una tensión de 4160 V. Esta tensión (4.16 kV) es utilizada por dos tipos de
subestaciones principales existentes en la central:
Subestaciones DS, ES, FS, GS: Son denominadas subestaciones
especiales, y tienen como característica principal estar alimentadas todo el
tiempo por el Sistema De Distribución Regional.
Subestaciones DU, EU, FU, GU: Son denominadas subestaciones de
unidad, y se caracterizan porque son abastecidas directamente por la
unidad que se encuentre generando.
De este modo, el estudio efectuado se centró única y exclusivamente en los
equipos y elementos que se encuentran conectados a las subestaciones
terminadas en U, ya que hacen parte de los consumos propios de la central.
Las cargas esenciales que manejan las subestaciones mencionadas están
representadas en dos grandes grupos: Cargas por concepto de iluminación y
Cargas por concepto de consumo de motores. Por lo anterior, el estudio se separó
en dos grandes partes correspondientes a Iluminación y Motores.
Las diferentes interconexiones presentes entre las subestaciones estudiadas,
hacen que sea necesario siempre dejar un margen de potencia disponible para
cualquier tipo de situación anormal que llegase a presentarse en la central.
Respecto al tema de iluminación, el estudio arrojó que en gran medida las áreas
de trabajo que son utilizadas la mayor parte del tiempo, no cumplen con los
niveles mínimos de iluminación exigidos por el RETIE, además, las luminarias
existentes son de poca eficiencia, poco nivel de iluminación y de bastante
consumo en comparación con las que se encuentran actualmente en el mercado.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 18 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Posteriormente a este diagnóstico, se procedió a realizar un rediseño de las áreas
en estudio, generando así un interesante y significativo resultado final
concerniente al potencial de ahorro que se puede llegar a presentar si se siguen
los diseños, luminarias y disposiciones propuestas.
En lo concerniente a motores, el estudio muestra que los niveles de rendimiento
en los que actualmente se encuentran operando los equipos son bajos,
encontrando niveles de pérdidas del 30 y 40 % en algunos equipos. Esta situación
se debe esencialmente a las condiciones de operación y a la vida útil de algunos
equipos.
Finalmente, se concluye que la porción de potencia que actualmente es destinada
para los consumos propios de la central es adecuada, pero es susceptible de
disminuir, haciendo más eficientes los procesos de operación y los mismos
equipos sobre los cuales se realizo el respectivo análisis energético a partir del
cual se presentan los planteamientos específicos y recomendaciones de uso
racional de energía.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 19 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
INTRODUCCIÓN
Los denominadas combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, etc.), siguen
representando las principales fuentes de energía, tanto para el sector residencial
como para el productivo. Dado que para la gran mayoría de procesos que se
manejan en la actualidad no es viable prescindir de estos energéticos, ya que
poseen alta relevancia económica, es necesario reforzar las medidas de ahorro y
el uso racional de dichos energéticos, de forma tal que en alguna medida se
compensen los gastos que de su utilización se derivan.
El ahorro de cualquier forma de energía y su uso racional inevitablemente
presupone la aplicación y control de un programa confeccionado para ese fin, pero
dicho programa debe ser elaborado a partir de métodos o procedimientos
técnicamente fundamentados, es decir, debe estar sustentado por los diagnósticos
energéticos que permiten identificar en cada lugar que se apliquen (industria,
centro de servicio, centro educativo, etc.) la eficiencia y la responsabilidad con que
es utilizada la energía, de cualquier tipo (eléctrica, térmica, etc.). Con este
propósito se aporta un conjunto de elementos para realizar y evaluar el
diagnóstico energético.
De este modo, el diagnóstico energético se conceptualiza como la aplicación de
un conjunto de técnicas que permite determinar el grado de eficiencia con que es
utilizada la energía. Consiste en el estudio de todas las formas y fuentes
energéticas, por medio de un análisis crítico en una instalación consumidora de
energía, con el objetivo de establecer el punto de partida para la implementación y
control de un programa de ahorro, ya que se determina dónde y cómo es utilizada
la energía, además de especificar cuánta es desperdiciada.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 20 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Los objetivos del diagnóstico energético son: Determinar la situación actual de una
instalación o de un equipo consumidor de energía; establecer metas de ahorro,
diseñar y aplicar un sistema integral para dicho ahorro de energía, evaluar
técnicamente las medidas de conservación y ahorro, y disminuir el consumo de
energía sin afectar los niveles de producción.
Para poder establecer un diagnóstico energético acertado, concluyente y en
especial confiable, es necesario realizar previamente una determinación de la
eficiencia con la que es utilizada la energía; para ello se requieren realizar
diversas actividades, entre ellas: medir las distintas condiciones de variables
eléctricas; registrar las condiciones de operación de equipos, instalaciones y
procesos; calcular los índices energéticos o de productividad, determinar los
potenciales de ahorro y darle seguimiento al programa mediante la aplicación de
listas de verificación de oportunidades de conservación de ahorro de energía.
Este conjunto de elementos y actividades ha sido tomado en cuenta para el
desarrollo del presente estudio, el cual se ha soportado tanto en componentes
empíricos como teóricos y analíticos para llegar al mas profundo análisis de
rendimiento, eficiencia y operatividad energética de los equipos e instalaciones
considerados, teniendo siempre presente la normatividad existente, las
condiciones propias de la central y esencialmente el potencial real de ahorro que
puede llegar a generarse al seguir las recomendaciones aquí mencionadas.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 21 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
ORIGEN DEL PROYECTO
La importancia actual del Uso Racional de Energía (URE) obliga a las compañías
y empresas, que de una u otra forma presentan algún tipo de transformación y/o
consumo energético, a revaluar sus procesos productivos, así como
operacionales; ya que el URE se ha convertido en un componente principal del
desarrollo industrial y energético de las organizaciones que lo han adoptado como
estrategia de efectividad y rendimiento energético, obteniendo resultados
convincentes tanto para directivos como para el personal que se encarga de los
diferentes procesos productivos.
Bajo la conciencia de eficiencia energética con la que se deben desarrollar los
procesos productivos en Colombia, las instalaciones donde se produce
electricidad, están también interesadas en implantar programas de URE; es el
caso de la central térmica Martín Del Corral, que aunque dentro de sus procesos
productivos no se esté generando un producto físico como tal, su función, la
generación de energía eléctrica, hace que el URE sea considerado como una
herramienta para el aumento de la capacidad de potencia efectiva generada por la
central y para el manejo eficiente de los recursos energéticos.
ANTECEDENTES
En general, la práctica de URE debe realizarse partiendo desde la selección de la
fuente energética, optimizando su producción, transformación, transporte,
distribución, y el consumo final, incluyendo reutilización de subproductos cuando
sea posible. De esta manera se constituye en una medida efectiva para propiciar
el crecimiento económico, el desarrollo social y por tanto el bienestar nacional,
contribuyendo a la sostenibilidad del desarrollo de un país.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 22 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Por esta razón, el Congreso Nacional mediante la expedición de la Ley 697 de
2001 declaró al Uso Racional y Eficiente de la Energía como asunto de interés
social, público y de conveniencia nacional. Con la promulgación de esta Ley se
sentaron las bases jurídicas necesarias para que el Estado pueda organizar,
fomentar e impulsar el criterio URE y promover la utilización de las energías
alternativas de manera efectiva en Colombia.
Al reducir la factura energética mediante programas de URE tanto para los
sectores productivos como para la población en general, se incrementa la
competitividad de toda la economía colombiana. Al mismo tiempo, la utilización
racional de las fuentes energéticas partiendo desde la escogencia de las fuentes
primarias, junto con una economía más competitiva, soportan la consolidación de
los esquemas competitivos de los mercados energéticos en Colombia y a la vez
reduce o retrasa las necesidades de ampliación de la infraestructura energética en
Colombia.
De esta forma, en Colombia se ha incrementado de forma notable el interés del
sector productivo por saber e identificar cuales son sus puntos de ineficiencia y a
su vez, como poder reducir los consumos de energía en forma eficiente,
generando un escenario de desarrollo profesional y académico que propicia un
índice de evolución en los estándares de calidad de producción en el país. Una de
las herramientas más utilizadas para este fin es el estudio de Uso Racional De
Energía, entendido como elemento de identificación y diagnóstico energético de
un sector particular. Este estudio se ha intensificado de la mano de las auditorías
energéticas, sentando precedentes y metodologías para su realización.
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OBJETIVOS DEL PROYECTO
Objetivo General
Realizar un análisis de uso racional de energía a los consumos de los equipos
propios de las unidades generadoras de la central termoeléctrica Termozipa, en el
cual se identifiquen puntos o escenarios de desperdicio de energía que puedan
llegar a disminuirse o eliminarse al tener en cuenta las recomendaciones que se
estipularan en el estudio.
Objetivos Específicos
Identificar los equipos que generen más pérdidas de energía dentro del
conjunto intervenido dentro de la central térmica TERMOZIPA.
Establecer los escenarios de desperdicio de energía, en los equipos objeto
del presente análisis.
Realizar el balance energético de cada conjunto de equipos propios
perteneciente a cada unidad generadora.
Proponer soluciones tangibles a los puntos de desperdicio energético
identificados.
Determinar el potencial de ahorro que se pueda llegar a generar al corregir
todos, o por lo menos la gran mayoría, de escenarios de desperdicio o
pérdida de energía.
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1. INFORMACIÓN DE LA COMPAÑÍA
1.1. EMGESA S.A. E.S.P.
1.1.1. ORIGEN
EMGESA S.A E.S.P, fue constituida el 23 de octubre de 1997, como resultado del
proceso de capitalización de la Empresa de Energía de Bogotá, efectuado por la
sociedad de propiedad mayoritaria chileno española, Capital Energía.
EMGESA S.A E.S.P es filial de Compañía ENDESA de Chile, en la actualidad la
mayor empresa eléctrica privada de Latinoamérica, que a su vez forma parte del
grupo Enersis, dependiente de ENDESA España.
La EEB es el socio mayoritario de EMGESA S.A E.S.P, sin embargo, teniendo en
cuenta que el 15% de las acciones de la EEB son de tipo preferencial sin derecho
a voto. El control de la Empresa es ejercido por los accionistas privados.
EMGESA S.A E.S.P tiene como actividad principal la generación y
comercialización de energía eléctrica en los términos de la ley 143 de 1994.
Cuenta con seis Centrales de generación hidráulica y una térmica, con un capital
total de generación de 2.192 MW, que la convierte en una de las mayores
generadoras del país.
Durante su corta trayectoria en el sector eléctrico colombiano, EMGESA S.A E.S.P
ha registrado importantes logros comerciales, financieros y operacionales dentro
de los cuales se destacan:
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Su posición de liderazgo en el Mercado No regulado del país, con una
participación cercana al 20%.
La reducción de su deuda en un 40%.
El mejoramiento operacional de sus Centrales de generación al pasar su
disponibilidad del 87% al 94.6%.
El haber reducido las salidas de operación a una décima parte de las
registradas antes del proceso de capitalización.
EMGESA S.A E.S.P consciente de su compromiso social y ambiental con las
comunidades próximas a sus operaciones, ha desarrollado en forma directa y a
través de la Fundación EMGESA S.A E.S.P, importantes proyectos en el campo
educativo, cultural y comunitario e igualmente ha ejecutado significativos
programas y acciones ambientales, para que sus instalaciones y actividades sean
cada día más compatibles con el entorno. Los anteriores logros han producido un
impacto altamente favorable y tangible en muy corto plazo, en la eficiencia y
calidad del servicio eléctrico nacional.
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1.1.2. PLANTAS DE GENERACIÓN PERTENECIENTES A EMGESA S.A. A continuación se presentan las centrales de generación, tanto hidráulicas como
térmicas, pertenecientes actualmente a EMGESA:
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
NOMBRE UBICACIÓN CAPACIDAD NETA MEDIA ANUAL TIPO DE
TURBINA PUESTA
EN SERVICIO
Guavio 180 km. Al Nor
Oriente De Bogotá
1.150 MW 5.050 GWh Pelton Vertical 1992
Paraíso 45 km Al Sur
Oeste De Bogotá
276 MW 1.020 GWh Pelton Vertical 1986
Guaca 60 km Al Sur
Oeste De Bogotá
324 MW 1.193 GWh Pelton Vertical 1986
Charquito 28 km Al Sur
Oeste De Bogotá
19,4 MW 33 GWh Francis Vertical 1972
Tequendama 36 km Al Sur
Oeste De Bogotá
19,4 MW 91 GWh Pelton Vertical 1995
San Antonio 36 km Al Sur
Oeste De Bogotá
19,4 MW 103 GWh Pelton Vertical 1963
Limonar 41 km Al Sur
Oeste De Bogotá
18 MW 104 GWh Francis Vertical 1957
La Tinta 56 km Al Sur
Oeste De Bogotá
19,4 MW 140 GWh Pelton Horizontal 1970
Betania 35 km Al Sur De Neiva 540,0 MW 2091 GWh Francis Vertical 1987
Tabla Nº 2. Plantas De Generación Hidráulicas Pertenecientes A Emgesa S.A. E.S.P.4
CENTRAL TERMOELÉCTRICA
CENTRAL UBICACIÓN POTENCIA MEDIA ANUALTermozipa 40 km Al Norte De Bogota 224,0 Mw 116.8 Gwh
Tabla Nº 3. Planta De Generación Térmica Perteneciente A Emgesa S.A. E.S.P.5
4 FUENTE: Oficina técnica EMGESA S.A.
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1.2. CENTRAL TÉRMICA MARTÍN DEL CORRAL “TERMOZIPA” 1.2.1. RESEÑA HISTÓRICA
En el año de 1954, el Gral. Gustavo Rojas Pinilla jefe de Gobierno de la época,
tramitó en Francia la adquisición de 2 unidades térmicas a carbón con capacidad
de 33 MW de potencia c/u, con el fin de instalarlas en Boyacá.
En el año de 1958, bajo el gobierno del Dr. Alberto Lleras Camargo, se definió
instalar una de las Unidades en el área de influencia de Bogotá, debido a que la
demanda en Boyacá era limitada. Para este propósito, se eligió un terreno
propiedad de la Señora Clara Sierra, entre los Municipios de Zipaquirá y
Tocancipá, ya que éste reunía condiciones óptimas para el desarrollo del proyecto
por ubicación estratégica cerca de la Capital, situado en una zona carbonífera por
excelencia a orillas del río Bogotá y apropiado para el manejo ambiental.
En ese momento, el Sr. Martín del Corral, quien se desempeñaba como Gerente
del Banco de la República, Gestionó los empréstitos necesarios para el montaje
de la Planta, más tarde esta llevaría su nombre.
En el año de 1962, entró en operación la primera Unidad, en los años
subsiguientes y como resultado del crecimiento de la demanda en la zona y dado
que la legislación del momento dejaba a cada Departamento la responsabilidad de
su propia expansión, entraron en operación la Unidad 2 en 1964 y la Unidad 3 en
1976. En los años posteriores entre 1976 y 1978, cambiaron significativamente las
relaciones energéticas del país y la legislación en materia de energía, por lo que
se creó ISA como entidad que controlaría la expansión nacional, de esto se derivó
5 FUENTE: Oficina técnica EMGESA S.A.
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a la vez la aparición del Sistema Interconectado Nacional y la FEN como entidad
financiera de proyectos energéticos de expansión, que liderarían luego a través de
ISA, el montaje de la unidad 4 en 1981 y la Unidad 5 en 1984 presionados por el
crecimiento acelerado de la demanda y los continuos apagones.
En el año de 1984, la EEB que era propietaria de las Unidades 1, 2 y 3 asumió la
operación y mantenimiento de las unidades 4 y 5. A partir de ese momento la
Planta generó fundamentalmente para regulación de tensión y frecuencia, para
cubrir periodos de alta demanda, o por restricciones del SIN.
En el año de 1993, en el marco constitucional de 1991, se aprobaron en el país la
ley 142 (de servicios públicos domiciliarios) y 143 (o ley eléctrica), que
reglamentaron todos los aspectos relacionados con la generación, transmisión,
distribución y comercialización de Energía, y abrió las puertas a la participación del
sector privado en esta industria.
Ya en el año de 1996 y con el propósito de facilitar la capitalización de la
Compañía la EEB tramitó la adquisición de las Unidades 4 y 5 propiedad de
ISAGEN, que junto con las otras 3 Unidades y el 40% de la Central hidroeléctrica
del Guavio, pasaron a ser propiedad de EMGESA S. A. convirtiéndose en parte de
una Sociedad de economía mixta, como resultado de la capitalización del
Consorcio “Capital Energía” que adquirió el 48% de las acciones del parque
generador de la EEB.
Hoy, después de varias fusiones, capitalizaciones, descapitalizaciones y otros
manejos comerciales entre Compañías Colombianas, Chilenas y Españolas, La
Planta “Martín del Corral” más conocida como Termozipa, que hace parte de
EMGESA S. A. E.S.P. pertenece parcialmente al grupo multinacional ENDESA
España y es administrada por ENDESA Chile.
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2. DESCRIPCIÓN DE LA CENTRAL
2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA CENTRAL
La central Martín Del Corral cuenta con 5 Unidades de generación térmica, de las
cuales solamente cuatro de ellas funcionan hoy en día.
La unidad 1 se encuentra fuera de servicio desde mayo de 1992. La unidad 2, en
servicio desde el 10 de diciembre 1964, fue recuperada totalmente de 1989 a
1993. La caldera de estas dos unidades, marca Foster Wheeler, tiene una
capacidad máxima de producción de vapor de 155,6 toneladas hora de vapor a
482 ºC y 63,3 kg/cm2 de presión. El turbogenerador GE, tiene una capacidad de
generación de 37,5 MW, el voltaje de salida de los generadores es de 13.8 kV. El
banco de transformadores principales monofásicos eleva la tensión a 115 kV y
entrega la energía generada a la subestación de donde se distribuye al SIN.
La unidad 3, en servicio desde enero 21 de 1976, la unidad 4 desde marzo 18 de
1981 y la unidad 5 desde junio 21 de 1984, tienen una capacidad de generación
de 66 MW cada una.
En estas Unidades la caldera fue fabricada por Distral, para una capacidad
máxima de producción de vapor de 276 toneladas hora de vapor a 510 ºC y 87.9
kg/cm2 de presión y el Turbo-grupo por Hitachi, con turbina tipo impulso y
generador de 2 polos con rotor cilíndrico.
El voltaje de salida de los generadores es de 13.8 kV el banco de transformadores
principales monofásicos eleva la tensión a 115 kV y entregan la energía generada
a la subestación de donde se distribuye al SIN.
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2.2. PROCESO DE GENERACIÓN
El proceso de generación de energía eléctrica en la central Termozipa
corresponde en todas sus unidades al ciclo termodinámico de Ranking (De Vapor):
La caldera utiliza como combustibles ACPM y FUEL-OIL en la etapa inicial de
calentamiento de la caldera, y posteriormente se utiliza CARBÓN, para evaporar el
agua y producir el vapor necesario para mover el turbo-generador.
En el encendido inicial de la caldera se utiliza como combustible el ACPM,
utilizando aproximadamente 4000 galones en un arranque normal. Una vez que el
hogar se ha calentado y la presión del vapor ha subido a 8 kg/cm2 se comienza a
precalentar el fuel-oil para su consumo, utilizando normalmente 4500 galones
hasta alcanzar condiciones óptimas de temperatura y presión en la caldera.
Con fuel-oil se puede obtener la presión total de la caldera de 87.9 kg/cm2, la
temperatura de 513°C y el flujo de vapor necesario para producir la plena carga de
66.000kW. Sin embargo, para ahorrar este combustible, cuando se tiene una
carga de 12.000 kW, se comienza a suministrar carbón, primero poniendo en
servicio un molino que puede dar hasta una carga de 33.000 kW, y luego para
obtener plena carga se pone en funcionamiento el segundo molino. Las unidades
cuentan con un tercer molino que se deja como reserva (la puesta en servicio de
estos molinos se hace mediante un control electro neumático). La reserva de
carbón en patio es de 220.000 toneladas, la capacidad de las tolvas por
pulverizador por unidad es de 200 toneladas para la U-2, y 276 toneladas para las
U-3, U-4 y U-5.
El oficio de estos molinos consiste en triturar el carbón y pulverizarlo, para
inyectarlo a los quemadores por medio de aire a presión proporcionado por los
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ventiladores de aire primario; la ignición de estos quemadores es inicialmente por
medio de antorchas pilotos que consumen ACPM.
Para producir 1 kW se requiere 456 g. de carbón con 2,67 lb. de O2. El consumo
de carbón para 66.000 kW, es de 33 toneladas por hora, para un consumo diario
de aproximadamente 722 t, llegándose a la cantidad de 18.000 toneladas
mensuales.
Para obtener una combustión eficiente es necesario inyectar aire al hogar,
mediante dos ventiladores de tiro forzado accionados por motores de 500 HP de
capacidad cada uno.
Para retirar los gases de la combustión, y mantener el hogar a una presión
ligeramente negativa, se utiliza los ventiladores de tiro inducido, que los impulsan
a salir por chimenea habiendo atravesado de antemano el precipitador
electrostático, el cual tiene como función limpiar estos gases de las partículas de
cenizas que puedan contener.
El sistema de control del precipitador electrostático está programado para accionar
y tener en cuenta todos los parámetros que se utilizan en la recolección de las
cenizas, tales como tiempo de emisión de la corriente para producir el efecto
corona para ionizar el aire y cargar eléctricamente las partículas de polvo y
cenizas. Esta limpieza se hace ionizando el flujo de los gases por medio de unos
electrodos cargados negativamente, creando una atracción eléctrica en las
partículas de cenizas, que luego son recolectadas en unas placas colectoras
cargadas positivamente. A continuación estas placas son golpeadas
mecánicamente para desprender la ceniza acumulada, la que se deposita en las
tolvas situadas debajo del precipitador. Esta ceniza es removida por medios
neumáticos a vacío y depositada en una laguna de decantación. (85% volátil y
15% fondo, 230 toneladas por día).
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Para mejorar la eficiencia de la combustión, se utiliza un intercambiador de calor
tubular, en donde se aprovecha la temperatura de los gases calientes producidos
durante la ignición para precalentar el aire inyectado al hogar de la caldera por los
ventiladores de tiro forzado y así consumir menos combustible.
El agua que se utiliza para la generación de vapor requiere un tratamiento químico
de coagulación, decantación, floculación, sedimentación, filtración y
desmineralización, tratamiento que es realizado por la Planta de Tratamiento de
Agua que existe dentro de la central. La función esencial de la planta de
tratamiento es inhibir, reducir, controlar y prevenir los daños que puedan causar
los contaminantes presentes en el agua, esto mediante la adición de productos
químicos y/o operaciones mecánicas que disminuyen o cambian las
características físico-químicas del agua, variando con ello el nivel de afectación y
realizando control especifico sobre:
Sólidos suspendidos: Lodos, humus, y productos de aguas negras y
residuos industriales.
Dureza: Sales de calcio y magnesio, hierro y aluminio y ácidos orgánicos
y/o minerales.
Alcalinidad: Bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, e incluso boratos,
silicatos y fosfatos.
Sólidos disueltos: Sales sódicas, compuestos de magnesio, hierro y sílice y
sales derivadas del ácido sulfúrico, ácido nítrico, y ácido fosfórico.
Gases: Disueltos en el agua con efecto destructivo y corrosivo dióxido de
carbono CO2, y el oxigeno O2.
La central cuenta con varios sistemas de agua, entre ellos: Agua de servicio, agua
de enfriamiento, agua de alimentación, agua de caldera, vapor y condensado.
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El agua que es utilizada para la generación de vapor, es inyectada al tambor
principal de la caldera, operativamente 109 m2, (lleno total 175 m2), y es
precalentada por los gases provenientes de la combustión, por medio de un banco
principal de tuberías, instalado entre los dos tambores a través del cual pasan los
gases residuales de la combustión, cediendo parte de su temperatura.
El vapor generado en las paredes del hogar va siendo acumulado en la parte
superior del tambor principal fabricado a partir de las láminas de 4 pulgadas de
espesor, 50 toneladas de peso y colocado a 40 metros de altura donde se
recolecta el vapor saturado. Este vapor debe ser recalentado y para ello se utilizan
2 sobrecalentadores, llamados primario y secundario, ubicados en la parte
superior de la caldera, que también utilizan el calor de los gases de escape. Este
vapor seco sobrecalentado, y con una presión de 87.9 kg/cm2 y 513°C es enviado
a la turbina a través de una tubería de alta presión con un flujo de 276 t/h.
Al final de esta tubería de alta presión, se halla la válvula de admisión a la turbina,
donde están colocadas todas las seguridades de la misma.Después el vapor llega
a una cámara de válvulas que admiten mayor o menor cantidad de vapor
conforme a las necesidades de generación requerida. Y es en este punto donde
se transforma la energía térmica en energía mecánica, expandiéndose el vapor de
forma tal que realiza trabajo sobre los álabes de la turbina generando así un
movimiento mecánico de rotación, dando como resultado energía cinética
rotacional, que posteriormente será cedida al eje del generador para su posterior
transformación en energía eléctrica.
De allí el vapor es evacuado por medio de 5 líneas de extracción las cuales son
utilizadas para precalentar el agua de alimentación de la caldera. El vapor restante
en el condensador es refrigerado por agua tomada del río Bogotá que lo condensa
para ser convertido en agua de alimentación de la caldera e inyectado al tambor
de la misma.
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El vapor después de efectuar su trabajo en la turbina cae al condensador de dos
pasos de cámara de agua dividida, de tipo tubular con 5184 tubos de material
altamente conductor con una presión de entrada de vapor de 50,8 mmHg
absoluto, siendo el vapor condensado de 192 t/h.
El agua del río Bogotá, con un flujo total de circulación de 10.5 m3/s (182400
galones) y con una temperatura de 16°C, al ceder temperatura del calor al vapor
para convertirlo nuevamente en agua de alimentación se calienta a temperatura de
23°C, requiriéndose así un enfriamiento que es realizado a través de torres
refrigeración para poder vertirla al río e iniciar nuevamente el ciclo.
El rotor de la turbina con un peso de 20 toneladas, gira a 3.600 revoluciones por
minuto. Sobre este rotor están colocados 13 rodetes de álabes que al ser
golpeados por el chorro de vapor, imprimen el esfuerzo de giro. El rotor de la
turbina está directamente acoplado, al generador ( sistema productor de energía
eléctrica, transformando la energía mecánica que recibe de la turbina, con un rotor
que es un inductor que crea un campo magnético producido por electroimanes
alimentados por corriente de excitación, y un estator, un inducido constituido por
unas bobinas, donde se generan fuerzas electromotrices al cambiar de posición el
campo magnético al que se ven sometidas cuando gira el inductor de 66000 kW,
80000 kVA.) y al girar induce una corriente de 3347 Amperios a un voltaje de
13.800 voltios a plena carga, tensión que es elevada en los transformadores
principales a 115.000 voltios para su transporte por medio de las líneas de
transmisión a las subestaciones del Sol 1 y 2, Tibabuyes, Sesquile, Agafano-
Leona.
Para una mejor visualización del proceso de generación, a continuación se
muestra la figura 1, donde se explica detalladamente los pasos en serie que se
llevan a cabo para la generación de energía eléctrica en la central térmica Martín
Del Corral:
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2.3. IDENTIFICACIÓN DE LOS CONSUMOS PROPIOS DE LA CENTRAL
Como se observó en el apartado anterior en el proceso de generación, la central
requiere para su funcionamiento una serie de equipos, cuyas funciones
determinan el óptimo rendimiento del ciclo de generación y por esta razón son
pieza clave en la eficiencia con la cual opera cada una de las unidades de la
central. Estos quipos están alimentados por medio de una serie de subestaciones,
las cuales cuentan con una clasificación al interior de la central que depende
esencialmente de dos características: Procedencia de alimentación y Nivel de
tensión.
Figura Nº 2. Diagrama Unif ilar De La Alimentación Interna De La Central Termozipa
FUENTE: Personal Operación TERMOZIPA
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En cuanto a la procedencia de alimentación, como se observa en la figura 2, las
subestaciones están divididas en dos grandes grupos, las cuales están
denominadas de la siguiente forma:
Las subestaciones terminadas en S, son denominadas S/E especiales y
tienen como característica principal que su alimentación depende
únicamente de la red de alimentación regional.
Las subestaciones terminadas en U, son denominadas S/E de unidad y se
diferencian de las terminadas en S por que su alimentación varia
dependiendo de la generación de la central, es decir, cuando la central no
está generando, estas subestaciones son alimentadas por medio de la red
de suministro regional, pero cuando alguna de las unidades está
generando, la alimentación de estas S/E esta a cargo de la unidad
generadora que se encuentre en funcionamiento. Esto significa que una
porción de la potencia que genera la unidad o las unidades, será destinada
para el abastecimiento de estas subestaciones.
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En cuanto a los niveles de tensión, como se aprecia en la figura 3, las
subestaciones se clasifican de la siguiente forma:
Las subestaciones que comienzan con D, poseen un nivel de tensión
equivalente a 4160 V.
Las subestaciones que comienzan con E, F y G, poseen un nivel de tensión
equivalente a 480 V.
Teniendo en cuenta lo anterior, se identifican los consumos propios como aquellos
que se encuentran ubicados en las subestaciones de unidad, sin tener en cuenta
el nivel de tensión, es decir, que no es relevante para el estudio si la subestación
está alimentada con 4160 V o con 480 V. Lo que si es relevante, son las
características nominales de cada uno de los equipos que se encuentran
conectados a la subestación, sus condiciones de operación y por supuesto, sus
consumos.
2.3.1. IDENTIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS PERTENECIENTES A LAS S/E U
Para obtener de manera más precisa el origen de los consumos propios de cada
unidad de la central, es necesario saber cuales son los equipos y elementos
eléctricos que representan algún tipo de consumo, y para esto, en el anexo 8 se
presenta una serie tablas en donde se especifica el equipo y la subestación a la
cual pertenece.
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 40 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Como es de notar en el anexo 8, la configuración de equipos propios en las
unidades 3, 4 y 5 son totalmente idénticas . Por esta razón, en el presente
estudio, se enfatizará en las unidades 2 y 3, ya que la unidad dos es diferente
al resto de unidades y la unidad tres es igual al resto, con lo cual
extrapolaremos los resultados del estudio a las otras dos unidades, es decir, las unidades 4 y 5.
Por otro lado, el anexo 8 también evidencia los tipos de cargas que existen al
interior de la central, que en su gran mayoría se componen de motores e
iluminación. Debido a esto, a continuación se describirá como está compuesto
cada uno de estos dos grandes grupos de cargas, enfocando el trabajo
directamente en las unidades que serán el centro de énfasis del presente estudio
3.3.1.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN EXISTENTE
La central Termozipa cuenta con una amplia gama de sistemas de iluminación
que dependen esencialmente del área que se requiera iluminar. Estos sistemas
están compuestos básicamente por cuatro tipos diferentes de iluminación:
Fluorescente, Mercurio, Incandescente y Reflectores.
A su vez, cada tablero de iluminación asociado con los consumos propios de la
central, independientemente del tipo de iluminación de la que se este hablando;
posee una capacidad de carga que difiere en mayor o menor medida con relación
a la unidad que se este analizando. De este modo se tiene que:
UNIDAD CAPACIDAD DE CARGA
TABLERO ILUMINACIÓN Nº
2 18 kW 2 3 35 kW 3 4 35 kW 4 5 35 kW 5
Tabla Nº 4. Capacidades De Carga Para Iluminación
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Debido a lo observado en la tabla 4, las cargas que están asignadas a cada
tablero de iluminación asociado a los consumos propios no pueden sobrepasar
estos límites, ya que el diseño de las protecciones, cableado y ramificación de los
circuitos se encuentran diseñados solamente para estos valores.
De este modo y teniendo en cuenta que el estudio se centró básicamente en las
unidades dos y tres; a continuación se especificará cuales son los circuitos
asociados a cada tablero de iluminación:
UBICACIÓN TIPO DE LUMINARIA
TABLERO DE ILUMINACIÓN
Nº Taller Mecánico Mercurio 2 Almacén Mercurio 2 Oficina De Mantenimiento Tubos Fluorescentes 3 Taller De Instrumentos Tubos Fluorescentes 3 Planoteca Tubos Fluorescentes 3 Taller Eléctrico Tubos Fluorescentes 3 Subestación 4160 V U2 Tubos Fluorescentes 3 Subestación 4160 V U3 Tubos Fluorescentes 3 Subestación 4160 V U4 Tubos Fluorescentes 3 Subestación 4160 V U5 Tubos Fluorescentes 3 Tablero Eléctrico Tubos Fluorescentes 3 Oficina Ing. Operación Tubos Fluorescentes 3 Oficina De Supervisores Tubos Fluorescentes 3 Tablero Mecánico U2 y U3 Tubos Fluorescentes 3 Tablero Mecánico U4 y U5 Tubos Fluorescentes 3 Oficina Administrativa Tubos Fluorescentes 3 Cuarto Hidracina-Fosfato 4 Tubos Fluorescentes 3
Cuarto Hidracina-Fosfato 5 Tubos Fluorescentes 3
Tabla Nº 5. Descripción y Ubicación De La Iluminación Existente
Como lo evidencia la tabla 5, la gran mayoría de las áreas en estudio se
encuentran iluminadas con tubos fluorescentes; aunque los mayores consumos se
encuentran en las áreas donde se iluminan con mercurio, ya que cada luminaria
requiere una potencia aproximadamente 5 veces mayor que la requerida por una
luminaria fluorescente.
FUENTE: Autores
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En el capítulo 5.1, se examinará con detalle cada una de las áreas, su sistema de
iluminación y su posible optimización manteniendo o elevando los niveles de
iluminación existentes. (Ver ubicación de estas áreas en el anexo 2)
2.3.1.2. DESCRIPCIÓN DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS EXISTENTES
La central cuenta con una numerosa cantidad de motores (400), los cuales en su
totalidad son motores trifásicos de inducción, con tensiones de trabajo de 4160V y
480V. La potencia de los motores existentes varía desde 1/8 de caballo hasta
1100 caballos de potencia, dependiendo el área de trabajo y su correspondiente
función. Las corrientes que demandan los motores dependen básicamente de la
carga, el modo de conexión y de la tensión de trabajo, ya que por ejemplo los
motores de gran capacidad de potencia trabajan a una tensión bastante alta
(4160V) y en conexión delta para reducir en lo posible la corriente demandada al
sistema. Existe una variedad significativa de fabricantes dentro de la amplia gama
de motores que se encuentran en la central, dentro de ellas se tienen:
GENERAL ELECTRIC
US ELECTRICAL MOTORS
RELIANCE
SIEMENS
MARELLI
THE LOUIS ALLIS CO
PACE MAKER MOTOR
ALLIS CHALMERS
DIAMOND POWER
SPECIALITY
LINCOLN TEFC AC MOTORS
WESTINGHOUSE
HITACHI
MITSUBISHI
Dentro de estos fabricantes, los que mayor participación tienen en la central son
SIEMENS, GENERAL ELECTRIC y US MOTORS. Esta variedad de marcas hace
que no sea sencillo mantener planes de mantenimiento uniformes para todos los
motores, ya que hay que tener en cuenta las recomendaciones del fabricante así
como sus valores nominales y de trabajo.
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En el anexo 9 se puede apreciar los motores pertenecientes al grupo que será
tenido en cuenta para la realización del presente estudio; allí también se
encuentran sus características nominales así como el fabricante y sus referencias
de construcción.
Las horas de trabajo de los motores seleccionados, dependen esencialmente de
las horas de generación de la central a través de los años, ya que la gran mayoría
de estos motores solamente funciona cuando hay generación, de lo contrario
permanecen en estado de reposo, salvo que existan algunas pruebas por
mantenimientos o por funcionamiento irregular.
En el apartado 4.3, correspondiente a la evaluación de consumos y condiciones de
funcionamiento de los motores, se tratarán los detalles operativos de los motores
estudiados, estimando consumo real, horas de trabajo, pérdidas globales, es decir
pérdidas, mecánicas, eléctricas y magnéticas; factor de potencia y otras
características que serán fundamentales para estimar el potencial de ahorro que
se pueda llegar a generar al realizar un uso eficiente de la energía.
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3. EVALUACIÓN DE LOS CONSUMOS PROPIOS
3.1. CONSUMO GLOBAL DE LOS EQUIPOS PROPIOS
Como ya se ha mencionado en apartados anteriores, los consumos propios están
directamente ligados con las cargas correspondientes a iluminación y motores.
Previamente a discriminar esos consumos, se establecen los valores globales
correspondientes a estas cargas, para así evidenciar con claridad la cantidad de
energía que es generada pero que no es vendida debida a estos consumos.
Para lograr visualizar como ha sido el comportamiento de la generación de la
central Termozipa y a su vez, como ha sido la dinámica de los consumos propios;
a continuación se presenta la tabla 6 y la gráfica 1 de generación y consumos
históricos desde el año 2000 hasta el año 2005. Hay que tener en cuenta que la
generación bruta es la capacidad nominal de la maquina para generar energía, y
la generación neta es la cantidad de energía que es despachada al sistema (se
está restando la energía demandada por los consumos propios).
AÑO ENERGÍA
BRUTA (MWh)
ENERGÍA NETA (MWh)
CONSUMO PROPIOS
(MWh) 2000 8.253,5 7.602,5 651 2001 66.946,6 61.885,173 5.061,45 2002 261.723,8 242.905,8 18.818 2003 192.685,08 179.616,08 13.069 2004 73.064,26 68.324,4 4.739,53 2005 244.355,88 228.347,12 16.009
Tabla Nº 6. Generación Y Consumos Propios6
6 FUENTE: Personal de Operación TERMOZIPA
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0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
MWh
2000 2001 2002 2003 2004 2005
AÑO
GENERACION Y CONSUMO HISTÓRICO
ENERGIA BRUTA (MWh)ENERGIA NETA (MWh)CONSUMO PROPIOS (MWh)
Gráf ica 1. Generación Y Consumo De La Central Termozipa 2000 – 2005.
La generación de la central siempre ha sido dependiente de las condiciones
metereológicas del país, es por esta razón que se evidencian cambios tan bruscos
en la generación año a año, ya que por ejemplo en el año 2002 y 2005, las
condiciones hídricas de ese momento obligaron a las centrales hidráulicas
relevantes del país como lo son Guavio y San Carlos a reducir sus ofertas de
energía al sistema, debido a la poca cantidad de agua que poseían en sus
embalses. Adicionalmente el aumento de la demanda de energía a nivel nacional,
y actualmente al nivel internacional, también juega un papel importante en el
despacho de la central.
Para este año 2006, según reportes de Emgesa, se aspira a superar la generación
del año pasado, con lo cual la importancia por la disminución de los consumos
propios toma un significativo lugar dentro de las políticas de la central.
Como se observa en la tabla 6, las unidades de las cantidades expuestas
corresponden a energía, con lo cual, para saber la potencia requerida por
FUENTE: Autores
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los consumos propios, se debe realizar la relación entre energía y horas de
operación. De este modo se obtiene:
AÑO UNIDAD HORAS DE
OPERACIÓNANUALES
CONSUMO DE PROPIOS ANUAL
(MWh)
POTENCIAPROPIOS
(MW) 2 0 0 0,00 3 0 0 0,00 4 187,62 532 2,84
2000
5 63,16 119 1,88 TOTAL 250,78 651 4,72
2 78,7 95 1,21 3 225,23 1005 4,46 4 509,65 2114,45 4,15
2001
5 419,01 1847 4,41 TOTAL 1232,59 5061,45 14,23
2 1634,83 2925 1,79 3 1660,24 5825 3,51 4 1290,54 4328 3,35
2002
5 1556,19 5740 3,69 TOTAL 6141,8 18818 12,34
2 939,8 1662 1,77 3 439,88 1939 4,41 4 1115,08 4806 4,31
2003
5 1003,4 4662 4,65 TOTAL 3498,16 13069 15,13
2 338,23 628,53 1,86 3 302 1331 4,41 4 613,38 2019 3,29
2004
5 201,05 761 3,79 TOTAL 1454,66 4739,53 13,34
2 456,79 795 1,74 3 220,43 841 3,82 4 1774,43 7900 4,45
2005
5 1579,23 6973 4,42 TOTAL 4030,88 16509 14,42
Tabla 7. Comportamiento Histórico De Los Consumos Propios
Analizando las cifras obtenidas en la tabla 7, se concluye que la cantidad de
potencia requerida por los equipos propios de la central Termozipa según la
unidad en cuestión y según las cifras históricas corresponden a:
FUENTE: Autores
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UNIDADPOTENCIA
REQUERIDA POR PROPIOS (MW)
2 1,9 3 4,5 4 4,5 5 4,7
Tabla Nº 8. Potencia Requerida Por Los Equipos Propios
3.2. CONSUMOS POR CONCEPTOS DE ILUMINACIÓN
A continuación se describen todas las áreas de trabajo que están sujetas al
estudio, con sus propias características de iluminación:
Oficina De Mantenimiento: Cuenta con un área de 9 metros de ancho y 11
metros de largo, con una altura de 2,7 metros. Actualmente posee 21 luminarias,
donde cada luminaria alberga 4 tubos fluorescentes de tipo GE F 17 T8/SPX41,
con una potencia por tubo de 17 W y flujo luminoso de 1375 Lm, es decir, que la
potencia requerida para soportar toda la carga en esta oficina es de 1428 W. Las
luminarias se encuentran en servicio 12 horas diarias, por consecuencia de la
jornada laboral.
Oficina Administrativa: Posee un área de 8,7 metros de ancho con 14,1 metros
de largo y una altura de 2,7 metros. Cuenta con 20 luminarias instaladas, donde
cada luminaria alberga 4 tubos fluorescentes de tipo GE F 17 T8/SPX41, con una
potencia por tubo de 17 W y flujo luminoso de 1375 Lm. Por ser un área de
trabajo permanente, se necesitan de 24 horas de iluminación requeridas por la
jornada laboral. Para poder soportar toda la carga instalada, la oficina requiere de
1428 W de potencia.
FUENTE: Autores
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Taller De Instrumentos: Cuenta con un área de 7,6 metros de ancho y 10 metros
de largo, con una altura de 2,8 metros. El taller tiene actualmente Instalado 7
luminarias. Donde 5 de estas, tienen establecido sobrellevar 4 tubos fluorescentes
por luminaria, y las 2 restantes tienen establecido sobrellevar 2 tubos
fluorescentes por luminaria. Todos los tubos fluorescentes son de tipo DayLigth
F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia por tubo de 39 W y flujo luminoso
de 2150 Lm, es decir, que la potencia requerida para soportar toda la carga es de
936 W. Las luminarias se encuentran en servicio 12 horas diarias exigidas por la
jornada laboral.
Planoteca: Cuenta con un área de 7,6 metros de ancho y 14 metros de largo, con
una altura de 2,8 metros. Actualmente tiene instalado 10 luminarias, donde cada
una está constituida para sobrellevar 2 tubos fluorescentes de tipo DayLigth
F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia por tubo de 39 W y flujo luminoso
de 2150 Lm. Esta área requiere una potencia de 780 W para soportar toda la
carga instalada. La planoteca por ser un área de consultas, requiere de 12 horas
en servicio de iluminación por día, ya que es el tiempo en que el personal se
encuentra laborando.
Taller Eléctrico: Cuenta con un área de 7,6 metros de ancho y 10 metros de
largo, con una altura de 2,8 metros. Se tienen instaladas 13 luminarias, de las
cuales 11 albergan 4 tubos fluorescentes por luminaria, y 2 tienen establecido
sobrellevar 2 tubos fluorescentes por luminaria. Los tubos fluorescentes son de
DayLigth F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia por tubo de 39 W y flujo
luminoso de 2150 Lm. La potencia requerida en el taller eléctrico para soportar la
carga instalada es de 1872 W. Las luminarias se encuentran en servicio 12 horas
diarias exigidas por la jornada laboral.
S/E 4160 U2: Por ser un área de mucha importancia para el funcionamiento de
diversos equipos de la central, y al igual que todo el resto de subestaciones,
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requieren que las luminarias se encuentren en servicio las 24 horas del día. Dicha
subestación cuenta actualmente con 13 luminarias instaladas, donde cada una
está constituida para sobrellevar 2 tubos fluorescentes de tipo DayLigth F48T12/D
marca SYLVANIA, con una potencia por tubo de 39 W y flujo luminoso de 2150
Lm. La potencia requerida para soportar toda la carga es de 1014 W.
S/E 4160 U3: Está diseñada con 27 luminarias, donde cada una está constituida
para sobrellevar 2 tubos fluorescentes de tipo DayLigth F48T12/D marca
SYLVANIA, con una potencia por tubo de 39 W y flujo luminoso de 2150 Lm. La
potencia requerida para soportar toda la carga es de 2106 W.
S/E 4160 U4: Cuenta con una capacidad 2106 W de potencia para tolerar toda la
carga instalada. Toda esta carga está repartida por 54 tubos fluorescentes
sobrepuestos en 27 luminarias. Específicamente se encuentran establecidos dos
tubos por luminaria. Cada tubo fluorescente es de tipo DayLigth F48T12/D marca
SYLVANIA, con una potencia de 39 W y flujo luminoso de 2150 Lm.
S/E 4160 U5: Actualmente cuenta con 30 luminarias instaladas, cada una con la
capacidad de sobrellevar 2 tubos fluorescentes. Cada tubo fluorescente es de tipo
DayLigth F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia de 39 W y flujo luminoso
de 2150 Lm. La potencia requerida para soportar toda la carga es de 2340 W.
Todas las áreas referentes a tableros mímicos para controlar y mejorar el
funcionamiento de todos los equipos de la subestación, requieren de 24 horas
diarias de servicio de iluminación, además de exigir un excelente nivel de
iluminación.
Tablero Eléctrico: Tiene 51 luminarias instaladas, las cuales 32 tienen
establecido sobrellevar 4 tubos fluorescentes por luminaria y 19 tienen establecido
sobrellevar 3 tubos por luminaria. Cada tubo fluorescente es de tipo DayLigth
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F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia de 40 W y flujo luminoso de 2150
Lm. Donde se puede identificar con gran facilidad que la potencia requerida para
tolerar toda la carga es de 7400 W.
Tablero Mecánico U2 y U3: Tiene instalado 46 luminarias, que se reparten en 26
luminarias con la capacidad de sobrellevar 3 tubos fluorescentes cada una y 19
luminarias con la capacidad de sobrellevar 4 tubos cada una y 2 luminarias con la
capacidad de sobrellevar 2 tubos fluorescentes. La potencia requerida para
aguantar toda la carga es de 6320 W. Cada tubo fluorescente es de tipo DayLigth
F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia de 40 W y flujo luminoso de 2150
Lm.
Tablero Mecánico U4 y U5: Cuenta con una capacidad de 2160 W de potencia
para soportar la carga instalada. Toda esta carga está repartida por 54 tubos
fluorescentes sobrepuestos en 27 luminarias. Específicamente se encuentran
establecidos 2 tubos por luminaria. Cada tubo fluorescente es de tipo DayLigth
F48T12/D marca SYLVANIA, con una potencia de 40 W y flujo luminoso de 2150
Lm.
Cuartos De Hidracina-Fosfato N°4 y N°5: Tienen un área de 5,2 metros de
ancho y 8,7 metros de largo, requieren de 24 horas de iluminación al día, por
consiguiente cada cuarto cuenta con 6 luminarias instaladas, con la capacidad de
sobrellevar 2 tubos fluorescentes cada una. Cada tubo es del mismo tipo
nombrado hasta ahora con una potencia de 39 W. La potencia requerida para
tolerar toda la carga instalada es de 468 W para cada cuarto de hidracina-fosfato.
Oficina De Ingenieros De Operación: Requiere de 12 horas de iluminación, ya
que el personal existente allí, labora en dichas jornadas. Actualmente se
encuentran instaladas 5 luminarias, en donde cada una de ellas tiene establecido
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sobrellevar 2 tubos fluorescentes. Cada tubo es de 40 W. Tiene instalado 400 W
de potencia para soportar la carga instalada.
Cuarto De Supervisores: Tiene una jornada laboral de 12 horas, por consiguiente
requiere que las luminarias instaladas se encuentren en servicio en dicho lapso.
Aquí se debe mantener un buen nivel de iluminación, en donde 12 luminarias
satisfacen dicha condición, cada una de estas sobrelleva 4 tubos fluorescentes de
40 W respectivamente. Así la potencia requerida para aguantar toda la carga es
de 1920 W.
Taller Mecánico: También se requieren de 12 horas de iluminación, por las
jornadas laborales. Aquí se encuentran instaladas 23 luminarias con bombillas de
mercurio de 125 W para cada una. Dando como resultado una potencia requerida
de 2875 W para soportar la carga instalada. Cada bombilla es de tipo OSRAM
HQL.
Almacén: Aquí se guardan todos los repuestos de los equipos mecánicos,
eléctricos, hidráulicos, etc. Por consiguiente el personal allí presente cumple con
un horario laboral, por lo cual también se requieren 12 horas de iluminación. Esta
área cuenta con una capacidad 10250 W de potencia para soportar la carga
instalada. Toda esta carga está repartida por 82 luminarias con bombillas de
mercurio de 125 W cada una, de tipo OSRAM HQL.
A continuación se presenta la tabla 9, que resume la descripción de la iluminación
anteriormente mencionada:
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UBICACIÓN TIPO DE BOMBI LLA
FLUJO LUMINOSO BOM CATÁLOGO (Lm)
POTENCIA LUMINARIA
(W)
DIMENSIÓN1
(m)
DIMENSIÓN2
(m)
TABLERO DE ILUMINACI ÓN
Nº
POTENCIA REQUERIDA
(W)
Taller Mecánico Mercurio OSRAM
HQL 6200 125 8,6 39,2 2 2875
Almacén Mercurio OSRAM
HQL 6200 125 41,8 41 2 10500
TOTAL 13375
Oficina Mantenimiento GE F17 T8/SPX41 1375 17 9 11 3 1428
Oficina Administrativa GE F17 T8/SPX41 1375 17 8,7 14,1 3 1428
Taller de Instrumentos SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 10 7,6 3 936
Planoteca SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 14 3 780
Taller Eléctrico SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 10 3 1872
S/E 4160 U2 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 18 3 1014
S/E 4160 U3 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 30,5 3 2106
S/E 4160 U4 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 31,4 3 2106
S/E 4160 U5 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 7,6 31,7 3 2340
Cuarto Hidracina-Fosfato N°4 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 5,2 8,7 3 468
Cuarto Hidracina-Fosfato N°5 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 5,2 8,7 3 468
Tablero Eléctrico SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 39 5,4 22,4 3 7400
Oficina Ing. Operación SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 40 7 7,6 3 400
Cuarto Supervisores SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 40 8,3 7,6 3 1920
Tablero Mecánico U2 y U3 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 40 26,5 5 3 6320
Tablero Mecánico U4 y U5 SYLVANIA DayLight
F48T12/D 2150 40 9 14 3 2160
TOTAL 33146
Tabla Nº 9. Descripción Del Consumo Por Concepto De Iluminación.
FUENTE: Autores
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3.3. CONSUMO POR CONCEPTO DE MOTORES ELÉCTRICOS
Para establecer correctamente el consumo de los motores que hacen parte de los
consumos propios, es necesario analizar las unidades dos y tres por separado, ya
que difieren ampliamente de las capacidades nominales de los motores asociados
a ellas.
3.3.1. CONSUMO DE MOTORES ELÉCTRICOS UNIDAD 2
Esta unidad cuenta dentro de los equipos propios con una serie de motores que
van desde potencias equivalentes a 3/8 HP hasta 700 HP. La funcionalidad de
cada uno de ellos depende básicamente del tipo de labor que estén realizando, es
decir, para impulsar bombas, ventiladores, compresores, etc.
El consumo total de los motores de esta unidad se encuentra definido por los
intervalos de tiempo en los cuales cada motor trabaja durante alguna jornada de
generación. De este modo, es necesario estimar algunos factores de utilización
para cada uno de los motores en estudio, teniendo en cuenta el proceso de
generación y los equipos propios que dicho proceso requiera.
3.3.1.1. PROCESO DE ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA DE LA UNIDAD 2
En el capítulo 2.2, se describió de manera precisa el proceso de generación de
energía que se lleva a cabo en la central Termozipa. Por ende, lo que se
desarrollará a continuación, será enfatizar en el orden que cada equipo es
utilizado para el proceso de generación, y de este modo poder establecer sus
respectivos factores de utilización durante la generación de energía eléctrica en la
central.
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La unidad dos por ser un grupo turbogenerador de menor capacidad que las otras
unidades presentes en la central, cuenta con menos equipos auxiliares y propios
asociados con su funcionamiento. A continuación se específica el orden en el cual
se empiezan a arrancar los equipos desde la hora cero de generación. Hay que
recordar que por ser una central térmica a carbón, su preparación para alcanzar
condiciones óptimas de presión y temperatura en la caldera tarda
aproximadamente 12 horas, con lo cual hay equipos que trabajan solamente
durante el arranque y debido a esto no hacen parte del consumo de la energía
propia de la unidad. Entendido esto, se tiene que el orden para el arranque y
puesta en marcha de la unidad es el siguiente:
Arranque De La Unidad:
1. Entra en funcionamiento el compresor de aire de instrumentos 2.
2. Entra en funcionamiento una bomba de agua de rió.
3. Entra en funcionamiento una bomba de agua de circulación.
4. Entra en funcionamiento una bomba de agua de refrigeración.
5. Entra en funcionamiento el ventilador tiro forzado.
6. Entra en funcionamiento el ventilador tiro inducido.
7. Entra en funcionamiento una bomba de ACPM.
8. Entra en funcionamiento una bomba extractora de condensado.
9. Entra en funcionamiento una bomba de fuel oil.
10. Entra en funcionamiento una bomba de agua de alimentación.
(En este punto ya se han alcanzado condiciones de presión y temperatura óptimas
para el funcionamiento adecuado de la caldera, con lo cual se comienza a
introducir carbón para subir el turbo grupo a su capacidad nominal de generación.)
11. Entra en funcionamiento el ventilador de aire primario 2.
12. Entra en funcionamiento un pulverizador.
13. Entran en funcionamiento los alimentadores de carbón así como los
trituradores secadores asociados al pulverizador en servicio.
14. Entra en funcionamiento la segunda bomba de agua de circulación.
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15. Entra en funcionamiento el segundo pulverizador con sus equipos
asociados.
16. Entra en funcionamiento la segunda bomba agua de alimentación.
(En este punto, la unidad ha alcanzado sus valores nominales de generación, es
decir que el turbo grupo está generando 37.4 MW, de los cuales 34MW están
siendo aportados al sistema y 3.7 MW están siendo utilizados por los consumos
propios.)
Funcionamiento Normal de la Unidad: Para que la unidad funcione bajo sus
condiciones normales y nominales de operación, los equipos que se requieren
siempre en funcionamiento son:
1. Ventilador tiro forzado.
2. Ventilador tiro inducido.
3. 2 Bombas de agua de alimentación caldera.
4. 2 Bombas de agua de circulación.
5. 2 Pulverizadores.
6. 4 Alimentadores de carbón.
7. 4 Trituradores secadores de carbón.
8. 1 Bomba extractora de condensado.
9. 1 Bomba de refrigeración.
10. Ventilador de aire primario.
El resto de equipos asociados con el funcionamiento de la unidad y con los
consumos propios, funcionan intermitentemente durante la generación de energía.
Teniendo en cuenta lo descrito anteriormente, a continuación se presenta la tabla
10, en la cual se podrán apreciar los motores que hacen parte de los consumos
propios y sus respectivos factores de utilización, que han sido determinados por
medio de los procedimientos descritos verbalmente por los operadores de la
central. En esta tabla la potencia real requerida se obtiene de multiplicar la
potencia nominal en MW por el factor de utilización.
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NOMBRE DEL EQUIPO POTENCIA NOM. (HP)
POTENCIA NOM. (W)
POTENCIA NOM. (MW)
POTENCIA REAL
REQUERIDA (MW)
FACTOR DE UTILIZACIÓN
Bomba De Condensado 2-2 100 74600 0,0746 0 0 Bomba De Condensado 2-1 100 74600 0,0746 0,06714 0,9 Bomba Agua Alimentación Caldera 2-3 450 335700 0,3357 0,30213 0,9 Bomba Agua Alimentación Caldera 2-2 450 335700 0,3357 0 0 Bomba Auxiliar De Aceite 2 40 29840 0,02984 0,002984 0,1 Pulv erizador Carbón 2-1 250 186500 0,1865 0,16785 0,9 Pulv erizador Carbón 2-2 250 186500 0,1865 0,16785 0,9 Pulv erizador Carbón 2-3 250 186500 0,1865 0 0 Bomba Emergencia Condensado 2-1 34 25364 0,025364 0 0 Bomba Emergencia Condensado 2-2 34 25364 0,025364 0,0101456 0,4 Ventilador Tiro Forzado U2 400 298400 0,2984 0,26856 0,9 Bomba Sello Cojinete 2 15 11190 0,01119 0,001119 0,1 Motor Alimentador Carbón 2-1 3 2238 0,002238 0,0020142 0,9 Motor Alimentador Carbón 2-2 3 2238 0,002238 0,0020142 0,9 Motor Alimentador Carbón 2-3 3 2238 0,002238 0 0 Bomba Retorno Agua Escapes 2-1 7,5 5595 0,005595 0,001119 0,2 Bomba Retorno Agua Escapes 2-2 7,5 5595 0,005595 0,001119 0,2 Motor Ventilador Aire Primario 2 400 298400 0,2984 0,23872 0,8 Compresor Aire De Instrumentos 2 100 74600 0,0746 0,06714 0,9 Motor Bomba Agua Circulación 2-2 300 223800 0,2238 0,1119 0,5 Motor Ventilador Tiro Inducido U2 700 522200 0,5222 0,46998 0,9
TOTAL 3.897 2.907.162 2,91 1,88
Tabla Nº 10. Factores De Utilización Y Potencia Real Requerida U2 Para Motores
3.3.2. CONSUMO DE MOTORES ELÉCTRICOS U3
A diferencia de la unidad dos, en esta unidad los motores existentes tienen una
mayor capacidad en cuanto a potencia se refiere, ya que posee motores de 1100,
700, 400 y 300 caballos de fuerza. A continuación se presenta la secuencia de
funcionamiento de los equipos estudiados.
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3.3.2.1. PROCESO DE ARRANQUE Y PUESTA EN MARCHA U3
La unidad tres por tener más capacidad de generación que la unidad dos, posee
más equipos auxiliares y propios para su arranque y posterior puesta en marcha.
A continuación se dará el orden en el cual los equipos van entrando en
funcionamiento según las necesidades propias del proceso de generación.
Arranque:
1. Entra en funcionamiento el compresor aire de instrumentos 3.
2. Entra en funcionamiento una bomba de agua de rió.
3. Entra en funcionamiento una bomba de agua de circulación.
4. Entra en funcionamiento una bomba de agua de enfriamiento.
5. Entra en funcionamiento un ventilador tiro forzado.
6. Entra en funcionamiento un ventilador tiro inducido.
7. Entra en funcionamiento una bomba de ACPM.
8. Entra en funcionamiento una bomba extractora de condensado.
9. Entra en funcionamiento una bomba de fuel oil.
10. Entra en funcionamiento una bomba de alimentación caldera.
(En este punto ya se han alcanzado condiciones de presión y temperatura óptimas
para el funcionamiento adecuado de la caldera, con lo cual se comienza a
introducir carbón para subir el turbo grupo a su capacidad nominal de generación.)
11. Entra en funcionamiento un ventilador de aire primario.
12. Entra en funcionamiento un pulverizador.
13. Entra en funcionamiento 2 alimentadores de carbón.
14. Entra en funcionamiento 2 trituradores secadores de carbón.
15. Entra en funcionamiento la segunda bomba agua de alimentación caldera.
16. Entra en funcionamiento el segundo ventilador tiro inducido.
17. Entra en funcionamiento el segundo ventilador tiro forzado.
18. Entra en funcionamiento el segundo pulverizador.
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19. Entran en funcionamiento los alimentadores de carbón asociados al
segundo pulverizador.
20. Entran en funcionamiento los trituradores secadores de carbón asociados al
segundo pulverizador.
21. Entra en funcionamiento el segundo ventilador de aire primario.
22. Entra en funcionamiento la segunda bomba agua de alimentación caldera.
(En este punto la unidad se encuentra a plena carga y en disposición de operar el
tiempo que sea requerido)
De igual manera que en la unidad dos, a continuación se presenta en la tabla
explicativa 11, los factores de servicio y la potencia real requerida por los motores
propios de la unidad.
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NOMBRE DEL EQUIPO POTENCIA
NOM. (HP)
POTENCIA NOM. (W)
POTENCIA NOM. (MW)
POTENCIA REAL
REQUERIDA(MW)
FACTOR DE UTILIZACIÓN
Ventilador Aire Sellos 3-2 75 55950 0,05595 0,050355 0,9 Ventilador Aire Sellos 3-1 75 55950 0,05595 0 0 Alimentador De Carbón 3-1A 3 2238 0,002238 0,0017904 0,8 Alimentador De Carbón 3-1B 3 2238 0,002238 0,0017904 0,8 Alimentador De Carbón 3-3A 3,6 2685,6 0,0026856 0,00214848 0,8 Alimentador De Carbón 3-3B 3 2238 0,002238 0,0017904 0,8 Ventilador Aire Primario 3-1 300 223800 0,2238 0,20142 0,9 Ventilador Aire Primario 3-3 300 223800 0,2238 0,20142 0,9 Pulv erizador De Carbón 3-1 400 298400 0,2984 0,26856 0,9 Pulv erizador De Carbón 3-3 400 298400 0,2984 0,26856 0,9 Bomba Agua Alimentación Caldera 3-1 1100 820600 0,8206 0,73854 0,9 Bomba Agua De Alimentación 3-3 1100 820600 0,8206 0 0 Bomba Extractora De Condensado 3-1 255 190230 0,19023 0,171207 0,9 Bomba Extractora De Condensado 3-2 255 190230 0,19023 0 0 Bomba Emergencia De Condensado 3-1 100 74600 0,0746 0,02984 0,4 Bomba Emergencia De Condensado 3-2 100 74600 0,0746 0 0 Bomba Agua De Enfriamiento 4 25 18650 0,01865 0,016785 0,9 Bomba Agua De Enfriamiento 5 25 18650 0,01865 0 0 Bomba Agua De Río 4 50 37300 0,0373 0,03357 0,9 Bomba Agua De Río 5 50 37300 0,0373 0 0 Bomba Agua De Cenizas 3 300 223800 0,2238 0,20142 0,9 Bomba Agua De Cenizas 4 300 223800 0,2238 0 0 Ventilador Tiro Forzado 3-1 500 373000 0,373 0,3357 0,9 Ventilador Tiro Forzado 3-2 500 373000 0,373 0 0 Ventilador Tiro Inducido 3-1 1000 746000 0,746 0,6714 0,9 Ventilador Tiro Inducido 3-2 1000 746000 0,746 0,6714 0,9 Motor Bomba Fuel Oil 3-1 20 14920 0,01492 0 0 Motor Bomba Fuel Oil 3-2 20 14920 0,01492 0 0 Bomba Retorno Iny ección Condensado 3-1 3 2238 0,002238 0,0020142 0,9 Bomba Retorno Iny ección Condensado 3-2 5 3730 0,00373 0 0 Motor Bomba By Pass Aceite Turbina 3 2 1492 0,001492 0 0 Motor Bomba By Pass Aceite Turbina N° 4 2 1492 0,001492 0 0 Bomba Retorno De Drenes 3-1 30 22380 0,02238 0,004476 0,2 Bomba Retorno De Drenes 3-2 30 22380 0,02238 0 0 Bomba Agua De Circulación 3-1 335 249910 0,24991 0,224919 0,9 Bomba Agua De Circulación 3-2 335 249910 0,24991 0 0 Motor Compresor Aire De Instrumentos 3 100 74600 0,0746 0,0746 1 Triturador Secador 3-1 A 25 18650 0,01865 0,01492 0,8 Triturador Secador 3-1B 25 18650 0,01865 0,01492 0,8 Triturador Secador 3-3A 25 18650 0,01865 0,01492 0,8
Triturador Secador 3-3B 25 18650 0,01865 0,01492 0,8
TOTAL 9.204,60 6.866.631,60 6,86663 4,23338588
Tabla N° 11. Factores De Utilización Y Potencia Real Requerida U3.
FUENTE: Autores
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4. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO
Como ya se ha descrito en el Capítulo 3, la demanda energética de los equipos
propios se centra en los consumos por conceptos de iluminación y por concepto
de motores. Por esta razón, en este capítulo se realizará un diagnóstico minucioso
del estado actual de estos equipos, teniendo en cuenta sus condiciones de
trabajo, su estado físico, sus horas de operación, entre otras variables que serán
definitivas para determinar las acciones a seguir en búsqueda de un apropiado
uso y mejoramiento energético de este conjunto de equipos.
Para lograr esto, se recurrió a una serie de pruebas hechas a cada conjunto en
donde se resaltan sus características esenciales de operación, es decir, en lo
correspondiente a iluminación se determinan los niveles de iluminación por medio
de un luxómetro; y por parte de los motores, se realizan las mediciones de las
variables eléctricas que influyen en el rendimiento del motor y que puedan ser
dicientes en el momento de establecer el rendimiento del equipo; esto se logró por
medio de un analizador de red, el cual fue conectado debidamente a las líneas de
alimentación del motor para registrar sus valores de operación.
4.1. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA ILUMINACIÓN
Para realizar un diagnóstico claro a la iluminación existente, es necesario estudiar
cada área correspondiente a los consumos propios de cada unidad, ya que de
esta manera se logrará precisar cuales son las áreas de mayor o menor
ineficiencia energética debida a factores como su mala distribución, mala elección
de luminarias, etc.
Este diagnóstico estará soportado por la norma actual vigente sobre niveles de
iluminación proporcionada por el RETIE, la cual, permitirá establecer cuales áreas
están correctamente iluminadas y cuales poseen deficiente iluminación.
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4.1.1. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA ILUMINACIÓN UNIDAD 2
La unidad dos cuenta con un tablero de iluminación al cual están asociados dos
áreas en particular: El taller mecánico y el almacén. A continuación se analizará
cada área en particular:
Taller Mecánico: El taller cuenta con bombillas de mercurio de 125 W de
potencia. Por la configuración del área, y para efectos del estudio se ha dividido
por zonas como lo muestra la figura 4.
Figura N° 4. Área Taller Mecánico
Esta división permite realizar las pruebas de niveles de iluminación de forma más
precisa y concluyente, ya que se pueden determinar basados en la norma, la
utilización de cada una de esas zonas y así se establece el nivel adecuado según
su funcionalidad.
De este modo, y teniendo en cuenta la norma RETIE (Ver Anexo 1), se
especifican los niveles de iluminación para cada zona de la siguiente forma: Para
la Z1 500 Lux, para la Z2 300 Lux y para la Z3 500 Lux. Estos niveles han sido
seleccionados debido a que las zona 1 y 3 son zonas de trabajo continuo,
mientras que la zona 2 es de trabajo ocasional.
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Teniendo en cuenta lo requerido por la norma, se realizaron las pruebas de niveles
de iluminación en el área en estudio. Dichas pruebas se ejecutaron con la ayuda
de un luxómetro cuya ficha técnica puede ser observada en el anexo 3. Además
de esto, las pruebas se hicieron a una altura de trabajo correspondiente a 1 m y se
tomaron varias lecturas por área, dando como resultado un nivel de iluminación
medio que refleja el nivel actual de iluminancia en el que se encuentra el área
estudiada.
TALLER MECÁNICO ZONA 1 – NIVEL RETIE: 500 lx ZONA 2– NIVEL RETIE: 300 lx
Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 28 1 100 2 130 2 45
3 208 3 33 4 122 4 50
5 173 5 95 6 215 6 56
7 150 E Promedio 63,17 8 80
9 105 0 160
11 212 ZONA 3– NIVEL RETIE: 500 lx 12 134 Puntos Nivel medido (Luxes)
13 100 1 53 14 127 2 54
15 80 3 24 16 180 4 100
17 235 5 140 18 240 6 158
19 167 7 76 19 140 8 136
20 169 9 160
E Promedio 150,24 E Promedio 100,11
Tabla N° 12. Niv eles De Iluminación Medidos Taller Mecánico
FUENTE: Autores
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En consecuencia con los datos obtenidos en la tabla 12, y teniendo en cuenta la
distribución de las luminarias, su estado y su funcionamiento; se concluye que el
área estudiada presenta unos niveles de iluminación deficientes comparados con
los límites establecidos por la norma del RETIE. Además se observa que la
distribución no es la más adecuada así como el tipo de bombilla, ya que es de bajo
flujo luminoso en relación con la potencia nominal de la lámpara, localizándose
aquí un punto importante de desperdicio energético.
Almacén: Esta área es utilizada para el acopio de elementos suplementarios y
repuestos de todos los equipos de la central. Posee tres grandes bodegas
separadas entre si por muros de ladrillo, lo cual las hace bien diferenciables. Su
iluminación esta a cargo de bombillas de mercurio de 125 W de potencia.
Para efectos del estudio, se analizará cada bodega por separado, tal y como lo
muestra la figura 5:
Figura N° 5. Div isión Del Almacén Por Bodegas.
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Para estas áreas, el nivel de iluminación debe ser de 200 Lux según RETIE, ya
que es un almacén, y según esta norma, es una zona de trabajo ocasional y con
bajo perfil de trabajos de precisión.
Teniendo en cuenta esto, a continuación se presentan los resultados de los
niveles de iluminación medidos en cada una de las bodegas, teniendo en cuenta
las mismas condiciones de prueba que las presentadas en apartado del taller
mecánico.
NIVELES DE ILUMINACIÓN ALMACÉN
BODEGA 1– NIVEL RETIE: 200 lx BODEGA 2– NIVEL RETIE: 200 lx BODEGA 3– NIVEL RETIE: 200 lxPuntos Nivel Medido (Luxes) Puntos Nivel Medido (Luxes) Puntos Nivel Medido (Luxes)
1 76 1 70 1 65 2 78 2 78 2 69 3 80 3 80 3 75 4 84 4 76 4 79 5 80 5 79 5 89 6 86 6 84 6 92 7 85 7 90 7 95 8 90 8 96 8 94 9 96 9 100 9 95
10 98 10 101 10 99 11 100 11 105 11 102 12 102 12 107 12 103 13 103 13 100 13 104 14 105 14 98 14 102 15 100 15 96 15 101 16 90 16 94 16 107 17 85 17 92 17 95 18 88 18 86 18 90 19 95 19 90 19 89 20 97 20 92 20 88
E Promedio 90,9 E Promedio 90,7 E Promedio 91,65
Tabla N° 13. Niv eles De Iluminación Almacén
FUENTE: Autores
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Una vez analizados los datos de la tabla 13, se concluye que los niveles de
iluminación de todo el almacén están por debajo de lo que indica la norma, con lo
cual es necesario realizar un rediseño que permita elevar los niveles sin que esto
implique necesariamente el aumento de la potencia destinada para la iluminación
de cada una de las bodegas que componen el almacén. Además, hay que
asegurar que todos los puntos de tensión existentes para la iluminación sean
utilizados, ya que algunas luminarias de las bodegas no tienen bombilla o
simplemente están los cables sueltos sin ninguna utilización, con lo cual se incurre
en el desperdicio energético y en condiciones subestandar que ningún sistema de
iluminación debe tener.
4.1.2. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA ILUMINACIÓN UNIDAD 3
La unidad tres cuenta con un tablero de iluminación en donde están incorporadas
15 áreas en particular. A continuación se considerarán dichas áreas:
Oficina De Mantenimiento: La oficina cuenta con tubos fluorescentes de 17 W
de potencia. La figura 6, describe su forma y el anexo 2, sus dimensiones.
Figura 6. Área oficina De Mantenimiento
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De acuerdo a la norma (Ver Anexo 1), se especifica que el nivel de iluminación
para esta área es de 500 Lux por ser un espacio de trabajo continuo.
Con base en las pruebas realizadas se tomaron los siguientes niveles de
iluminación, en diferentes puntos inscritos en el área correspondiente:
OFICINA DE MANTENIMIENTO – NIVEL RETIE: 500 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 332 11 233
2 278 12 174 3 316 13 292
4 280 14 356 5 295 15 433
6 350 16 324 7 194 17 243
8 214 18 282 9 205 19 277
10 166 20 253
E Promedio 274,85
Tabla N° 14. Niv eles De Iluminación Medidos Of icina De Mantenimiento
Como resultado de los datos obtenidos en la tabla 14, se aprecia y concluye que el
área no presenta unos niveles de iluminación tan bajos comparados con los límites
establecidos por la norma del RETIE, pese a su estado e inadecuada distribución
de luminarias.
Oficina Administrativa: Esta oficina al igual que la oficina de mantenimiento,
cuenta con tubos fluorescentes en las luminarias instaladas, cada uno con la
misma potencia de 17 W. La figura 7, describe su forma y el anexo 2, sus
dimensiones.
FUENTE: Autores
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Figura 7. Área Oficina Administrativ a
De acuerdo con la figura 6, la oficina administrativa tiene incorporada 5 áreas más,
en donde se han identificado por zonas. De este modo, y teniendo en cuenta la
norma (Ver Anexo 1), se especifican los niveles de iluminación para cada zona de
la siguiente forma: Para la Z1: 500 Lux, para la Z2: 300 Lux, para la Z3: 500 Lux,
para la Z4: 500 Lux y para la Z5: 500 Lux. Estos niveles han sido seleccionados
debido a que las zona 1, 3, 4 y 5 son zonas de trabajo continuo, mientras que la
zona 2 es de trabajo ocasional.
De la tabla 15, se observa que en todas las zonas de la oficina administrativa, hay
un nivel de iluminancia relativamente bueno, de acuerdo con lo estipulado en la
norma RETIE para las diferentes zonas establecidas. No obstante se puede
concluir que el área estudiada posee un ambiente agradable para cualquier labor
empleado allí, pese a su estado e inconveniente distribución de bombillas ya que
están cerca al límite de su vida útil.
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OFICINA ADMINISTRATIVA INFORMACIÓN SALA DE JUNTAS
ZONA 1– NIVEL RETIE: 500 lx ZONA 3– NIVEL RETIE: 500 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 270 1 280
2 196 2 302 3 174 3 265
4 317 4 271 5 251 5 390
6 245 6 271 7 260 E Promedio 296,5 8 215 JEFE DE GENERACIÓN TÉRMICA
E Promedio 241 ZONA 4– NIVEL RETIE: 500 lx Puntos Nivel medido (Luxes) 1 225
2 393 3 399
4 243 5 337
SALA DE ESPERA 6 22
ZONA 2– NIVEL RETIE: 300 lx E Promedio 269,83 Puntos Nivel medido (Luxes) JEFE DE OPERACIÓN
1 205 ZONA 5– NIVEL RETIE: 500 lx 2 277 Puntos Nivel medido (Luxes) 3 215 1 270
4 311 2 371 5 260 3 370
6 317 4 350 7 286 5 400
8 260 6 296
E Promedio 266,375 E Promedio 342,83
Tabla N° 15. Niv eles De Iluminación Medidos Of icina Administrativa
FUENTE: Autores
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Taller De Instrumentos: El taller cuenta con tubos fluorescentes de 39 W de
potencia para su iluminación. A continuación se muestra la figura 8, donde se
aprecia como esta diseñada su estructura física; en el anexo 2, se consideran sus
dimensiones.
Figura 8. Área Taller De Instrumentos
Como se puede notar en la figura 8, el taller de instrumentos se ha divido por dos
zonas, siendo zonas de trabajo continuo y de mucha precisión. De donde según el
RETIE se requiere que las Z1 y la Z2 tengan un nivel de iluminancia de 1000 Lux
(ver Anexo 1).
De acuerdo con las pruebas efectuadas, se identificaron diferentes puntos con sus
respectivos niveles de iluminación, los cuales se muestran en la tabla 16. En
consecuencia con los datos obtenidos en dicha tabla, y teniendo en cuenta la
distribución de las luminarias, su estado y su funcionamiento; se concluye que el
área estudiada presenta unos niveles de iluminación deficientes comparados con
los límites establecidos por la norma del RETIE. Además se observa que la
distribución no es la más adecuada así como el tipo de bombilla, ya que es de bajo
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 70 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
flujo luminoso en relación con la elevada potencia nominal de la lámpara,
encontrándose aquí un punto importante de desperdicio energético.
TALLER DE INSTRUMENTOS ZONA 2 – NIVEL RETIE: 1000 lx ZONA 1– NIVEL RETIE: 1000 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 140 1 30
2 273 2 60 3 200 3 168
4 112 4 120 5 172 5 204
6 178 6 276 7 168 7 196
8 173 8 110 9 121 9 55
10 156 10 38 11 215 E Promedio 125,70 12 195 13 160
14 344 15 323
16 198 17 234
18 80 20 142
21 140
E Promedio 186,20
Tabla N° 16. Niv eles De Iluminación Medidos Taller De Instrumentos
Planoteca: Cuenta con tubos fluorescentes de 39 W de potencia en su interior, y
su área se denota en la figura 9. En el Anexo 2, se identifican sus dimensiones.
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Figura 9. Área Planoteca
De acuerdo con lo estipulado en la norma del RETIE, la planoteca es un área que
requiere de un nivel de iluminación de 300 Lux (ver Anexo 1). A continuación se
muestran los datos obtenidos referentes a los niveles de iluminancia, en diferentes
puntos inscritos en la planoteca.
PLANOTECA– NIVEL RETIE: 300 lx Puntos Nivel medido (Luxes)
1 69
2 110 3 30
4 69 5 9
6 68 7 75
8 64 9 96
10 43 11 92
12 15 13 58
14 56 15 27
E Promedio 58,73
Tabla N° 17. Niv eles De Iluminación Medidos Planoteca
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En la tabla 17, se puede apreciar muy claramente que el área estudiada se
encuentra con una iluminación muy deficiente, de acuerdo a lo establecido en la
norma. Por consiguiente la planoteca se halla en un estado crítico para ejecutar
las labores requeridas allí. De nuevo se ha encontrado un lugar donde hay un mal
manejo de energía, por la utilización de bombillas de numerosa potencia y poco
flujo luminoso.
Taller Eléctrico: El taller cuenta con tubos fluorescentes, cada uno de 39 W de
potencia para iluminar esta área, la cual requiere de mucho trabajo continuo. En la
figura 10, se puede ver su forma y en Anexo 2, sus dimensiones.
Figura 10. Área Taller Eléctrico
Además de ser un área de trabajo continuo, requiere de mucha exactitud para
cualquier mantenimiento eléctrico y ensamble, por lo tanto la norma del RETIE ha
establecido 750 Lux de iluminancia (Ver Anexo 1), para hacer cumplir las
condiciones de trabajo exigidas en esta área. Los niveles de iluminación en
diferentes puntos localizados en el taller y su promedio, se representan en la tabla
18.
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TALLER ELÉCTRICO– NIVEL RETIE: 750 lx
Puntos Nivel medido (Luxes) 1 560
2 650 3 590
4 660 5 816
6 480 7 530
8 510 9 840
10 836 11 750
12 536 13 750
14 614 15 662
16 726 17 759
18 830 19 811
E Promedio 713,18
Tabla N° 18. Niv eles De Iluminación Medidos Taller Eléctrico
De acuerdo con la tabla 18, se presentan niveles de iluminación eficientes con
relación a lo exigido por el RETIE, lo que significa un adecuado entorno de
iluminancia, a pesar de su mala distribución de luminarias caracterizada por la
utilización de muchos tubos en una sola luminaria, lo que se considera un
deficiente uso de energía de acuerdo a una mejor utilización y disposición de cada
bombilla, sin descartar el estado de funcionamiento.
S/E 4160 U2: La subestación de la Unidad 2 y al igual que las subestaciones de
las Unidades 3, 4 y 5 cuenta con tubos fluorescentes de 39 W de potencia cada
uno. La figura 11, detalla su forma. En el Anexo 2, se identifican sus dimensiones.
FUENTE: Autores
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Figura 11. Área Subestación 4160 U2
Por ser un área donde diferentes equipos se encuentran adheridos para proteger,
controlar y establecer un adecuado funcionamiento de estos, el RETIE ha
señalado 400 Lux de iluminancia, para el trabajo requerido en esta zona. Así será
para todas las subestaciones nombradas de aquí en adelante.
La tabla 19, muestra los niveles de iluminación obtenidos en diferentes puntos
localizados en dicha subestación. En esta tabla, se puede visualizar que la S/E
4160 U2 tiene niveles de iluminación muy bajos, comparados con los requeridos
por la norma, lo cual se identifican puntos donde se está haciendo un mal manejo
de energía por la inadecuada distribución de luminarias, en el que se pierden
muchos luxes en los sitios donde las luminarias se encuentran muy seguidas.
S/E 4160 U3:
Las dimensiones reales de la S/E 4160 U3 se encuentran en el Anexo 2.
La figura 12, permite visualizar que la Subestación se encuentra repartida en tres
zonas, siendo las Z1 y Z2 de trabajo continuo y la Z3 de trabajo ocasional.
Establecido por la norma del RETIE, las Z1 y Z2 requieren de 400 Lux de
luminancia y al Z3 de 300 Lux de iluminancia máximo. La tabla 20, muestra los
niveles de iluminación establecidos actualmente en dicha área.
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S/E 4160 U2– NIVEL RETIE: 400 lx Puntos Nivel medido (Luxes)
1 60 2 80
3 45 4 195
5 58 6 94
7 245 8 253
9 260 10 250
11 160 12 210
13 190 14 95
15 267 16 124
17 200
E Promedio 163,88
Tabla N° 19. Niv eles De Iluminación Medidos S/E 4160 U2
Figura 12. Área Subestación 4160 U3
FUENTE: Autores
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Tabla N° 20. Niv eles De Iluminación Medidos S/E 4160 U3
Por consiguiente se nota muy claramente que la S/E 4160 U3, no tiene establecido
unos considerables niveles de iluminación adecuados, lo que es de percibir un
incorrecto uso de energía, por la mala elección de bombillas fluorescentes, siendo
estas de potencia elevada y poco flujo luminoso. Además de manejar una
distribución mal diseñada.
S/E 4160 U4:
Figura 13. Área Subestación 4160 U4
S/E 4160 U3 ZONA 1– NIVEL RETIE: 400 lx ZONA 2– NIVEL RETIE: 400 lx ZONA 3– NIVEL RETIE: 300 lx
Puntos Nivel medido (Luxes)
Puntos Nivel medido (Luxes)
Puntos Nivel medido (Luxes)
1 250 1 130 1 212 2 274 2 150 2 234
3 240 3 110 3 200 4 233 4 272 4 90
5 222 5 280 5 78 6 108 6 170 6 40
7 245 7 208 7 207 8 200 8 220 8 261
9 117 9 173 9 185 10 150 10 22 10 30
11 53 11 171 11 41 12 310 12 25 12 45
E Promedio 200,17 E Promedio 160,92 E Promedio 135,25
FUENTE: Autores
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Las dimensiones con sus verdaderas magnitudes se encuentran en el Anexo 2.
En esta área se encuentran inscritas dos áreas más expuestas en la figura 13. La
Zona 1 y Zona 2 son de trabajo continuo, lo que se requiere de un nivel de
iluminación de 400 Lux para cada Zona según lo establecido en la norma del
RETIE (Ver Anexo 1). La tabla 21, es una muestra de todos los valores de niveles
de iluminancia encontrados en diferentes puntos localizados en dichas zonas.
S/E 4160 U4 ZONA 1– NIVEL RETIE: 400 lx ZONA 2 – NIVEL RETIE: 400 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 172 1 283
2 145 2 275 3 137 3 400
4 375 4 410 5 480 5 300
6 400 6 260 7 87 7 94
8 80 8 100 9 65 9 300
10 200 10 335 11 350 11 330
12 320 12 135 13 400 E Promedio 268,50 14 485 15 450
16 100 17 85 18 70 19 70
20 420 21 50
22 185 23 370
E Promedio 238,96
Tabla N° 21. Niv eles De Iluminación Medidos S/E 4160 U4
FUENTE: Autores
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Los niveles de iluminación mostrados en la tabla 21, están muy próximos a
igualarse con los niveles requeridos por la norma, ya que con un mejor diseño en
la distribución de luminarias en cada zona nos daría un sobresaliente uso de
energía. Ya que las bombillas instaladas actualmente tienen un flujo luminoso bajo
respecto a la potencia nominal de estas.
S/E 4160 U5:
Figura 14. Área Subestación 4160 U5
Las dimensiones con sus verdaderas magnitudes se encuentran en el Anexo 2.
Al igual que la subestación descrita anteriormente, esta área se encuentra
separada por dos zonas y requieren del mismo nivel de iluminación. La tabla 22,
muestra los niveles de iluminación para las Z1 y Z2 encontrados, en diferentes
puntos inscritos en cada Zona.
Actualmente la S/E 4160 U5 cuenta con niveles de iluminación no muy bajos ni
muy altos, de donde se identifican puntos con niveles adecuados, lo cual muestra
la tabla 22. Demostrando una vez más, un inadecuado uso energético lo que
conlleva a un desperdicio, pués la energía consumida por cada bombilla no es
aprovechada adecuadamente ya que su distribución está mal diseñada.
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S/E 4160 U5 ZONA 1– NIVEL RETIE: 400 lx ZONA 2– NIVEL RETIE: 400 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 314 1 163
2 320 2 100 3 215 3 305
4 130 4 400 5 150 5 321
6 106 6 320 7 54 7 130
8 58 8 110 9 50 9 402
10 400 10 240 11 416 11 200
12 278 12 140 13 240 13 130
14 195 14 262 15 6 15 253
16 50 E Promedio 231,73 17 300
18 350
E Promedio 201,78
Tabla N° 22. Niv eles De Iluminación Medidos S/E 4160 U5
Cuarto Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5: Actualmente cuentan con tubos
fluorescentes de 39 W de potencia cada uno para la iluminación de estos cuartos.
A continuación se muestra mediante la figura 15, el área descrita por estos
cuartos. En el Anexo 2, se identifican sus dimensiones.
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Figura 15. Área Cuarto Hidracina-Fosf ato Nº4 y Nº5
De acuerdo a la norma del RETIE, estos cuartos son de trabajo ocasional y
requieren de un nivel de iluminancia de 150 Lux (Ver Anexo 1). En la tabla 23, se
puede observar detalladamente los niveles de iluminación tomados en diferentes
puntos localizados en estos cuartos.
CUARTO HIDRACINA FOSFATO Nº4 Y Nº5 – NIVEL RETIE: 150 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 96 1 93 2 84 2 74
3 80 3 103 4 110 4 80
5 116 5 105 6 95 6 97
7 155 7 110 8 144 8 127
E Promedio 110 E Promedio 98,63
Tabla N° 23. Niv eles De Iluminación Medidos Cuarto Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5
La tabla 23 registra, cómo los niveles de iluminación están muy cerca de los
niveles requeridos por la norma, por consiguiente una nueva redistribución y
diseño sería una solución al buen manejo de energía, considerando la vida útil
que lleva la bombilla, puesto que su flujo ya no es el mismo al paso del tiempo.
FUENTE: Autores
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Tablero Eléctrico: Actualmente cuenta con tubos fluorescentes de 40 W de
potencia cada uno. En la figura 16, se puede ver su forma y en Anexo 2, sus
dimensiones.
Figura 16. Área Tablero Eléctrico
Según la norma del RETIE se han adoptado para todas las áreas referentes a
manejo de tableros mímicos un nivel de iluminancia de 1000 Lux, establecidos
para mejorar las actividades de trabajo en estos sitios. La tabla 24 describe todos
los niveles de iluminación tomados en diferentes puntos localizados en la Zona 1 y
en la Zona 2.
En estas dos zonas inscritas en el taller eléctrico, hay puntos donde se muestran
niveles de iluminación muy eficientes comparados con los requeridos por la
norma, descritos en la tabla 24. Este es un caso donde se observa un consumo
elevado de energía sin considerar la distribución de las luminarias, por
consiguiente no se están repartiendo adecuadamente los luxes teniendo en cuenta
las distancias entre luminarias consideradas para una eficiente iluminación.
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TABLERO ELÉCTRICO ZONA 1– NIVEL RETIE: 1000 lx ZONA 2– NIVEL RETIE: 1000 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 448 1 130
2 615 2 558 3 634 3 800
4 524 4 665 5 445 5 667
6 305 6 734 7 320 7 856
8 429 8 937 9 475 9 861
10 600 10 889 11 470 11 740
12 400 12 866 13 350 13 475
14 500 E Promedio 706,00 15 680
16 760 17 750
18 390
E Promedio 505,28
Tabla N° 24. Niv eles De Iluminación Medidos Tablero Eléctrico
Tablero Mecánico U2 y U3: El tipo de iluminación que se tiene en el tablero
mecánico para las Unidades 2, 3, 4 y 5 es el más adecuado para estas áreas, las
cuales cuentan con tubos fluorescentes de 40 W de potencia para cada unas. A
continuación se muestra en la figura 17, la forma en que está dada el área de
dicho tablero. En el Anexo 2, se identifican sus dimensiones.
FUENTE: Autores
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Figura 17. Área Tablero Mecánico U2 y U3
De acuerdo a lo estipulado en la norma, el nivel de iluminación requerido para este
lugar es de 1000 Lx; y a continuación se mostrará mediante la tabla 25 los niveles
de iluminación obtenidos en distintos puntos localizados en el tablero mecánico.
TABLERO MECÁNICO U2 Y U3– NIVEL RETIE: 1000 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 180 19 600
2 483 20 290 3 527 21 350
4 630 22 450 5 380 23 417
6 230 24 329 7 330 25 300
8 320 26 203 9 431 27 304
10 870 28 280 11 495 29 136
12 480 30 250 13 410 31 390
14 473 32 405 15 670 33 105
16 850 34 300 17 400 35 180
18 180 36 244
E Promedio 225,37
Tabla N° 25. Niv eles De Iluminación Medidos Tablero Mecánico U2 y U3
FUENTE: Autores
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De acuerdo a la tabla 25, se identifican puntos donde hay niveles de iluminación
muy eficientes comparados con los requeridos por la norma, pero aquí hay que
tener en cuenta el número de bombillas por luminaria, pués se puede percibir que
la distribución actual no es para nada eficiente, y que con una mejor disposición,
se puede mantener los niveles actuales disminuyendo el consumo de energía.
Tablero Mecánico U4 y U5: La figura 18 muestra la forma en que está dada el
área del Tablero Mecánico U4 y U5. En el Anexo 2, se identifican sus
dimensiones.
Figura 18. Área Tablero Mecánico U4 y U5
En consecuencia de la tabla 26, se puede evidenciar que los niveles de
iluminancia tomados en las pruebas no son eficientes, por consiguiente se obtiene
una vez más, que el tipo de bombilla tomada no es la más adecuada, debido a que
maneja un flujo luminoso muy pequeño comparado con la potencia nominal, púes
es relativamente elevada. Pero no hay que dejar a un lado el estado de la
bombilla y la inadecuada distribución de las luminarias.
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TABLERO MECÁNICO U4 Y U5– NIVEL RETIE: 1000 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 150 13 189 2 200 14 143
3 150 15 75 4 229 16 290
5 264 17 313 6 189 18 242
7 219 19 226 8 304 20 350
9 285 21 270 10 160 22 154
11 287 23 300 12 280 24 190
E Promedio 226,42
Tabla N° 26. Niv eles De Iluminación Medidos Tablero Mecánico U4 y U5
Oficina Ingenieros De operación: La oficina cuenta con tubos fluorescentes para
la iluminación de este lugar, y cada uno es de 40 W de potencia. La figura 19,
muestra, la forma en que está dada el área de la oficina. En el Anexo 2, se
identifican sus dimensiones.
Figura 19. Área Oficina Ingenieros De Operación
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De acuerdo a la figura 18 se muestran dos zonas inscritas en toda el área
correspondiente a la Oficina de Ingenieros De Operación, siendo zonas de trabajo
continuo, lo que requieren de un nivel de iluminación de 500 Lux, según lo
estipulado por la norma del RETIE (Ver Anexo 1). La tabla 27, muestra todos los
niveles de iluminación tomados en diferentes puntos localizados en las dos zonas
de la oficina.
OFICINA INGENIEROS DE OPERACIÓN ZONA 1– NIVEL RETIE: 500 lx ZONA 2– NIVEL RETIE: 500 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 97 1 80
2 87 2 94 3 102 3 145
4 65 4 170 5 87 5 118
6 113 6 75 7 86 E Promedio 113,67 8 119 9 95
10 150 11 162
12 70 13 96
E Promedio 102,23
Tabla N° 27. Niv eles De Iluminación Medidos Of icina Ingenieros De Operación
Se observa en la tabla 27, que no hay unos adecuados niveles de iluminación
comparado con los requeridos por la norma, encontrándose aquí puntos donde los
niveles de iluminancia están por debajo de los mínimos requeridos. Por
consiguiente se debe rediseñar una nueva distribución y así mirar que cambios se
consiguen, teniendo en cuenta nuevamente el estado de la bombilla.
FUENTE: Autores
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Cuarto De Supervisores: En la figura 20, se muestra el área que forma este
cuarto con sus distintas zonas incluidas. En el Anexo 2, se identifican sus
dimensiones.
Figura 20. Área Cuarto De Supervisores
Las zona 1 y zona 2 necesitan de trabajo continuo, lo mismo que la zona 4, pero la
zona 3 es de trabajo ocasional, lo cual la norma del RETIE ha estipulado que para
las Z1 y Z2 requieran de un nivel de iluminación de 750 Lux, la Z 4 de 500 Lux y la
Z3 de 300 Lux (Ver Anexo 1). La tabla 28, muestra los diferentes niveles de
iluminación tomados por el luxómetro.
En consecuencia a la tabla 28, se puede considerar que la Oficina De
Supervisores maneja niveles de iluminación muy eficientes, pero se puede afirmar
que dicha oficina por tener bombillas de poco flujo luminoso respecto a la potencia
nominal de la lámpara, está haciendo un inadecuado uso de energía, por que si
tuviera un flujo luminoso más elevado y una potencia un poco menor comparado
con la actual, se tendría un consumo de energía menor y niveles de iluminancia
adecuados para satisfacer las necesidades requeridas en este lugar.
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OFICINA DE SUPERVISORES ZONA 1– NIVEL RETIE: 750 lx ZONA 3– NIVEL RETIE: 300 lx Puntos Nivel medido (Luxes) Puntos Nivel medido (Luxes)
1 635 1 254 2 456 2 295
3 596 3 322 4 430 4 274
5 384 E Promedio 286,25 6 614
7 560 ZONA 4– NIVEL RETIE: 500 lx 8 455 Puntos Nivel medido (Luxes)
9 500 1 375
E Promedio 514,44 2 390
3 420
ZONA 2 – NIVEL RETIE: 750 lx 4 400
Puntos Nivel medido (Luxes) E Promedio 396,25 1 553
2 465 3 397
4 605
E Promedio 505,00
Tabla N° 28. Niv eles De Iluminación Medidos Of icina De Supervisores
FUENTE: Autores
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4.2. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA MOTORES
Conforme a las pruebas hechas en vacío a los diferentes motores pertenecientes
a las subestaciones de 480 V y 4160 V, las cuales representan los consumos
propios de la unidades en estudio (U2 y U3), se prosiguió con el cálculo de las
pérdidas rotacionales de vacío (sin carga), para considerar el estado de cada uno
de los motores en estudio. Hay que resaltar que dichas pérdidas están agrupadas
con las pérdidas mecánicas y las pérdidas en el cobre de la máquina, siendo las
pérdidas mecánicas todas aquellas asociadas a los efectos mecánicos, como lo
son el rozamiento mecánico y el rozamiento con el aire. Las pérdidas por
rozamiento son causadas por fricción en los cojinetes de la máquina y las pérdidas
por rozamiento con el aire se deben a la fricción entre las partes móviles de la
máquina y el aire encerrado en la carcasa del motor.
A continuación se expondrán los motores de la Unidad 2 y Unidad 3, con sus
respectivas pérdidas rotacionales en vacío y el porcentaje de pérdidas
comparando toda la potencia de entrada en vacío que debe utilizarse para superar
estas pérdidas con la potencia de salida del motor.
Para poder soportar los diagnósticos particulares de cada motor, se han realizado
una serie de mediciones que permitirán establecer el comportamiento y estado
eléctrico y mecánico actual del equipo intervenido; dichas mediciones se
realizaron por medio de un analizador de red CIRCUTOR cuya ficha técnica se
puede consultar en el anexo 3.
4.2.1. TEORÍA PARA EL ANÁLISIS ENERGÉTICO DE LOS MOTORES
Para el análisis de los datos obtenidos a partir de las mediciones realizadas a
cada motor del grupo de estudio, es necesario establecer un método que conlleve
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a diagnósticos precisos y concluyentes, los cuales serán la base de las
determinaciones energéticas que serán sugeridas al término del presente estudio.
Para lograr esto, a continuación se mostrará la metodología de análisis que se
utilizó para cada conjunto de mediciones correspondientes a cada motor, basada
en la teoría de análisis de eficiencia y rendimiento de los motores de inducción
trifásicos.
En primera medida, hay que establecer cuales son los tipos de pérdidas que se
presentan en las máquinas eléctricas rotativas:
“En cualquier máquina eléctrica rotativa existen los siguientes tipos de pérdidas:
Perdida Magnéticas: Causadas por las corrientes parásitas y el ciclo de
histéresis de los materiales.
Pérdidas Mecánicas: Están asociadas al funcionamiento mecánico de la
máquina. Básicamente son debidas a dos factores: la fricción y la
ventilación. Las pérdidas por fricción se deben al rozamiento de los
cojinetes. Las de ventilación están causadas por el rozamiento con el aire y
por la potencia absorbida por el ventilador.
Pérdidas Adicionales: Estas pérdidas no se pueden englobar en ninguno de
los apartados anteriores. De una forma aproximada se puede considerar
que son el 1% de la potencia de la máquina a plena carga.”7
Teniendo en cuenta esto, las pérdidas más representativas a niveles reales en la
industria se encuentran localizadas en el grupo que reúne las pérdidas
rotacionales y las magnéticas, ya que para su determinación hay que realizar
pruebas que no involucran invadir los circuitos de fuerza y control del motor,
además de no presentarse la necesidad de realizarle ajuste de carga.
7 FERNANDEZ, Manes y GARCIA, Manuel. Técnicas para el mantenimiento y diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas. Barcelona: Marcombo, 1998. p. 39
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Así, la determinación de este conjunto de pérdidas estará enmarcada por la
siguiente teoría:
“Se conecta al motor de inducción con su línea de suministro a su voltaje nominal
y se hace trabajar sin carga alguna acoplada a su eje. Bajo estas condiciones, la
entrada al estator del motor de inducción está constituida por 1) las pérdidas
rotacionales, tanto en el núcleo como mecánicas, Pc y Pm, respectivamente, y 2)
una pequeña perdida equivalente en el cobre del estator y del rotor, sin carga, Pcu.
En forma de ecuación,
elscrelscmcscent RIPRIPPP 22)( 2
323
)( +=++=
en la cual Pr, representa las perdida rotacionales y la suma de las pérdidas por
fricción mecánica y con el aire (Pm), mas las pérdidas en el núcleo magnético (Pc).
Despejando las pérdidas rotacionales Pr de la ecuación anterior, se obtiene
elscscentr RIPP 2)( 2
3−= watts (W)
En donde:
Pent(sc): Potencia de entrada sin carga.
Isc: Corriente del motor sin carga.
Rel: Resistencia equivalente total entre las líneas del motor trifásico de
inducción.”8
De esta forma, a cada conjunto de datos registrados a partir del analizador de red
AR5 CIRCUTOR, se le realizará este análisis para determinar sus pérdidas
rotacionales y poder establecer en qué condiciones se encuentra operando
actualmente el equipo. A diferencia de la metodología propuesta anteriormente, 8 KOSOW, Irving. Máquinas eléctricas y transformadores. 2a ed. México: Prentice-Hall Hispanoamérica. 1993. p. 487.
(1)
(2)
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las mediciones se realizaron con el eje acoplado al equipo que es impulsado, es
decir, bombas, ventiladores, etc; pero ninguno de estos equipos se encontraba en
condiciones de carga. Esta situación fue propiciada intencionalmente para
determinar las pérdidas bajo condiciones reales de operación.
4.2.2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA MOTORES UNIDAD 2
EQUIPOS DE 480 V
Ventilador Aire Primario 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de 400
HP, de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontraron unas
pérdidas rotacionales de 37593,95 W, lo cual equivalen al 12,60% de la potencia
nominal, como se observa en la tabla 29 y gráfica 2. Este motor maneja un
porcentaje no muy considerable de potencia necesaria para superar las pérdidas
rotacionales, a pesar de encontrarse la chumacera con poca lubricación
ocasionando fricción en los cojinetes por causa del rozamiento. A causa de
muchas anomalías por las condiciones de funcionamiento de los motores, se pude
disminuir drásticamente la vida útil del motor.
Motores Alimentadores De Carbón Unidad 2: Son motores que tienen una
potencia nominal de 3 HP, y en los cuales se encontraron unas pérdidas
rotacionales de 217,10 W para el 2-1, lo cual equivalen al 12,38% de la potencia
nominal; 565.05 W para el 2-2, lo cual equivale al 25.5% de la potencia nominal;
141.58 W para el 2-3, lo cual equivale al 12.14% de su potencia nominal; como se
registra en la tabla 29. Debido a lo observado, el alimentador 2-2 presenta
elevadas pérdidas rotacionales en comparación con los otros dos motores
asociados a la misma labor, y esto se debe principalmente a la presencia de
material particulado de carbón en las partes rotativas del motor, lo cual genera un
aumento en la fricción natural de dichos componentes giratorios. En cuanto al
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factor de potencia de estos tres motores, los registros que se obtuvieron fueron los
siguientes: 0.68 para el 2-1, 0.65 para el 2-2 y 0.72 para el 2-3. Estos resultados
evidencian un bajo factor de potencia, el cual puede causar problemas en la
operación de los equipos como sobrecalentamiento en los conductores, deterioro
en los asilamientos y por esta razón, disminución de la vida útil del motor.
Bombas Emergencia De Condensado Unidad 2: Son equipos que tienen una
potencia nominal de 34 HP cada uno. Según las mediciones realizadas y
registradas en la tabla 28, las pérdidas rotacionales alcanzan un valor de 7050 W
para la bomba 2-1, lo cual representa el 27.8% de su potencia nominal; y 7296 W
para la bomba 2-2, lo que equivale al 28.77% de su potencia nominal. Estas
elevadas pérdidas rotacionales se deben esencialmente al exceso de fricción que
se presenta en el acople entre el eje del motor y la unión de la bomba, ya que en
ocasiones se presentan algunas fugas de agua de menor consideración, pero que
al paso del tiempo, generan aumento de fricción en los rodamientos, así como
acumulación de oxido en los mismos, causando así, que el movimiento rotativo
sea cada vez mas difícil de ejecutar.
Bombas De Condensado Unidad 2: Son bombas impulsadas por motores que
poseen una potencia nominal de 100 HP cada uno, y cuyas pérdidas rotacionales
alcanzan un valor de 11699.58 W para la bomba 2-1 y 8729.58 W para la bomba
2-2. Estos valores representan el 15.68% y 11.70% de la potencia nominal de los
motores respectivamente. Como se observa, los registros obtenidos no son muy
elevados, lo cual implica un buen funcionamiento de los equipos. Sus factores de
potencia obtenidos fueron de 0.76 y 0.77 respectivamente, lo cual ratifica el buen
estado y operación de las dos bombas.
A continuación se muestra la tabla 29, donde se encuentran los diferentes valores
por línea y trifásicos obtenidos en las pruebas hechas.
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Bombas Retorno Agua Escape Unidad 2: Son equipos impulsados por motores
que tienen una potencia nominal de 7,5 HP cada uno; de acuerdo a los datos
obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor de potencia de 0,74 con
unas pérdidas rotacionales de 1528,25 W, lo que equivalen al 27,31% de la
potencia nominal para la bomba 2-1; y un factor de potencia de 0,65 con unas
pérdidas rotacionales de 1620,62 W, lo que equivalen al 28,97% de la potencia
nominal para la bomba 2-2. Estas elevadas pérdidas se encuentran asociadas con
la falta de lubricación en las partes rotativas que conforman ambos equipos, así
como el aumento de la fricción en los rodamientos de la bomba debido a
pequeñas fugas de agua que se presentan en menor medida pero que se hacen
mas notorias con el aumento de las horas de operación de las bombas
Bomba Auxiliar Aceite 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de 40 HP,
de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor de
potencia de 0,75 y unas pérdidas rotacionales de 7617,60 W lo que equivalen al
25,53% de la potencia nominal. A pesar de manejar un factor de potencia bueno,
esta bomba consume un porcentaje de potencia por causa de las pérdidas
rotacionales bastante elevado; esta situación se deriva esencialmente por la falta
de control operativa del equipo, lo que conlleva al aumento de fricción en
rodamientos debida a la poca lubricación.
Bomba Sello Cojinete 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de 15 HP,
de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas mostrados en la tabla 29,
se encontró un factor de potencia de 0,72 y unas pérdidas rotacionales de 1399 W
lo que equivalen al 12,50% de la potencia nominal. De acuerdo a lo expuesto
hasta ahora, esta bomba se considera que tiene un funcionamiento adecuado, así
lo demuestran los datos obtenidos en las pruebas, y además se encontró que
dicha bomba está operando bajo unas excelentes condiciones de trabajo, dándole
un uso apropiado.
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Compresor Aire Instrumentos 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de
100 HP, de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un
factor de potencia de 0,79 y unas pérdidas rotacionales de 7909,25 W lo que
equivalen al 10,60% de la potencia nominal. Al observar el porcentaje de potencia
por pérdidas calculadas en base a los datos obtenidos en las pruebas, se nota que
al compresor le están dando un uso eficiente, además maneja un adecuado factor
de potencia.
EQUIPOS DE 4160 V
Bombas Agua Alimentación Caldera (2-2 y 2-3): Son bombas impulsadas con
motores que tienen una potencia nominal de 450 HP cada uno; de acuerdo a los
datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor de potencia de 0,79
con unas pérdidas rotacionales de 48051,25 W, lo que equivalen al 14,31% de la
potencia nominal para la bomba 2-2; y un factor de potencia de 0,69 con unas
pérdidas rotacionales de 45167,38 W lo que equivalen al 13,45% de la potencia
nominal para la bomba 2-3; como se observa en la tabla 29 y en la gráfica 3. Estos
registros indican buenas condiciones de operación de los motores, aunque el
motor de la bomba 2-3 presenta un factor de potencia algo bajo, lo cual podría
llegar a convertirse en una situación causal del deterioro del equipo y el aumento
de sus corrientes e operación.
Pulverizadores De Carbón Unidad 2: Son grandes molinos de carbón, los cuales
reciben la fuerza motriz necesaria para realizar su labor por medio de motores
eléctricos cuya potencia alcanza un valor de 250 HP cada uno. De acuerdo a los
datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor de potencia de 0,74
con unas pérdidas rotacionales de 52902,40 W, lo que equivalen al 28,37% de la
potencia nominal para el pulverizador 2-1; un factor de potencia de 0,75 con unas
pérdidas rotacionales de 25503,60 W, lo que equivalen al 13,67% de la potencia
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nominal para el pulverizador 2-2; y un factor de potencia de 0,76 con unas
pérdidas rotacionales de 24375,60 W, lo que equivalen al 13,07% de la potencia
nominal para el pulverizador 2-3, como se observa en la tabla 29 y en la gráfica 3.
Las pérdidas rotacionales encontradas en el pulverizador 2-1 son causa del
funcionamiento mismo del equipo, ya que este se encuentra con muchas
partículas de carbón encajadas en el lubricante del eje, lo cual puede influir mucho
a que se incremente el rozamiento mecánico. Los pulverizadores 2-2 y 2-3 no
presentan elevadas pérdidas rotacionales, lo cual indica una buena operación de
estos dos equipos.
Ventilador Tiro Forzado 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de 400
HP, de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor
de potencia de 0,76 y unas pérdidas rotacionales de 88559,16 W lo que equivalen
al 29,68% de la potencia nominal. Se observa un porcentaje de potencia por
pérdidas muy elevado, y la causa mas importante de esto la falte de regularidad
en la lubricación y en la limpieza del mismo en rodamientos y chumaceras del
ventilador, ya que está expuesto en un área en donde las partículas de carbón y
cenizas están suspendidas constantemente en el aire, con lo cual pueden formar
costras al mezclarse con el aceite de lubricación y debido a esto aumentará el
esfuerzo de rotación del equipo.
Ventilador Tiro Inducido 2: Es un motor que tiene una potencia nominal de 700
HP, de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un factor
de potencia de 0,75 y unas pérdidas rotacionales de 68901,60 W lo que equivalen
al 13,19% de la potencia nominal. Su aspecto físico se ve en buen estado y de
acuerdo a los datos obtenidos se demuestra que el motor se encuentra
funcionando debidamente.
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Bomba Agua Circulación 2-2: Es un motor que tiene una potencia nominal de
300 HP, de acuerdo a los datos obtenidos en las pruebas hechas se encontró un
factor de potencia de 0,65 y unas pérdidas rotacionales de 64405,30 W lo que
equivalen al 28,78% de la potencia nominal. Esta bomba funciona bajo
condiciones inadecuadas, ya que presenta la misma situación de la bomba
emergencia de condensado 2-1, una fuga de agua y un factor de potencia no muy
bueno, por consiguiente se darían las mismas observaciones descritas allí.
4.2.3 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO PARA MOTORES UNIDAD 3
EQUIPOS DE 480 V
Bombas De Condensado Unidad 3: Como se observa en los ítems 1 y 10 de la
tabla 30, estos equipos presentan diferentes pérdidas rotacionales, alcanzando un
valor de 67 kW, lo que representa que casi un 35,65% de su potencia nominal
para la bomba 3-1; y un valor de pérdidas rotacionales que alcanza un valor de 22
kW, lo que equivale a un 11,62% de la potencia nominal del motor para la bomba
3-2. Las causas de estas elevadas pérdidas para la bomba 3-1, se encuentran en
el aumento de fricción mecánica que presenta el acople del eje del motor a la
bomba, ya que al parecer posee baja lubricación en la chumacera y en los
rodamientos. También se observan factores de potencia bajos (0.79), con lo cual,
el equipo a plena carga, debe estar demandando corrientes altas al sistema y
debido a esto, los conductores del motor deben tener problemas de temperatura,
acortando así la vida útil de los mismos.
Bomba Agua De Río 4: Como se observa en el ítem 2 de la tabla 30, las pérdidas
rotacionales del equipo alcanzan el 24,94% de la potencia nominal, siendo
considerablemente altas. Además también se observa un bajo factor de potencia,
con lo cual, la potencia activa no se está viendo totalmente reflejada en el trabajo
que realiza el motor. Físicamente el equipo presenta ausencia de lubricación en el
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acople del eje del motor y de la bomba, debida esencialmente a fugas de agua
presentadas durante la operación del equipo. Se concluye que también existe un
punto de desperdicio energético en este equipo, ya que casi un cuarto de su
potencia nominal se está desperdiciando y no se está transformando en energía
mecánica como es de esperarse.
Ventiladores Aire De Sellos Unidad 3: En los ítems 3 y 11 de la tabla 30 se
muestra como todos los parámetros eléctricos de estos equipos están dentro de
las condiciones normales de operación. Las pérdidas rotacionales y factor de
potencia para el ventilador 3-1 alcanzan valores de 12.88% de su potencia
nominal y 0.75 respectivamente; y para el ventilador 3-2 alcanzan valores de
13.15% de su potencia nominal y 0.76 respectivamente. Aunque poseen factores
de potencia en esencia bajos, sus pérdidas rotacionales no alcanzan valores de
consideración.
Bomba Agua De Enfriamiento 5: En este equipo se evidencia que una gran
cantidad de potencia está siendo malgastada, ya que el porcentaje de pérdidas
rotacionales respecto a la potencia nominal del motor es del 29,49%. Aunque
posee un buen factor de potencia, sus elevados niveles de pérdidas conllevan a
que el equipo opere en condiciones subestadar respecto a sus condiciones
nominales, con lo que el desperdicio de energía se hace evidente. Exteriormente
el equipo se ve en buenas condiciones de lubricación y sus vibraciones están
dentro de los límites normales. Dentro de las causas de pueden conllevar a estas
pérdidas puede estar que exista un duro mecánico en la parte interna de la
bomba, o que exista alguna fuga no identificada, además de que posiblemente al
interior del motor los cojinetes estén sin lubricación.
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Bombas Emergencia De Condensado Unidad 3: En los ítems 4 y 6 de la tabla
30, se muestra que las pérdidas rotacionales que poseen estos equipos están
dentro de los límites normales de operación de cualquier motor, ya que tienen
valores de pérdidas que no superan el 12% de la potencia nominal, con lo cual, se
concluye que el motor está operando de forma normal. Los factores de potencia
son bajos, pero bajo carga seguramente mejoraran a su valor nominal.
Bomba Agua De Enfriamiento 4: Los datos que se muestran en el ítem 8 de la
tabla 30 dejan al descubierto un funcionamiento totalmente óptimo del equipo en
cuestión. Sus parámetros eléctricos, junto con su factor de potencia se encuentra
dentro de lo esperado; además sus pérdidas rotacionales alcanzan un máximo de
11,8% de la potencia nominal del motor. Se concluye que el equipo se encuentra
en óptimas condiciones y que su consumo esta en el rango que debería estar.
Compresor Aire De Instrumentos 3: Este equipo, como lo evidencian los
registros del ítem 9 de la tabla 30, se encuentra funcionando normalmente, con un
buen factor de potencia y con una pérdidas rotacionales que alcanzan un valor del
10,21%. Debido a lo anterior, el motor está funcionando correctamente y su
operación es eficiente en base a sus valores nominales.
Bomba Agua De Río 5: Las pérdidas rotacionales de este motor alcanzan un
valor de 7.4 kW, lo que equivale a un 19,86% de su potencia nominal. Este
porcentaje es elevado considerando que este equipo opera constantemente en el
proceso de generación de energía correspondiente a la unidad 3. Su factor de
potencia es un poco bajo (0.75) y su corriente de trabajo está acorde con lo
estipulado en sus valores nominales.
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Alimentadores De Carbón 3-1 A y B: Como se aprecia en los ítems 12 y 13 de la
tabla 30, estos equipos presentan pérdidas rotacionales considerables, ya que
ascienden al 17,24% de la potencia nominal para el alimentador 3-1 A y 19.72%
de la potencia nominal para el alimentador 3-1 B. A su vez, los factores de
potencia son bastante bajos, lo cual sugiere una condición subestandar en la
operación de los equipos. Exteriormente se observa que los equipos asociados al
motor, como son, la cadena de transmisión de movimiento y el acople al lado del
alimentador, presentan deficiencias operativas, ya que por ejemplo la cadena
presenta un desajuste en su tensión de trabajo, lo que significa que la energía
mecánica que le transmite el motor se ve disminuida al llegar al alimentador. Por
otro lado, el acople lado del alimentador presenta baja lubricación.
Bombas De fuel oil Unidad 3: En los registros mostrados en la tabla 30, ítems 14
y 22, se evidencia un grave problema de pérdidas para estos dos equipos, ya que
el valor de estás alcanzan un valor de 34,77% de su potencia nominal para la
bomba 3-1; y 31.04% de su potencia nominal para la bomba 3-2, lo que equivale a
5.1 kW y 4.6 kW respectivamente de potencia desperdiciada. Las causas de este
problema al parecer no tienen que ver con las condiciones exteriores del equipo,
ya que el motor, la bomba y sus acoples presentan buenas condiciones físicas y
su lubricación se ve en buen estado. Se podría tratar de problemas internos del
motor, tal vez temperaturas elevadas o algún problema en alguna parte
constitutiva del equipo, como escobillas, cojinetes, etc. En base a esto, el equipo
es un punto de gran desperdicio de energía y por lo tanto hay que adoptar alguna
alternativa de solución, que permita que el problema se controle y no se aumente
con el tiempo.
Bombas Retorno Inyección Condensado Unidad 3: Estos motores, según lo
evidencia los ítems 15 y 23 de la tabla 30, presentan elevadas pérdidas
rotacionales, las cuales ascienden al 31,8% de la potencia nominal para la bomba
3-1, y 23.9% de la potencia nominal para la bomba 3-2. Aunque son equipos que
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no se usan de forma constante en el proceso de generación, es necesario tomar
alguna determinación que disminuya estas elevadas pérdidas. Además de lo
anterior, también presentan un bajo factor de potencia, con lo cual la corriente que
está solicitando al sistema para su operación es mas elevada de lo que sus
condiciones nominales exige, por esta razón el deterioro en el aislamiento del
equipo debe ser notable.
Bomba Aceite Turbina 3: Este equipo presenta serias pérdidas rotacionales en
su funcionamiento, alcanzando un valor de 0.56 kW que equivalen al 37,92% de la
potencia nominal del motor. Esta situación, aunque no influye de manera relevante
sobre los consumos de los propios de la unidad tres, si debe tener un cuidado
especial, ya que las pérdidas son altas y su causa pueden ser los equipos
asociados al motor.
Bombas Retorno De Drenes Unidad 3: Estos motores presentan pérdidas
rotacionales por un valor de 4.9 kW para las dos bombas, lo que equivale al
22,34% de sus potencias nominales. Aunque son equipos que no operan
constantemente en el proceso de generación, es importante prestar atención a la
lubricación en lado de la bomba, ya que por algunas fugas de agua, este lado
tiende a oxidarse, generando el aumento de la fricción mecánica natural entre las
partes rotativas del equipo.
Trituradores Secadores 3-1 A y B: Estos equipos funcionan permanentemente
durante el proceso de generación y revisten vital importancia, ya que son los
encargados del suministro de carbón a la caldera. Como se evidencia en la tabla
30, ítems 18 y 19, las pérdidas rotacionales alcanzan un valor de 2.7 kW para el
triturador 3-1 A, y 3.5 kW para el triturador 3-1 B; lo que equivalen a un 14,87% y
19% respectivamente de sus potencias nominales. Aunque estas pérdidas no son
altas, el funcionamiento constante de los equipos hace que el desperdicio de
energía sea relevante y por esta razón su puesta a punto cobra vital importancia.
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Los factores de potencia son muy bajos, por lo que preocupa sus condiciones de
operación, ya que los motores se pueden estar calentando más de lo que deben y
esto puede conllevar al daño de alguno de sus componentes internos, como el
bobinado.
Alimentadores De Carbón 3-3 A y B: En estos equipos se evidencia que el
funcionamiento actual que está presentando, manifiesta serias fallas a nivel
interno del motor, ya son los equipos con el factor de potencia más bajo y además
poseen unas pérdidas rotacionales de 0.66 kW para el alimentador 3-3 A. y de 0.5
kW para el alimentador 3-3 B; lo que equivalen al 24,81% y 22.1%
respectivamente de sus potencias nominales. Por ser equipos que funcionan en
forma constante durante el proceso de generación, esta magnitud de pérdidas
toma importancia a medida que aumentan sus horas de operación.
Bomba Aceite Turbina 4: Este equipo presenta elevadas pérdidas rotacionales,
las cuales alcanzan un 37,92% de su potencia nominal. Esto indica que casi un
poco menos de la mitad de la potencia del motor se está reflejando en pérdidas, lo
que significa un equipo en mal estado o con deficiente mantenimiento. Como era
de esperarse, el factor de potencia es bastante bajo, con lo que los problemas del
motor pueden ser más graves de lo que inicialmente se estimaba. La contribución
de este equipo a los consumos propios es casi nula, ya que sola actúa en el
arranque; debido a esto no se considera un punto de desperdicio dentro de los
equipos propios de la unidad 3.
Trituradores Secadores 3-3 A y B: Como se mencionó anteriormente, estos
equipos funcionan permanentemente durante la generación de energía, con lo
cual sus pérdidas se van acumulando a medida que sus horas de operación
aumentan. Las pérdidas rotacionales de estos motores alcanzan un valor de 3.8
kW para el triturador 3-3 A. y 3.7 kW para el triturador 3-3 B, lo que equivalen al
20,59% y 20.06% respectivamente de sus potencias nominales. Esto, sumado al
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bajo factor de potencia y teniendo en cuenta su factor de utilización, es bastante
deficiente, ya que representan un punto de elevada ineficiencia y consumo
innecesario dentro de los equipos propios de la unidad 3.
EQUIPOS DE 4160 V
Bomba Lavado De Cenizas 3: El motor de esta bomba presenta pérdidas
rotacionales equivalentes al 11,28% de su potencia nominal, con lo cual se puede
concluir que sus operación esta dentro de los resultados esperados y que opera
de forma eficiente. Su factor de potencia es bueno, con lo cual se asegura una
vida útil conforme a la especificada por el fabricante.
Ventiladores Tiro Forzado Unidad 3: Estos equipos representan gran
importancia dentro de los equipos propios de la unidad, ya que durante el proceso
de generación, funcionan constantemente desde el inicio hasta el final. Por esta
razón, alguna anomalía en su funcionamiento podría causar algún tipo de
situación anormal que perturbara gran parte del proceso; además, debido a su
gran capacidad de potencia, las pérdidas que posea por encima de lo normal,
representaran un gran escenario de desperdicio. Los resultados que arroja la tabla
30-A indican que los equipos operan satisfactoriamente, ya que sus pérdidas
rotacionales alcanzan un valor de 48 kW para el ventilador 3-1 y 46 kW para el
ventilador 3-2; lo que equivalen al 12,9% y 12.51% respectivamente de sus
potencias nominales; valor que se considera dentro de los límites normales de
pérdidas. Operan con bajo factor de potencia, lo cual indica alguna anormalidad
dentro de su operación como lo podría ser altas temperaturas de funcionamiento,
sobrecalentamiento en sus conductores, bobinados, etc.
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Ventiladores Tiro Inducido Unidad 3: Como lo indica la tabla 30-A, estos
equipos poseen unas pérdidas de 191 kW para el ventilador 3-1 y 172 kW para el
ventilador 3-2; lo que equivalen al 25,71% y 23.06% respectivamente de sus
potencias nominales. Estos valores revelan equipos ineficientes y fuente de un
gran escenario de desperdicio de energía, ya que por su funcionamiento continuo,
las pérdidas serán cada vez mayores en proporción a sus horas de operación.
Poseen factores de potencia un tanto bajos, situación que genera problemas con
las partes constitutivas del motor, así como genera que el flujo de aire que debe
entregar el ventilador al sistema, sea menor debido a que un gran porcentaje de
su potencia nominal está siendo utilizada para vencer condiciones anormales.
Pulverizadores De Carbón 3-1 y 3-3: Estos equipos son los encargados de
entregar el combustible necesario a la caldera para la generación de vapor. De
ellos depende que las condiciones de presión y temperatura de la caldera se
mantengan en los valores nominales. Por esta razón, son equipos que demandan
gran importancia dentro de todo el proceso de generación. Como lo muestra la
tabla 30-A, las pérdidas rotacionales alcanzan un valor de 44 kW para el
pulverizador 3-1 y 53 kW para el pulverizador 3-3; lo que equivalen al 14,94% y
17.94% respectivamente de sus potencias nominales. Aunque las pérdidas no son
muy elevadas, hay que tener cuidado en el mantenimiento periódico de las partes
rotativas que componen el equipo, ya sean rodamientos, chumaceras, cojinetes,
etc.; ya que en estos puntos se inician condiciones mecánicas anormales de
funcionamiento con el paso del tiempo, tales como el aumento de la fricción
mecánica natural, la oxidación, etc. Poseen bajos factores de potencia, con lo cual
las sobre temperaturas con las que están operando los equipos pueden verse
reflejadas en la disminución de la vida útil de los motores.
Ventiladores Aire Primario 3-1 y 3-3: Estos equipos presentan altas pérdidas
rotacionales, las cuales poseen un valor de 56 kW para el ventilador 3-1 y 57.7 kW
para el ventilador 3-3; lo que equivalen al 25,12% y 25.79% respectivamente de
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 112 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
sus potencias nominales. Estas elevadas pérdidas están asociadas en su mayoría
por las condiciones de lubricación actuales, ya que los equipos exteriormente
presentan resequedad en sus partes rotativas y se puede apreciar cierta fricción
en el movimiento normal del equipo. Poseen factores de potencia muy bajos, con
lo cual los motores están demandando más corriente que la que debería al
sistema, por lo cual sus conductores sufren elevadas temperaturas disminuyendo
la vida útil del equipo. .
Bombas Agua De Circulación Unidad 3: Estos equipos presentan pérdidas
rotacionales por un valor de 51 kW para la bomba 3-1 y 68 kW para la bomba 3-2;
lo que indica que el 20,57% y el 27.4% respectivamente de sus potencias
nominales, está siendo desperdiciada para vencer condiciones anormales de
operación asociadas a los equipos. Esta situación de ineficiencia energética está
ligada esencialmente a las constantes fugas que presentan estas bombas, y que
debido a su disposición vertical, parte de esa porción de agua desperdiciada cae
en las partes rotativas de los equipos generando aumento de la fricción natural,
oxidación y aumento del rozamiento de las partes asociadas al eje del motor.
Bomba Lavado De Cenizas 4: El motor de esta bomba presenta pérdidas
rotacionales por un valor de 46 kW, lo que equivale al 20,56% de su potencia
nominal. Posee un factor de potencia algo bajo, lo cual, sumado con las pérdidas,
hacen de este equipo un elemento que supone ineficiencia dentro del conjunto de
los equipos propios de la unidad 3.
Bombas Agua De Alimentación Caldera Unidad 3: Estos equipos, según lo
evidencia la tabla 30-A, presentan pérdidas rotacionales equivalentes al 14,66%
para la bomba 3-1 y 15.15% para la bomba 3-2, con lo que se concluye que los
equipos operan bajo condiciones normales aunque hay que tener cuidado con su
mantenimiento y la lubricación de las partes rotativas.
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5. PROYECTOS DE SOLUCIÓN ENERGÉTICA A LOS DIAGNÓSTICOS
PLANTEADOS
5.1. PROYECTOS ILUMINACIÓN
Para el diseño de los proyectos de iluminación que mejoraran la eficiencia y el
consumo de las áreas estudiadas, se tomaron en cuenta factores de vital
importancia como los niveles requeridos por el RETIE, la uniformidad de la
iluminación en el área especificada, el consumo energético del nuevo diseño, etc.
Con esto, se busca que las soluciones aquí planteadas, sirvan de algún modo
para mejorar las instalaciones actuales y que esto conlleve a que la central sea
pionera en el uso eficiente y racional de la energía.
Como se mencionó anteriormente, uno de los soportes claves para el rediseño de
las áreas en estudio fue el RETIE; y una de las mejores formas de hacer uso
racional y eficiente de energía, es siguiendo la normatividad existente. Pero
específicamente, los rediseños se hicieron siguiendo una premisa primordial:
“El valor medio de iluminancia, relacionado en la Tabla “Niveles típicos de
iluminación aceptados para diferentes áreas”, debe considerarse como el ob jetivo
de diseño, pero el requisito exigib le es que el valor medido a la altura del sitio de
trabajo se encuentre entre el rango del valor mínimo y el valor máximo.”9
Teniendo en cuenta lo anterior, a continuación se presentan todos los rediseños
elaborados para las distintas áreas que fueron estudiadas. Aquí, se expondrán la
nueva cantidad sugerida de luminarias, su nuevo nivel de iluminación, así como su
nueva potencia requerida. Los planos con la distribución de las luminarias, las
longitudes y las dimensiones se presentan en el anexo número 2.
9 Ministerio De Minas Y Energía. RETIE. Resolución N° 180498. 29 Abril 2005. p. 30.
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5.1.1. METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE LOS PROYECTOS DE ILUMINACIÓN
Para la elaboración de los nuevos diseños de iluminación, se siguió la siguiente
metodología:
1. Seleccionar las bombillas o tubos fluorescentes que más flujo luminoso
ofreciera en relación a un bajo consumo de potencia.
2. Revisar los niveles de iluminación exigidos por el RETIE para establecer
cuales serán los valores de iluminancia adecuada para cada recinto.
3. Tomar las dimensiones de cada área que será estudiada y a la cual se le
hará un nuevo diseño.
4. Establecer el número de luminarias que necesita cada área en particular,
teniendo en cuenta la siguiente relación matemática:
KEA
N**
φ=
En donde:
N: Número De Luminarias.
A: Área
E: Nivel De Iluminación Requerido
φ : Flujo Luminoso De La Bombilla Seleccionada
K: Coeficiente De utilización.
5. Según el número de luminarias que hallan resultado del cálculo anterior, se
procede a ubicarlas de forma equidistante, asegurando que la distancia
entre pared luminaria sea la mitad que la distancia entre luminarias.
6. Una vez ubicadas las luminarias, se procede a estimar la potencia
requerida para la alimentación de la iluminación y se compara con la
existente; si es mayor la potencia requerida, es necesario revisar el diseño,
ya que no se estaría formulando una solución de uso eficiente; si es menor,
se asegura que el número de luminarias mantengan una uniformidad
constante en toda la extensión del área en estudio.
(3)
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 115 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
5.1.2. PROYECTOS DE ILUMINACIÓN UNIDAD 2
Taller Mecánico: En vista de los niveles de iluminación encontrados durante la
realización de las pruebas mencionadas en el apartado de diagnóstico, se sugiere
realizar un rediseño tanto de la distribución de las luminarias así como de la
tecnología de las mismas. Para esto se sugiere el siguiente diseño:
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO N°
NUEVO NIVEL DE ILUMINACIÓN
(Lux) NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Taller Mecánico Z1 2 500 12 250 3000 Taller Mecánico Z2 2 300 3 125 375
Taller Mecánico Z3 2 500 4 250 1000
TOTAL 4375
Tabla N° 31. Características Del Rediseño Taller Mecánico
Este diseño presentado en la tabla N° 31, ofrece mayor nivel de iluminación que el
actual, así como una uniformidad que asegura una iluminación adecuada para la
labor que se realiza en el taller. La distribución de las luminarias, así como las
dimensiones del diseño y tecnología, se pueden encontrar en el anexo 2 y 4.
Almacén: Esta área en particular, según las mediciones realizadas, es de las que
mayores deficiencias de iluminación tienen, ya que sus niveles están muy por
debajo de lo exigido por la norma y el estado de la instalación eléctrica para
alumbrado es bastante deficiente. Para suplir estas situaciones defectuosas, a
continuación se presenta en la tabla 32 las nuevas características de iluminación.
Como lo evidencia esta tabla, el número de luminarias aumentó, con lo cual la
potencia requerida también hizo lo propio. Esta situación era de esperarse, ya que
los niveles de iluminación existentes están por debajo un 50% de lo exigido por la
norma, lo cual conlleva a la inclusión de nuevas luminarias para elevar estos
niveles y poder ofrecer una iluminación adecuada.
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 116 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO N°
NUEVO NIVEL DE ILUMINACIÓN
(Lux) NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Bodega 1 2 200 30 125 3750
Bodega 2 2 200 36 125 4500 Bodega 3 3 200 36 125 4500
TOTAL 12750
Tabla N° 32. Características Del Rediseño Almacén
5.1.3. PROYECTOS DE ILUMINACIÓN UNIDAD 3
Oficina De Mantenimiento: De acuerdo a la sección de diagnóstico de
iluminación, se encontraron niveles de iluminación relativamente buenos, de
donde se aconsejó un rediseño en la distribución de las luminarias. Por
consiguiente se sugiere el siguiente diseño:
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Oficina De Manteni miento 3 500 4 21 17 1428
TOTAL 1428
Tabla N° 33. Características Del Rediseño Oficina De Mantenimiento
El nuevo diseño presentado en la tabla 33, brinda mejores niveles de iluminación y
una adecuada uniformidad. Aquí se encontró que el número de luminarias
instaladas actualmente son las necesarias para iluminar la oficina y realizar el
trabajo requerido allí, pero las luminarias estaban mal distribuidas, por lo que se
procedió hacer una distribución adecuada y así recuperar el nivel de iluminación
requerido. Se consideró que los tubos fluorescentes existentes son eficientes de
acuerdo al excelente flujo luminoso respecto a su potencia nominal. Las
características técnicas de los tubos fluorescentes seleccionados para esta área,
se pueden observar en el anexo número 6.
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 117 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Oficina Administrativa: Considerando el diagnóstico ya descrito anteriormente,
se encontraron niveles de iluminación relativamente buenos en las diferentes
zonas inscritas en esta oficina, de donde se decidió hacer una mejor distribución
de las luminarias en cada zona, para así asegurar el nivel de iluminación
adecuado y recuperar el ambiente eficiente de trabajo que requiere esta oficina.
Los tubos fluorescentes instalados actualmente son eficientes, por consiguiente la
tabla 34, muestra la nueva distribución de luminarias con sus respectivas
características:
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Oficina Administrati va Z1 3 500 4 5 17 340
Oficina Administrati va Z2 3 300 4 4 17 272
Oficina Administrati va Z3 3 500 4 4 17 272
Oficina Administrati va Z4 3 500 4 4 17 272
Oficina Administrati va Z5 3 500 4 4 17 272
TOTAL 1428
Tabla N° 34. Características Del Rediseño Oficina Administrativ a
Las características técnicas de los tubos fluorescentes seleccionados se pueden
observar en el anexo número 6.
Taller De Instrumentos: En vista de los niveles de iluminación encontrados
durante la realización de las pruebas mencionadas en el apartado de diagnóstico,
se sugiere realizar un rediseño tanto de la distribución de las luminarias así como
de la tecnología de las mismas. Para esto se sugiere el siguiente diseño para
todas las zonas repartidas en el taller:
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 118 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Tabla N° 35. Características Del Rediseño Taller De Instrumentos
La tabla 35, muestra las características del nuevo diseño, que en consecuencia de
cambiar los tubos fluorescentes por otros de poca potencia pero mayor flujo
luminoso, hace una alternativa muy eficiente por que se están instalando los
niveles de iluminancia adecuados para satisfacer las necesidades de trabajo
requeridas allí y las luminarias se están distribuyendo de forma que halla una
uniformidad ajustada. Las características técnicas de los nuevos tubos
fluorescentes a instalar se puede observar en el anexo 5.
Planoteca: En esta área se encontraron niveles de iluminación muy deficientes,
por lo que se optó al rediseño, teniendo en cuenta parámetros que conlleven a
una solución óptima, los cuales son buscar una bombilla que se encuentre en el
mercado y que tenga unas características de funcionamiento eficientes, como es
un flujo luminoso alto y que no necesite de mucha potencia. De acuerdo a la tabla
36, se encontró una bombilla que cumple con requisitos expuestos, la cual va a
ser utilizada en este diseño y en todos los que de aquí en adelante sean
nombrados y necesiten de tubos fluorescentes. Las características técnicas de
estas bombillas se encuentran el anexo 5.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE ILUMINACIÓN
(Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA REQUERIDA
(W )
Planoteca 3 300 2 10 35 700
TOTAL 700
Tabla N° 36. Características Del Rediseño Planoteca
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS
POR LUMINARIA
NUEVO N° LUMINARIAS
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Taller De Instrumentos Z1 3 300 2 3 35 210
Taller De Instrumentos Z2 3 1000 4 8 35 1120
TOTAL 1330 FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 119 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Taller Eléctrico: De acuerdo al diagnóstico de iluminación, el taller eléctrico se
encontró con niveles de iluminación adecuados, por consiguiente las
características del nuevo diseño se muestran a continuación.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE ILUMINACIÓN
(Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Taller Eléctrico 3 750 4 10 35 1400 TOTAL 1400
Tabla N° 37. Características Del Rediseño Taller Eléctrico
En consecuencia de la tabla 37, se muestra la potencia requerida para soportar las
nuevas cargas calculadas, de donde se observa de acuerdo al diagnóstico de
iluminación, que se estaba haciendo un uso inadecuado de cada luminaria, por
que estaban consumiendo mucha potencia debido a la incorrecta distribución, por
consiguiente este nuevo diseño es una solución óptima, ya que se obtuvieron
menos luminarias con bombillas de menos potencia nominal.
S/E 4160 Unidad 2: En vista de los niveles de iluminación encontrados durante la
realización de las pruebas mencionadas en el apartado de diagnóstico, se sugiere
realizar un rediseño en la distribución de las luminarias. En la tabla 38 se
describen las características del nuevo diseño.
Tabla N° 38. Características Del Rediseño S/E 4160 U2
De acuerdo al nuevo diseño, se corrigió el deficiente nivel de iluminancia
adquiriendo un mejor uso de las luminarias y aprovechando al máximo la potencia
generada.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
S/E 4160 U2 3 400 2 17 35 1190
TOTAL 1190
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 120 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
S/E 4160 Unidad 3: De acuerdo al diagnóstico de iluminación, se decidió hacer un
rediseño en cada zona, para mejorar las condiciones de trabajo en esta
subestación, aumentando el nivel de iluminación. La tabla 39, muestra la nueva
potencia requerida para satisfacer toda la carga distribuida por toda esta área y
otras características asociadas al óptimo diseño.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
S/E 4160 U3 Z1 3 400 2 10 35 700
S/E 4160 U3 Z2 3 400 2 10 35 700
S/E 4160 U3 Z3 3 400 2 10 35 700
TOTAL 2100
Tabla N° 39. Características Del Rediseño S/E 4160 U3
De acuerdo a la tabla 39, se encontró un ahorro de potencia comparado con el
estado actual.
S/E 4160 Unidad 4: En referencia al diagnóstico ya enunciado anteriormente, se
sugiere que una mejor distribución de luminarias para cada zona inscrita en esta
área, será la solución más eficiente para mejorar los niveles de iluminación
requeridos para satisfacer las necesidades de trabajo que exige esta área. En la
tabla 40, se muestra el nuevo valor de potencia y el número de luminarias
requeridas para un excelente diseño.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
S/E 4160 U4 Z1 3 400 2 22 35 1540
S/E 4160 U4 Z2 3 400 2 10 35 700
TOTAL 2240
Tabla N° 40. Características Del Rediseño S/E 4160 U4
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 121 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
S/E 4160 Unidad 5: En esta subestación es indispensable hacer un rediseño a
todas las zonas inscritas en este sitio, para mejorar la distribución de las
luminarias, para establecer el nivel de iluminancia adecuado a labores requeridas
en esta área. Por consiguiente la tabla 41, describe todos los diferentes valores
necesarios para que haya un óptimo diseño.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
S/E 4160 U5 Z1 3 400 2 22 35 1540
S/E 4160 U5 Z2 3 400 2 10 35 700
TOTAL 2240
Tabla N° 41. Características Del Rediseño S/E 4160 U5
En consecuencia del nuevo diseño se obtienen buenos resultados, ya que se
ahorra una cantidad considerable de potencia comparada con el estado actual.
Encontrándose aquí un inadecuado uso de energía, púes se está desperdiciando,
la cual se puede aprovechar en otro tipo de labor requerida en esta Central
Termoeléctrica.
Cuarto Hidracina-Fosfato Nº4 y Nº5: Se estableció que para mejorar las
condiciones de iluminación en estas dos áreas, era necesario un rediseño, por
consiguiente la tabla 42, muestra las características del nuevo diseño.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS
POR LUMINARIA
NUEVO N° LUMINARIAS
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Cuarto Hidraci na-Fosfato Nº4 y Nº5: 3 150 2 3 35 210
TOTAL 210
Tabla N° 42. Características Del Rediseño Cuarto Hidracina-Fosf ato Nº4 y Nº5
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 122 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
En los dos cuartos se obtuvieron resultados convenientes en cuanto a la nueva
potencia instalada, pués se logró ahorrar energía, demostrando de nuevo que
estas soluciones son las más óptimas y así poder hacer un eficiente uso de
energía en cada luminaria.
Tablero Eléctrico: De acuerdo al rediseño hecho en cada zona inscrita en esta
área, la tabla 43, muestra el nuevo valor de potencia requerida y el número de
luminarias necesarias para el mejoramiento del nivel de iluminancia.
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS POR
LUMINARIA NUEVO N°
LUMINARIAS POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Tablero Eléctrico Z1 3 1000 4 16 35 2240
Tablero Eléctrico Z2 3 1000 4 7 35 980
TOTAL 3220
Tabla N° 43. Características Del Rediseño Tablero Mecánico En consecuencia del nuevo diseño se encontró que aquí se estaba haciendo un
deficiente uso de energía, ya que no se tuvo en cuenta la distancia que deben
llevar las luminarias sin contrarrestar la uniformidad de iluminación, haciendo una
distribución adecuada de estas. Por consiguiente la nueva potencia requerida es
mucho menor que la potencia actual instalada, lo cual conlleva a una solución
óptima.
Oficina Ingenieros De Operación: En consideración al diagnóstico se sugirió,
que un rediseño es la mejor solución a elevar los niveles de iluminación requeridos
en estas dos zonas situadas dentro de esta área. La tabla 44, muestra los valores
encontrados para llegar a las óptimas condiciones de iluminación:
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 123 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
Nº DE TUBOS
POR LUMINARIA
NUEVO N° LUMINARIAS
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Oficina Ingenieros De Operaci ón Z1 3 500 2 6 35 420
Oficina Ingenieros De Operaci ón Z2 3 500 2 2 35 140
TOTAL 560
Tabla N° 44. Características Del Rediseño Oficina Ingenieros De Operación
En la mayoría de los diseños nuevos se encontraron ahorros de potencia, pero
para poder llegar a las óptimas condiciones de iluminación no necesariamente es
importante esto, si no poder llevar de la mejor forma una distribución adecuada,
estableciendo el mínimo número de luminarias dependiendo de la potencia y su
flujo luminoso, pero llegando a los óptimos niveles de iluminación.
Cuarto De Supervisores: Esta área cuenta con muchas luminarias por unidad de
área, con lo cual, se está incurriendo en el desperdicio de energía, ya que con
menos luminarias y una mejor distribución, se puede asegurar los mismos niveles
de iluminación actuales. A continuación se presenta las características del diseño
sugerido:
ÁREA TABLERO DE ALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
NUEVO N° LUMINARIAS
NÚMERO DE TUBOS
POR LUMINARIA
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Cuarto De Super visores Z1 3 750 4 4 35 560 Cuarto De Super visores Z2 3 750 2 2 35 140
Cuarto De Super visores Z3 3 300 1 4 35 140
Cuarto De Super visores Z4 3 500 3 2 35 210
TOTAL 1050
Tabla N° 45. Características Del Rediseño Cuarto De Superv isores
Estas nuevas disposiciones de iluminación para el cuarto de supervisores hacen
que la iluminación tengan una mayor uniformidad y que su consumo sea menor
que el actual, con lo cual se puede hablar sin temor a la equivocación, que se está
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 124 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
haciendo un uso eficiente de energía. Los detalles técnicos de distribución y
dimensiones de las luminarias se pueden observar en el anexo 2.
Tablero Mecánico U2 y U3: En esta ubicación se encuentran varios equipos de
control de caldera, motores, válvulas, etc.; y debido a esto necesita una adecuada
iluminación las 24 horas. Actualmente existen luminarias muy cerca una de la otra,
con lo que no se está haciendo un uso ineficiente de la capacidad de cada
luminaria, ya que con una mejor distribución y menos luminarias, se obtiene el
mismo nivel de iluminación. A continuación se presenta las características del
diseño sugerido:
ÁREA TABLERO DEALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
NUEVO N° LUMINARIAS
NÚMERO DE TUBOS
POR LUMINARIA
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Tablero Mecánico U2 y U3 3 1000 24 4 35 3360 TOTAL 3360
Tabla N° 46. Características Del Rediseño Tablero Mecánico U2 y U3
Esta nueva disposición de luminarias, junto con los tubos seleccionados, hace que
el tablero mecánico posea un nivel de iluminación adecuado conservando la
uniformidad por toda la extensión del área iluminada. Las dimensiones y
localización de las luminarias se puede observar en el anexo 2.
Tablero Mecánico U4 y U5: Al igual que el área anterior, el nuevo diseño
proveerá al cuarto de control una uniformidad de iluminación en toda la extensión
de su área, logrando de esta manera ser lo más eficiente posible en la relación
iluminación – área. A continuación se mostrará las nuevas características de
iluminación:
ÁREA TABLERO DEALUMBRADO
N°
NUEVO NIVEL DE
ILUMINACIÓN (Lux)
NUEVO N° LUMINARIAS
NÚMERO DE TUBOS
POR LUMINARIA
POTENCIA BOMBILLA
(W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
Tablero Mecánico U4 y U5 3 1000 21 4 35 2940 TOTAL 2940
Tabla N° 47. Características Del Rediseño Tablero Mecánico U4 y U5
FUENTE: Autores
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 125 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Esta nueva disposición de iluminación asegura los niveles exigidos por la norma, a
su vez que minimiza el número de luminaria pero maximiza el flujo luminoso por
unidad de área, manteniendo una uniformidad constante en toda la extensión del
recinto.
5.1.4. EVALUACIÓN ENERGÉTICA DE LOS PROYECTOS DE ILUMINACIÓN
PROPUESTOS
Para poder evaluar energéticamente las soluciones propuestas, es necesario
hacer un balance de las potencias requeridas actualmente y las potencias
requeridas con la implementación de los nuevos diseños de iluminación. Con este
balance, se puede tener una idea clara del impacto energético que tendrán los
nuevos proyectos dentro de la central si llegasen a implementarse.
En base a lo anterior, a continuación se presenta una tabla explicativa en donde
se podrá evidenciar de forma precisa los valores de ahorro de potencia y energía,
como también el porcentaje de ahorro con respecto a la potencia actual requerida.
Hay que tener claro que los valores que aparecen con color rojo, son producto del
aumento del número de luminarias en el área indicada, y esto a su vez, se debe a
los pésimos niveles de iluminación actuales; los cuales hacen que los nuevos
diseños tengan un aumento significativo de potencia y por esta razón de energía.
Según la tabla 48, se puede concluir que las reducciones de potencia más
significativas se encuentran en el tablero eléctrico, cuartos de hidracina fosfato,
tablero mecánico U2 y U3, y el cuarto de supervisores. Esto sumado a las horas
de operación correspondientes genera un escenario de ahorro de energía
proporcional al tiempo de uso de cada sistema de iluminación. También se
evidencia el aumento sustancial de potencia requerida en el taller mecánico y el
almacén; esto es debido a que la iluminación actual esta por debajo de lo exigido
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 126 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
por el RETIE, generando lugares de trabajo deficientes que a largo plazo se verán
reflejado en la salud de los operarios de la central.
ÁREA TABLERO DE ILUMINACIÓN
N° HORAS DE
OPERACIÓN
POTENCIA ACTUAL
REQUERIDA (W )
NUEVA POTENCIA
REQUERIDA (W )
POTENCIA AHORRADA
(W )
ENERGÍA AHORRADA
DIA kW h
PORCENTAJE DE
AHORRO
Taller Mecánico 2 12 2875 4375 -1500 -18 -52,17% Almacén 2 12 10500 12750 -2250 -27 -21,43%
TOTAL 13375 17125 -3750 -45 -28,04%
Oficina Mantenimiento 3 12 1428 1428 0 0 0,00% Oficina Administrati va 3 24 1428 1428 0 0 0,00% Taller de Instrumentos 3 12 936 1330 -394 -4,728 -42,09% Planoteca 3 12 780 700 80 0,96 10,26% Taller Eléctrico 3 12 1872 1400 472 5,664 25,21% S/E 4160 U2 3 24 1014 1190 -176 -4,224 -17,36% S/E 4160 U3 3 24 2106 2100 6 0,144 0,28% S/E 4160 U4 3 24 2106 2240 -134 -3,216 -6,36% S/E 4160 U5 3 24 2340 2240 100 2,4 4,27% Cuarto Hidraci na-Fosfato N°4 3 12 468 210 258 3,096 55,13%
Cuarto Hidraci na-Fosfato N°5
3 12 468 210 258 3,096 55,13%
Tablero Eléctrico 3 24 7400 3220 4180 100,32 56,49% Oficina Ing. Operación 3 12 400 560 -160 -1,92 -40,00% Cuarto Super visores 3 24 1920 1050 870 20,88 45,31% Tablero Mecánico U2 y U3 3 24 6320 3360 2960 71,04 46,84%
Tablero Mecánico U4 y U5 3 24 2160 2940 -780 -18,72 -36,11%
TOTAL 33146 25606 7540 174,792 22,75%
Tabla Nº 48. Ev aluación Energética De Los Proy ectos De Iluminación Propuestos
FUENTE: Autores
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 127 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
5.2. PROYECTOS PARA MOTORES
Como se explicó previamente en el apartado de diagnóstico, existen dos
problemas reinantes en el funcionamiento de los motores intervenidos: el bajo
factor de potencia y la lubricación de las partes rotativas tanto del motor como de
su equipo asociado. Debido a esto, los proyectos que se sugieren a continuación,
están encaminados a solucionar estos problemas particulares, buscando siempre
el aumento del rendimiento del equipo y su uso eficiente y racional de energía.
5.2.1. METODOLOGÍA PARA LA CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
Dentro de las posibilidades existentes para la corrección de un bajo factor de
potencia, la más usada y la más comercial la constituye la implementación de
bancos de condensadores. Esta tendencia se debe esencialmente a las ventajas
que ofrece, así como la robustez y confiabilidad de este tipo de sistemas de
corrección.
“El uso de capacitores de potencia comparado con el uso de otros medios de
generación de potencia reactiva, implica entre otras, las ventajas de un bajo costo
por KVAr Instalado, un fácil manejo, mantenimiento sencillo y económico, que en
muchos casos se hace prácticamente inexistente. Esto último ha sido el motivo de
la aceptación universal que han tenido los capacitores de potencia en todos los
sistemas de energía eléctrica, teniendo una demanda notablemente creciente.”10
En consecuencia a lo anterior, se sugiere utilizar bancos de condensadores a los
equipos que posean un bajo factor de potencia, y en los cuales, esto último, sea la
causa de ineficiencia y mal uso de la energía eléctrica. Para lograr esto, a
continuación se describirá detalladamente la metodología utilizada para el cálculo
del banco de condensadores:
10 HARPER, Enríquez. El ABC de la calidad de la energía eléctrica. México: Limusa S.A. 2003. p. 122.
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 128 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
1. Conocer los datos necesarios para la realización del cálculo de la potencia
reactiva correspondiente al factor de potencia actual y el factor de potencia
corregido. Los datos necesarios para el cálculo serán: potencia nominal del
motor, eficiencia del motor, tensión de trabajo del equipo, factor de potencia
actual y factor de potencia corregido.
2. Recalcular la potencia nominal del motor que se encuentra en caballos para
pasarla a kW, y así mismo, corregir esta potencia con su respectiva
eficiencia. Esto se hace teniendo en cuenta la siguiente relación
matemática:
η7457.0*HP
corregidaP
P = 11 (kW)
3. Calcular las potencias reactivas equivalentes al factor de potencia actual y
al factor de potencia corregido. Esto se hace mediante la siguiente relación
matemática:
)tan(cos*
)tan(cos*1
2
11
corregidocorregida
actualcorregida
fpPQ
fpPQ−
−
=
= 12 (kVAr)
4. Hallar el valor del banco de capacitores, esto se logra realizando la
diferencia entre la potencia reactiva uno menos la potencia reactiva dos. En
forma de ecuación se tiene:
21 QQQ nsadoresBancoConde −= 13 (kVAr)
5. Para hallar la capacitancia de cada capacitor componente del banco de
condensadores, es necesario conocer la corriente de línea y la corriente de
fase. Así tendremos que estos dos valores serán equivalentes a: 11 HARPER, Enríquez. El ABC de la calidad de la energía eléctrica. México: Limusa S.A. 2003. p. 123 12 Ibíd. 13 Ibíd.
(4)
(5)
(6)
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PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 129 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
Trabajo
BCL
VQ
I*3
= 3L
fI
I = 14 (A)
6. Se calcula la reactancia de cada capacitor como sigue:
f
TrabajoC I
VX = 15 (Ω)
7. Finalmente se procede a calcular la capacitancia de cada capacitor
componente del banco de condensadores de la siguiente manera:
610*2
1
CfXC
π= 16 (µf)
5.2.2. PROYECTO BANCO DE CONDENSADORES UNIDAD 2
En este apartado, seguiremos la metodología anteriormente planteada para el
cálculo de los bancos de condensadores requeridos para cada motor. Se debe
tener en cuenta que debido a la disposición de los motores en las diferentes
subestaciones, no es posible colocar un banco de condensadores para algún
grupo de equipos de características iguales, como podría ser para las bombas de
circulación 2-1 y 2-2, o los pulverizadores 2-1, 2-2 y 2-3. Por esta razón, los
bancos calculados son de disposición individual para el motor correspondiente y
sus valores característicos, servirán solo para el equipo calculado.
En consecuencia a lo anterior, a continuación se presenta la tabla 48 en donde se
exponen los valores calculados de los bancos de condensadores y sus respectivas
capacitancias.
14 Ibíd. p.124 15 Ibíd. 16 Ibíd.
(7)
(8)
(9)
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Como se puede observar en la tabla 49, el cálculo de los bancos de
condensadores se realiza para todos lo motores de los equipos propios de la
unidad dos, esto con el objetivo de comparar los valores de eficiencia de los
equipos con bajo factor de potencia y la eficiencia de los equipos de alto factor de
potencia.
Con los resultados obtenidos en la tabla 49, se concluye que los equipos que
mayor necesidad tienen para hacer uso de los bancos de condensadores son los
correspondientes a los ítems 3, 4, 7, 8, 9, 14, 15, 18 y 20; ya que son los que
operan con la eficiencia más baja en comparación con los otros equipos del
conjunto estudiado. Además, mejorando el factor de potencia a estos equipos, y
en general a todos, se reduce la corriente demandada al sistema, con lo cual casi
la totalidad de la potencia activa de entrada se convertirá en potencia mecánica en
el eje. Por otro lado, elevar el factor de potencia disminuye las condiciones
anormales de temperaturas en los conductores del motor, sus devanados y sus
bobinados, con lo que se está asegurando una vida útil de acuerdo a lo estipulado
por el fabricante17.
Esta implementación de banco de condensadores a los motores, sumado a un
buen programa de mantenimiento y lubricación de las parte rotativas del motor y
su equipo asociado, se verá reflejado muy seguramente en la disminución de
pérdidas rotacionales, magnéticas y en el cobre; además que al corregir el factor
de potencia, la potencia activa de entrada al motor aumentará sin que esto
signifique un aumento de la corriente demandada al sistema, ya que con la
compensación reactiva se está asegurando que el factor de potencia se mantenga
constante sin importar la carga existente en el eje.
17 HARPER, Enríquez. El ABC de la calidad de la energía eléctrica. México: Limusa S.A. 2003. p. 122
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5.2.3. PROYECTO BANCO DE CONDENSADORES UNIDAD 3
Para todos los equipos propios de esta unidad, se llevará a cabo el mismo método
para calcular el banco de condensadores que requiere cada motor, para poder
aumentar el factor de potencia y así poder mejorar el suministro de potencia activa
a cada uno de estos, contrarrestando la potencia reactiva. A continuación se
muestran las tablas 50 y 51, donde se exponen los valores calculados de los
bancos de condensadores y sus respectivas capacitancias, para todos los motores
que operan con una tensión de 480V y 4160V.
En consecuencia de la tabla se puede concluir que los motores que tienen un valor
de eficiencia bajo, necesitan de la implementación del banco de condensadores
para poder mejorar de una forma considerable dicha eficiencia. Este mejoramiento
de eficiencia se verá reflejado en la operación individual de los motores, ya que su
temperatura de operación estará en los límites estimados por el fabricante y la
corriente que circulará por sus devanados, deberá estar acorde con los datos
nominales del equipo, sin importar su factor de carga.
Los resultados de las tablas muestran que los equipos con mayor tendencia a la
disminución de su eficiencia, y en consecuencia, a la disminución de la calidad de
funcionamiento del equipo, son los correspondientes a los ítems 2, 5, 14, 15, 16,
17, 22, 24 y 25 de la tabla 50; y de la tabla 51, los equipos con estas mismas
características son los correspondientes a los ítems 6, 7, 10, 11, 13 y 14. Esto
significa que a estos equipos se les debe instalar los bancos de condensadores
para mejorar su rendimiento, operación y su eficiencia; en especial a los equipos
de la tabla 51, ya que por su gran capacidad de potencia, el impacto de la
disminución de la corriente demandada al sistema será mucho más notoria y así
se podrá poner en funcionamiento más equipos de una misma subestación, sin
que exista riesgo de sobrecarga.
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5.2.4. EVALUACION DE LA IMPLEMENTACION DE LOS BANCOS DE CONDENSADORES
La implementación de los bancos de condensadores está dirigida esencialmente al
aumento de eficiencia de los equipos que presentan bajo rendimiento y por ende
propician puntos de desperdicio de energía. A continuación se presentan dos
cuadros en donde se registra el aumento de eficiencia para cada motor
suponiendo la implementación del banco sugerido en el apartado anterior:
FACTOR DE POTENCIA ACTUAL FACTOR DE POTENCIA CORREGIDOEQUIPO
EFICIENCIA EFICIENCIA
AUMENTO DE
EFICIENCIA
Bomba Agua Alimentación Calder a 2-2 85,17% 86,42% 1,25% Bomba Agua Alimentación Calder a 2-3 85,60% 87,11% 1,52%
Bomba Auxiliar De Aceite 2 76,25% 79,25% 3,00%
Pul verizador Carbón 2-1 72,91% 76,33% 3,42%
Pul verizador Carbón 2-2 86,46% 88,17% 1,71% Pul verizador Carbón 2-3 87,02% 88,66% 1,64%
Bomba Emergencia Condensado 2-1 76,19% 79,45% 3,26%
Bomba Emergencia Condensado 2-2 75,39% 78,76% 3,37%
Ventilador Tiro Forzado U2 69,31% 72,54% 3,23% Bomba Sello Cojinete 2 88,94% 89,98% 1,05%
Motor Alimentador Carbón 2- 1 90,24% 91,57% 1,34%
Motor Alimentador Carbón 2- 2 80,85% 83,47% 2,62%
Motor Alimentador Carbón 2- 3 90,42% 91,73% 1,31% Bomba Retor no Agua Escapes 2-1 77,13% 79,53% 2,41%
Bomba Retor no Agua Escapes 2-2 75,79% 78,34% 2,55%
Motor Bomba De Condensado 2-1 85,80% 87,29% 1,49%
Motor Bomba De Condensado 2-2 89,19% 90,33% 1,14% Motor Ventilador Aire Primario 2 66,41% 70,30% 3,89%
Compresor Aire De Instrumentos 2 89,29% 89,85% 0,56%
Motor Bomba Agua Circulación 2- 2 74,31% 78,36% 4,06%
Motor Ventilador Tiro Induci do U2 86,25% 87,69% 1,45%
Tabla N° 52. Cambio De La Eficiencia Con El FP Corregido U2
FUENTE: Autores
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FACTOR DE POTENCIA ACTUAL FACTOR DE POTENCIA CORREGIDOEQUIPO
EFICIENCIA EFICIENCIA
AUMENTO DE
EFICIENCIA
Bomba Condensado 3-1 68,14% 71,16% 3,02% Bomba Agua Rió 4 78,13% 81,12% 2,99%
Ventilador Aire Sellos 3-1 87,06% 88,83% 1,77%
Bomba Emergencia De Condensado 3-1 87,27% 89,28% 2,01%
Bomba Agua Enfriamiento 5 73,78% 77,64% 3,86% Bomba Emergencia Condensado 3-2 87,59% 89,55% 1,96%
Bomba Agua Enfriamiento 4 88,99% 90,62% 1,62%
Compresor Aire Instrumentos 3 90,11% 90,63% 0,52%
Bomba Agua Rió 5 83,24% 84,82% 1,59% Bomba Condensado 3-2 89,03% 90,07% 1,04%
Ventilador Aire Sellos 3-2 87,12% 88,34% 1,22%
Alimentador Carbón 3-1 A 86,36% 88,51% 2,15%
Alimentador Carbón 3-1 B 84,50% 86,95% 2,45% Bomba Fuel Oil 3-1 67,25% 72,42% 5,17%
Bomba Retor no Inyecci ón Conden 3-1 75,48% 79,35% 3,87%
Bomba Aceite Turbi na 3 75,75% 79,58% 3,83%
Bomba Retor no Drenes 3-1 79,57% 82,37% 2,80% Triturador Secador 3-1 A 87,54% 89,51% 1,97%
Triturador Secador 3-1 B 84,25% 86,74% 2,49%
Alimentador Carbón 3-3 A 81,05% 84,04% 2,99%
Alimentador Carbón 3-3 B 82,42% 85,19% 2,78% Bomba Fuel Oil 3-2 70,66% 75,29% 4,63%
Bomba Retor no Inyecci ón Conden 3-2 80,09% 83,23% 3,14%
Bomba Aceite Turbi na 4 75,75% 79,58% 3,83%
Bomba Retor no Drenes 3-2 79,57% 82,37% 2,80% Triturador Secador 3-3 A 83,04% 85,72% 2,68%
Triturador Secador 3-3 B 83,46% 86,07% 2,61%
Bomba Lavado De Cenizas 3 88,64% 89,83% 1,20%
Bomba Agua Alimentación Calder a 3-1 84,79% 86,40% 1,60% Bomba Agua Alimentación Calder a 3-3 84,32% 85,97% 1,65%
Ventilador Tiro Forzado 3-1 86,13% 88,32% 2,19%
Ventilador Tiro Forzado 3-2 86,12% 88,31% 2,19%
Ventilador Tiro Inducido 3-1 74,01% 78,12% 4,10% Ventilador Tiro Inducido 3-2 75,49% 79,36% 3,87%
Pul verizador De Carbón 3-1 83,89% 86,43% 2,54%
Pul verizador De Carbón 3-3 81,14% 84,12% 2,98%
Ventilador Aire Primario 3-1 74,00% 78,10% 4,11% Ventilador Aire Primario 3-3 73,33% 77,54% 4,21%
Bomba Agua De Circulación 3-1 80,48% 83,56% 3,08%
Bomba Agua De Circulación 3-2 74,29% 78,35% 4,06%
Bomba Lavado Cenizas 4 79,27% 81,45% 2,18%
Tabla Nº 53. Cambio De La Ef iciencia Con El FP Corregido U3
FUENTE: Autores
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Como se registra en las tablas 51 y 52, existen equipos para los cuales la
implementación del banco de condensadores resulta con mayor o menor aumento
de eficiencia, y consecuentemente a esto, se genera un punto de partida para
establecer cuales podrían ser los motores a los cuales se les debería realizar la
compensación reactiva, teniendo en cuenta factores como la potencia nominal del
equipo y su factor de utilización durante el proceso de generación.
Teniendo en cuenta lo anterior, la evaluación técnica realizada para una posible
implementación de banco de condensadores resulta ser una herramienta bastante
útil para establecer y mejorar los puntos de desperdicio energético que
actualmente presenta la central, lo cual contribuye de gran manera para que este
proyecto sea atractivo para las directivas de EMGESA S.A. y se pueda llegar a
implementar en otras centrales de la compañía.
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5.2.5. PROYECTO PROGRAMA DE LUBRICACIÓN A MOTORES
Como se menciona en el apartado introductorio de este capítulo, otra de las
causas visibles del bajo rendimiento de los motores es la lubricación, debido a
esto a continuación se sugiere seguir un control y un programa a la lubricación
individual de cada motor en función de un determinado número de horas de
operación.
Para lograr una buena selección del lubricante, así como una buena forma de
lubricar el motor, hay que tener en cuenta ciertos factores que son de vital
importancia para que esta labor se haga en forma correcta. Estos factores son:
Velocidades
Temperaturas
Condiciones medio ambiente.
Cargas a soportar
“Cuando se consideren las velocidades se debe tener en cuenta que las altas
velocidades periféricas requieren la rápida distribución de aceite a los cojinetes, y
por lo tanto se requiere un aceite de cuerpo ligero o de baja viscosidad. Las
velocidades bajas del eje que generalmente se encuentran en máquinas que
operan con cargas altas requieren un aceite de alta viscosidad para mantener
estas cargas.”18. En resumen, se sugiere que cuanto más elevada es la velocidad
del eje, más ligero debe ser el aceite; y cuanto más baja la velocidad del eje, más
pesado debe ser el aceite a utilizar.
“Cuando se considere la temperatura se debe tener en cuenta que las
temperaturas elevadas requieren un aceite de cuerpo lo suficientemente pesado
para mantener su efectividad de lubricación a pesar de la tendencia del aceite a
escaparse por adelgazamiento a estas altas temperaturas. Las temperaturas bajas
18 CENTRO REGIONAL DE AYUDA TÉCNICA MÉXICO. Fundamentos y sistemas de lubricación. México: La impresora Azteca. V2. 1999. p.32
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requieren un aceite de baja viscosidad, y punto de fluidez crítica lo bastante bajo
para fluir y lubricar a las temperatura más bajas que se pueda esperar de
funcionamiento.”19
En resumen se debe tener presente que entre más altas sean las temperaturas,
más pesado debe ser el aceite; y entre más baja sea la temperatura, más ligero
debe ser el aceite. En cualquier caso el aceite debe fluir libremente, y lubricar a las
temperaturas de arranque más bajas y de todos modos mantener una buena
película de aceite a elevadas temperaturas de funcionamiento.
“Cuando se consideren las cargas a soportar, se debe tener en cuenta que la
película de aceite debe ser de espesor suficiente para impedir el contacto metálico
entre el cojinete y el eje.” 20
Debido a lo anterior, se recomienda que en presencia de cargas elevadas se use
un aceite de cuerpo pesado con viscosidad lo bastante alta para resistir la
compresión y ser expulsado fuera del cojinete.
“Cuando se consideran las condiciones del medio ambiente y sus efectos sobre
los lubricantes del cojinete, se debe tener en cuenta el posible efecto
contaminador de la humedad, suciedad y materiales abrasivos, así como otras
materias extrañas”21
Se sugiere considerar el lugar de ubicación de cada motor dentro de la central,
para que de este modo se pueda tener una idea de la temperatura media
ambiente a la cual trabaja el equipo normalmente. Entre más elevada sea la
temperatura del medio circundante al motor, más elevada será probablemente la
temperatura del cojinete.
19 Ibíd. 20 Ibíd. p. 33. 21 Ibíd.
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Partiendo de estas consideraciones, se sugiere la elaboración de un programa de
control y seguimiento a la lubricación de cada motor que se encuentre en servicio
dentro de la central.
Este programa tendrá que monitorear las siguientes variables de control: (Ver
Protocolo De Monitoreo Anexo 7)
Horas de operación.
Estado visual de operación del motor
Estado actual del aceite o lubricante utilizado
Nivel del lubricante.
Se llevará un record de horas de operación de cada motor, esto con el fin de poder
establecer cada cuanto se le debe realizar la inspección de lubricación al equipo
intervenido. Se sugiere que la inspección se realice cada 100 horas22 de
operación.
Se deberá establecer el estado de operación actual del motor, esto significa
identificar posibles aumentos de fricción sólida en el eje y de ser posible,
inspeccionar el estado de rotación en el cojinete.
También se deberá llevar un control sobre el estado actual del lubricante utilizado,
esto con el fin de detectar previamente si la viscosidad del aceite se ha
incrementado o por el contrario se ha disminuido; de esta forma se podrá
determinar si es necesario el cambio total del lubricante o si solamente se debe
adicionar lubricante nuevo.
Durante la inspección del nivel de aceite se debe comprobar que su nivel este
dentro de los límites establecidos por el fabricante; si esto no ocurre, se debe
añadir todo el que sea necesario para mantener el nivel adecuado; y examinar
22 Ibíd. p. 35.
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todos los depósitos de aceite para ver si hay pruebas de formación de espuma
que puedan ser causadas por un nivel de aceite demasiado alto.
Además de considerar las variables de control anteriormente descritas, también es
sumamente importante en la lubricación de motores eléctricos mantener el aceite
alejado de las bobinas. El aceite se puede introducir a lo largo del eje dentro del
bobinado, teniendo como consecuencia la obstrucción del paso de la ventilación y
en consecuencia, la recolección de polvo; provocando el sobrecalentamiento del
motor, el cual deriva en la reducción de la calidad lubricante del aceite así como
en el deterioro de las partes constitutivas del motor. El que las bobinas se
empapen de aceite puede, con el paso del tiempo, causar cortocircuitos y hacer
necesario el rebobinado del motor. Debido a esto, se recomienda no lubricar en
exceso.
Con la adopción de este programa de lubricación se espera:
La disminución de pérdidas rotacionales en todos los motores a los cuales
se les aplique el programa, teniendo en cuenta que estas pérdidas se
derivan de las condiciones mecánicas de operación del motor.
El aumento del rendimiento operativo de los motores a los cuales se les
implante el control de lubricación, ya que esto disminuirá las temperaturas
de operación y por consiguiente el equipo funcionará bajo las condiciones
estipuladas por el fabricante.
El aumento de la cantidad de potencia de entrada que se convertirá en
potencia mecánica de salida. Esto se verá reflejado en el aumento del par
en el eje en razón de una corriente relativamente baja en comparación con
sus valores nominales.
El aumento de la expectativa de vida útil de los cojinetes del motor, ya que
cuando se avería el cojinete, usualmente es necesario reemplazar el motor
o de lo contrario, la producción tiene que aguardar a que se repare el motor.
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6. CONCLUSIONES
1. En lo concerniente al conjunto de iluminación, se determinó que los elementos y
disposiciones actuales presentan serias fallas desde el punto de vista de
eficiencia, así como también valores de iluminancia muy por debajo de los
establecidos por la norma, que oscilan entre el 80% y el 150% debajo de lo
exigido.
2. El estudio arrojó resultados de ahorro en la sección de iluminación por un valor
de 7.6 kW en el tablero de iluminación de la unidad 3; pero también se estimó que
para el tablero de la unidad 2 es necesario incrementar en 3.8 kW la potencia
suministrada al sistema de iluminación. Esta situación se presenta debido a los
bajos niveles de iluminación que poseen las áreas asociadas al tablero 2, y por
esta razón, fue necesario en el rediseño aumentar el número de luminarias en
cada área así como también la potencia de las mismas. Todo esto con el fin de
mantener una uniformidad aceptable así como también la mayor cantidad de luxes
por unidad de área.
3. Se estimó que la energía ahorrada diaria según las horas de operación de cada
área en particular de la unidad 3, con los diseños sugeridos en el estudio,
ascienden a 174.192 kWh, lo que equivale a una disminución del 76% de la
energía diaria actual utilizada por concepto de iluminación.
4. Se identificó que las áreas con mayor desperdicio de energía por concepto de
iluminación son el tablero eléctrico y el tablero mecánico de la unidad 2 y 3. Esta
situación se presenta debido al exceso innecesario de luminarias en cada área,
además de una poca eficiente distribución de las mismas. Así, la potencia actual
requerida por estos dos recintos es de 13.8 kW, mientras que con los diseños
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sugeridos, la potencia requerida asciende a 6.6 kW, lo que equivale a una
disminución de potencia del 52%.
5. Con base en las pruebas realizadas a los motores intervenidos por el estudio,
se identificaron los equipos que mayor porcentaje de pérdidas poseen en
comparación con su potencia nominal. Estos equipos en la unidad 2 son:
Alimentador carbón 2-2, bomba emergencia de condensado 2-1 y 2-2, bomba
retorno agua escapes 2-1 y 2-2, bomba auxiliar aceite 2, pulverizador 2-1,
ventilador tiro forzado 2, bomba agua de circulación 2-2. Las pérdidas de estos
equipos superan el 26% de su potencia nominal, con lo cual, la potencia de
entrada no está siendo transformado adecuadamente en energía mecánica, lo
cual genera aumento del consumo de energía pero poca potencia en el eje.
6. En la unidad 3, de igual forma de identificaron los equipos con mayor porcentaje
de pérdidas rotacionales. Estos equipos son, con una tensión de trabajo de 480 V:
bomba de condensado 3-1, bomba agua de enfriamiento 5, bomba fuel oil 3-1,
bomba retorno inyección condensado 3-1, bomba aceite turbina 3, bomba fuel oil
3-2, bomba aceite turbina 4; con una tensión de trabajo de 4160 V: ventilador tiro
inducido 3-1, ventilador aire primario 3-1, ventilador aire primario 3-3, bomba agua
de circulación 3-2. De este conjunto de equipos, el 54% de ellos operan
continuamente durante el proceso de generación, lo cual hace que el impacto en
el desperdicio de energía es proporcional a sus horas de servicio, y debido a esto
la energía desperdiciada tienda a aumentarse cada vez más.
7. En la unidad 2, se estimó que el total de las pérdidas rotacionales de todo el
conjunto de motores que pertenecen a los propios de esta unidad, ascienden a 0.5
MW, lo que equivale al 17% de la totalidad de potencia nominal de todo el
conjunto de motores pertenecientes a esta unidad (2.1 MW); a su vez, se
determinó que las pérdidas rotacionales de los motores de la unidad 3, en su
totalidad, ascienden a 1.3 MW, lo que equivale al 18% de la totalidad de la
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potencia nominal de este conjunto de motores (6.9 MW). Con estas cifras se
evidencia que en las dos unidades el porcentaje total de pérdidas es equilibrado,
con lo cual, las dos poseen pérdidas energéticas que ocupan casi un quinto de la
potencia total instalada para el funcionamiento de los motores.
8. En la gran mayoría de los motores intervenidos, independientemente que sean
de la unidad 2 o 3, se encontró que el factor de potencia es bajo, oscilando entre
valores de 0.7 a 0.85, con lo cual, la demanda de corriente al sistema es elevada y
por esta razón, se crea una tendencia al sobrecalentamiento de conductores y a
su vez al deterioro de los asilamientos de los mismos. Esta situación puede
propiciar que en un futuro se presenten situaciones de cortocircuitos por deterioro
de aislamientos, así como también se acorta la vida útil de los motores por
excesos de temperaturas.
9. Con la corrección del factor de potencia hecha con la utilización de bancos de
condensadores, se estimó que la eficiencia de los equipos aumentará entre el 1%
y el 5%, como lo muestran las tablas 51 y 52. Como observa, existen equipos a los
cuales la corrección del factor de potencia mejora su eficiencia en 4 puntos de
porcentaje, siendo esto un valor elevado de corrección de rendimiento. Se sugiere
que para la compensación reactiva se tengan en cuenta estos equipos que
presenta un incremento relevante de eficiencia, ya que son los que actualmente
generan un escenario de desperdicio e ineficiencia energética.
10. Con esta corrección de factor de potencia, además de incrementar la eficiencia
de los equipos, se está logrando un mejor rendimiento de los motores, al igual que
se están conservando todos los valores de operación recomendados por el
fabricante; generando así una operación eficiente y segura enmarcada dentro de
los valores nominales de los equipos.
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12. Finalmente se concluye que a pesar de adoptar todas las medidas de uso
racional de energía sugeridas en el presente estudio, la porción de potencia que
actualmente es destinada para el abastecimiento energético de los equipos
propios de todas las unidades es acertado (U2, U3, U4 y U5), ya que para poder
reducir esta porción de potencia, seria necesario realizar el cambio de por lo
menos el 80% de los motores existentes actualmente, ya que son motores viejos
que no tienen implementados sistemas eficientes de conversión de energía. De
esta manera, lo que si se puede hacer es efectuar los proyectos y programas aquí
sugeridos para mejorar la eficiencia de operación de los equipos y elementos que
representan consumos energéticos, enmarcando siempre el mantenimiento y
operación de los mismos dentro del contexto general del uso racional de energía,
el cual permitirá que el aumento individual de la eficiencia de un equipo, genere
nuevos escenarios de procesos con rendimientos superiores a los hoy existentes.
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7. RECOMENDACIONES
1. Con base al análisis realizado, se recomienda que los nuevos proyectos de
iluminación en la central sean fundamentados en la eficiencia energética y el uso
racional de energía, ya que actualmente no se procede con ninguna metodología
teórica para realizar el cambio o reemplazo de los sistemas de iluminación, tan
solo se compra la tecnología que exista en el mercado sin contemplar soluciones
de reubicación o rediseño.
2. Teniendo en cuenta las pérdidas rotacionales que arrojó el análisis, se
recomienda que se tengan en cuenta las pérdidas más altas de los motores con
mayor capacidad de potencia para que sean intervenidos o revisados
cuidadosamente, ya sea generando ordenes específicas de mantenimiento a estos
equipos o considerando la posibilidad de implementar el sistema de compensación
reactiva con los bancos de condensadores.
3. Para darle continuidad y vigencia al estudio, se recomienda que en un análisis
posterior se considera la posibilidad de realizar un diseño para la implementación
de los bancos de condensadores a cada subestación, ya que con la propuesta
actual resultaría bastante engorroso y poco práctico dispones de condensadores
para cada motor a pesar que desde el punto de vista académico sea una solución
acertada y que contribuye al mejoramiento energético de todo el conjunto de
motores.
4. Teniendo en cuenta los años de operación de cada unidad, se sugiere
considerar la posibilidad de reemplazar los motores que arrojaron mayores
pérdidas en el presente estudio por motores nuevos con mejores tecnologías de
conversión eficiente de energía. Esta recomendación va conjuntamente planteada
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con la realización de un análisis costo/beneficio para determinar si es mejor
realizar el cambio o solamente es necesario ejecutar reparaciones puntuales.
5. Se recomienda adquirir por parte de la central uno o varios analizadores de red
que permitan monitorear periódicamente a todos los motores de gran capacidad
de potencia. Esto con el fin de poder marcar tendencias de operación y establecer
previamente a una falla grave de posibles anomalías con las que funciona el
equipo actualmente.
6. Se recomienda la creación de un comité de uso racional de energía al interior
de la central con el objetivo de identificar y eventualmente corregir los puntos de
desperdicio energético de cualquier tipo (Eléctrico, Térmico, etc.). Además de
esto, también este comité estaría encargado de generar una conciencia de uso
eficiente y racional de energía entre los operadores de la central, fomentando
políticas de alto rendimiento operacional y concientizando a las personas de poder
hacer parte de una central con altos estándares de eficiencia y rendimiento.
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A continuación se exponen algunas recomendaciones con el objetivo de
suministrar a los operadores y al grupo de mantenimiento de la central
TERMOZIPA, elementos para fomentar el uso eficiente de energía y alcanzar los
máximos niveles de eficiencia de cada equipo que haga parte del proceso de
generación.
7.1. RECOMENDACIONES ILUMINACIÓN23:
FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DESCRIPCIÓN COMENTARIO Diario Semanal Semestral Anual
Uso del sistema de iluminaci ón
Apague o suspenda l a iluminación innecesaria. x
Inspección global Realice una i nspección global del sistema de iluminaci ón para verificar que todos lo equipos se encuentr e operando correctamente.
x
Tiempo de uso Reduzca en lo posibl e el tiempo de encendido de los di versos sistemas de iluminaci ón con l os que se cuente.
x
Luz dia Haga uso en la mayor parte del tiempo posible de la luz natural.
x
Sustituci ón de bombillas averiadas
Reemplace las bombillas que se encuentran quemadas o averiadas. Las bombillas quemadas pueden dañar el soporte eléctrico que las al oja.
x
Análisis del uso de la iluminaci ón
Realice un estudio del uso real de la iluminaci ón, para deter minar la necesidad de la misma y poder maxi mizar las horas de encendido.
x
Niveles de iluminación Final del formulario
Verifique los niveles de iluminación actual es; estos no deben sobrepasar lo recomendado por la norma vigente.
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Limpi eza de l ámparas y accesorios
Las lámparas, bombillas y accesorios se deben li mpiar para alcanzar la máxima eficiencia del equipo.
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Limpi eza de paredes, techos y pisos
Las superficies limpias reflejan en mayor medida l a luz.
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Pintar con colores clar os Al considerar la posibilidad de modificar la pintura existente de paredes y techos, opte por los colores clar os, estos reflejan en mayor medida la l uz.
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7.2. RECOMENDACIONES PARA MOTORES ELÉCTRICOS24
FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DESCRIPCIÓN COMENTARIO
Diario Semanal Mensual Anual
Uso o selección del motor Apague o suspenda l os motores innecesarios. x
Inspección Visual general
Realice inspecci ones visuales generales para corroborar que todo el equipo funcione correctamente y que los sistemas de seguridad se encuentren operando y en su lugar.
x
Condición del motor
Verifique la condición de operación del motor monitoreando temperatura y realizando periódicamente análisis de vibraci ones; comparando siempre l os valor es hallados con los valores nominales.
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Revisión de lubricación Verificar que los cojinetes del motor se encuentr en debidamente lubricados, teniendo en cuenta l as especificaci ones del fabricante.
x
Revisión de los empaques
Exami ne con cuidado los empaques del motor para deter minar si existe desgaste o es necesario el cambio total de este componente. Considere sustituir los empaques por sellos mecánicos.
x
Alineación del motor
Alinee periódicamente el ej e del motor con el eje del equipo que este impulsando. Esto hará que la fuerza de rotación suministrada por el motor se maximice y no existan problemas de fricción indeseados.
x
Chequeo de la carcaza Revise y aj uste todas las partes de l a carcaza del motor, así como su base de apoyo y soporte.
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Conexiones eléctricas
Verifique que l as ter minal es de conexi ón eléctrica se encuentren en buenas condiciones, que no exista peligro de cortocircuito y aumento inesperado de temperatura en l os conductor es.
x
Limpi eza Retire y limpi e periódicamente el pol vo acumulado en el motor, esto hará mas eficiente la r efrigeración del mismo.
x
Chequeo de cojinetes Exami ne l os cojinetes y las correas de impulsión para saber si existe desgaste. Ajuste, repare o sustituya de ser necesario.
x
Chequeo de la potenci a trifásica balanceada
Una potencia desbalanceada puede acortar la vi da útil de motor debido a sobrecal entami entos y funci onamientos en condiciones anormales. Examine los niveles de corriente en cada fase y asegúrese que sean equilibrados.
x
Chequeo de sobre tensión o subtension
Las condiciones de elevada o baja tensión pueden ocasionar el evación de temperatura en los conductores, bobinados y devanados del motor. Verifique que las protecciones se encuentr en calibradas para sopesar estas condiciones.
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7.3. RECOMENDACIONES PARA COMPRESORES25
FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DESCRIPCIÓN COMENTARIO
Diario Semanal Mensual Anual
Uso o selección del compresor Apague o suspenda l os compr esores i nnecesarios. x
Inspección Visual general
Realice inspecciones visuales general es para corroborar que todo el equipo funcione correctamente y que los sistemas de seguridad se encuentren operando y en su lugar.
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Valoración de fugas Inspeccione y reporte cualquier tipo de fuga en el sistema. x
Operación del compresor
Monitoree la operación del compresor mediante comparaciones periódicas de temperaturas de funcionamiento. Recuerde que las variaciones de temperatura deben estar en los límites establ ecidos por el fabricante.
x
Ventilaci ón del compresor
Asegure que la ventilación del compresor este si empre disponible y sea la adecuada. x
Lubricación del compresor
Revise ni vel, color y presión del lubricante utilizado. Compare la tendencia de los valores hallados.
x
Eliminación de condensado Drene el condensado del tanque y de las trampas del
compresor. x
Vál vulas de descarga de presión
Verifique que estén funci onando todas las válvulas de descarga de presión correctamente.
x
Dispositivo de medida de consumo de aire
Todos l os dispositi vos de medida de aire consumido necesitan ser inspeccionados periódicamente para detectar fugas. Las fugas mas comunes ocurren por: * Desgasto o ruptura de la manguera. *Vál vulas de aire pegajosas. *Desgaste en el empaque del cilindr o.
x
Limpi eza de l as trampas
Limpi e hacia fuera los residuos existentes en las trampas y verifique l a operaci ón.
x
Cojinetes del motor Lubrique l os cojinetes del motor siguiendo las recomendaciones del fabricante.
x
Sistema de aceite Dependiendo del uso y del tamaño del compresor, realice muestreos periódicos de aceite para monitorear humedad, niveles de partículas sólidas y cualquier otra forma de contaminación. Reemplace el aceite de ser necesario.
x
Acopladores Revise todos l os acoplador es para verificar si están cumpliendo con su función y si la alineación es la apropi ada.
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Sellos del ej e Revise todos l os sellos par a deter minar si existen fugas o desgastes.
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Partes del compresor Revise y asegure todas las partes del compresor.
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7.4. RECOMENDACIONES PARA BOMBAS26
FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DESCRIPCIÓN COMENTARIO Diario Semanal Mensual Anual
Uso o selección de las bombas Apague o suspenda l as bombas innecesarias x
Inspección Visual general
Realice inspecci ones visuales generales para corroborar que todo el equipo funcione correctamente y que los sistemas de seguridad se encuentren operando.
x
Chequeo de lubricaci ón Asegúrese que todos l os cojines estén lubricados según las recomendaciones del fabricante.
x
Revisión de empaques
Revise los empaques par a deter minar si existe desgaste y reempáquelo si es necesario. Considere sustituir los empaques por sellos mecánicos.
x
Alineación del motor y la bomba.
Alinee el eje del motor / bomba para realizar una eficiente transferencia de fuerza de giro a la bomba.
x
Chequeo de la montura de la bomba
Revise y asegure todas las partes de la montura de la bomba. x
Inspección de cojinetes
Revise con detalle los cojinetes y las correas de i mpulsión para determinar si hay desgaste. Ajuste, repar e o sustituya de ser necesario.
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Condición del motor
Revise la condición del motor monitoreando su temperatura de funci onamiento así como realizando periódicamente un análisis de vibraci ones para asegurar su buen funcionamiento y su vi da útil.
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7.5. RECOMENDACIONES PARA VENTILADORES27
FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DESCRIPCIÓN COMENTARIO Diario Semanal Mensual Anual
Uso o selección del ventilador
Apague o suspenda l os ventiladores innecesarios.
x
Inspección Visual general
Realice inspecci ones visuales generales para corroborar que todo el equipo funcione correctamente y que los sistemas de seguridad se encuentren operando y en su lugar.
x
Acople ventilador/motor Verifique la operación del equipo, limpie, ajuste y lubrique donde se requiera.
x
Aspas del ventilador
Verifique que l a rotación de las aspas sea correspondiente con los datos de fabricante. Inspeccione posibles dur os mecánicos y suciedad en el eje. Li mpi e y lubrique cuando sea necesario.
x
Filtros Verifique el estado de los filtros. Li mpie cuando aun sea posibl e y reemplácel os de ser necesario.
x
Anomalías en la calidad del aire
Exami ne cuidadosamente si existe humedad en las par edes de los ductos. También revise el interior y exterior de l a canalización. Compruebe que no halla rastros de moho.
x
Chequeo del cabl eado Verifique que toas las conexiones el éctricas se encuentren aj ustadas y bien aisladas.
x
Revisión de ductos Inspeccione y ajuste todo tipo de conexiones flojas; repare cualquier orificio que pueda generar fugas.
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Aislamiento Exami ne, repare y substituya todo aislamiento que se encuentr e defectuoso en el ducto.
x
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ANEXO 1 NIVELES DE ILUMINACIÓN POR ÁREA EXIGIDOS POR EL RETIE
Por la cual se expide el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas - RETIE
NIVELES DE ILUMINANCIA (lx) TIPO DE RECINTO Y ACTIVIDAD Min. Medio Max.
Áreas generales en las construcciones Áreas de circulaci ón, corredores 50 100 150 Escaleras, escal eras mecánicas 100 150 200 Vestidores, baños 100 150 200 Almacenes, bodegas 100 150 200
Talleres de ensamble Trabajo pesado, montaj e de maquinaria pesada 200 300 500 Trabajo i nter medi o, ensamble de motores, ensamble de carrocerías de 300 500 750 automóviles Trabajo fino, ensamble de maquinaria electr ónica y de oficina 500 750 100 Trabajo muy fino, ensambl e de instrumentos 1000 1500 2000
Procesos químicos Procesos automáticos 50 100 150 Plantas de pr oducci ón que requieren inter venci ón ocasional 100 150 200 Áreas generales en el interior de las fábricas 200 300 500 Cuartos de contr ol, laboratorios 300 500 750 Industria farmacéutica 300 500 750 Inspección 500 750 1000 Balanceo de colores 750 1000 1500 Fabricación de llantas de caucho 300 500 750
Fábricas de confecciones Costura 500 750 1000 Inspección 750 1000 1500 Prensado 300 500 750
Industria eléctrica Fábricas de cables 200 300 500 Ensambl e de aparatos telefónicos 300 500 750 Ensambl e de devanados 500 750 1000 Ensambl e de aparatos receptores de r adio y T.V. 750 1000 1500 Ensambl e de el ementos de ultraprecisión componentes eléctricos 1000 1500 2000
Industria alimenticia Áreas generales de trabajo 200 300 500 Procesos automáticos 150 200 300 Decoración manual, i nspecci ón 300 500 750
Fundición Pozos de fundición 150 200 300 Moldeado basto 200 300 500 Moldeo fino 300 500 750
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Trabajo en vidrio y cerámico Zona de hor nos 100 150 200 Recintos de mezcla, mol deo, conformado y estufas 200 300 500 Terminado, esmaltado, envidriado 300 500 750 Pintura y decoración 500 750 1000 Afilado, lentes y cristalería, trabajo fino 750 1000 1500
Trabajo en hierro y acero Plantas de pr oducci ón que no requieren de inter vención manual 50 100 150 Plantas de pr oducci ón que requieren de inter vención ocasi onal 100 150 200 Puestos de tr abaj o permanentes en pl antas de producción 200 300 500 Plataformas de control e inspección 300 500 750
Industria del cuero Áreas generales de trabajo 200 300 500 Prensado, corte, costura y producción de calzado 500 750 1000 Clasificación adaptación y control de calidad 750 1000 1500
Taller de mecánica y de ajuste Trabajo ocasional 150 200 300 Trabajo basto en banca y maquinado, soldadura 200 300 500 Maquinado y trabajo de medi a precisión en banco, máquinas 300 500 750 generalmente automáticas Maquinado y trabajo fino en banco, máquinas automáticas finas 500 750 1000 inspecciones y ensayos Trabajo muy fino, calibr ación e inspecci ón de partes pequeñas muy 1000 1500 2000 complejas
Talleres de pintura y casetas de rodado Inmersión, rodado basto 200 300 500 Pintura ordinaria, rodado y ter minado 300 500 750 Pintura fina, rodado y terminado 500 750 1000 Retoque y balanceo de colores 750 1000 1500
Oficinas Oficinas de ti po general, mecanografía y computación 300 500 750 Oficinas abiertas 500 750 1000 Oficinas de dibuj o 500 750 1000 Salas de conferenci a 300 500 750
Almacenes Iluminación gener al: En grandes centros comerciales 500 750 Ubicados en cualquier parte 300 500 Supermercados 500 750
Trabajos de impresión y encuadernación de libros Recintos de máquinas de impr esión 300 500 750 Cuartos de composición y lecturas de prueba 500 750 1000 Reproducción del color e impresión 1000 1500 2000 Grabado con acero y cobre 1500 2000 3000 Encuadernación 300 500 750 Decoración y estampado 500 750 1000
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ANEXO 2
PLANOS DE REDISEÑO POR ÁREAS DE
ILUMINACIÓN
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ANEXO 3 FICHA TÉCNICA DE LOS EQUIPOS DE MEDIDA UTILIZADOS
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS (AR 5 – CIRCUTOR) Medida de tensión Rango de medida: 20 a 866 V c.a. (Entre fases). 20 a 500 V c.a. (Fase-Neutro). Cambio de escala: Automático. Otras tensiones: A través de transformadores de tensión. Frecuencia: 45 a 65 Hz. Medida de intensidad Rango de medida: Según pinza. Relaciones de transformación de tensión e intensidad: Programable. Unidades de medida: Cambio de escala automático. Medida de armónicos Desde el analizador: Hasta armónico 50. Con el PC: Tipo fichero Harm. 30 (Hasta armónico 30). Tipo fichero Harm. 50 (Hasta armónico 50). CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS CARTUCHO PROGRAMA Montaje: Plástico antichoque. Dimensiones: 64 x 19 x 40 mm. Terminales: 1 Borne de entrada / salida.
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS (LUXOMETRO - UNITEST) Ranges: 0..200 lx; 0..2000 lx; 0..20000 lx.
Resolution display: 0.1 lx; 1 lx; 10 lx.
Display: 3 ½ digit, LCD.
Measurement rate: Approx. 2.5 measurements / second.
Total error: For 20º C and 80% rel. humidity.
Display error: ±(2% rdg + 3 digits).
Ambiant temperature: 0º to 40º C for 80% rel. humidity.
Supply: Battery 9V IEC 6LR61.
Battery life cycle: Approx. 200 hours.
Sensor: Enclosed selenium cell.
Cable length: Approx. 1.5 m.
Analogue measurement output: 20 mV DC for all ranges.
Output impedance: Ri > 1 MΩ.
Dimensions: 119 x 64 x 26 mm.
Weight: Approx. 145 g with battery.
Sensor weigth: Approx 100 g.
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ANEXO 4 FICHA TÉCNICA BOMBILLAS DE MERCURIO SELECCIONADAS
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ANEXO 5 FICHA TÉCNICA TUBOS FLUORESCENTE SELECCIONADOS
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ANEXO 6 FICHA TÉCNICA TUBOS FLUORESCENTES OFICINAS MANTENIMIENTO Y
ADMINISTRATIVA
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ANEXO 7 PROTOCOLO DE MONITOREO DE LUBRICACIÓN
Fabricante: Potencia:Modelo: Corriente Nom:Tipo: Nº Serie:Frame: Velocidad:Tensión Nom: Clase Aislamiento:Frecuencia: Tem. Max Amb:Code: Régimen Trabajo:PF: Peso:
FECHAESTADO DEL
EQUIPOESTADO DELLUBRICANTE
NIVEL DELLUBRICANTE OBSERVACIONES
INSPECCIÓN HECHA POR
PROTOCOLO DE MONITOREO DE LUBRICACIÓNA MOTORES ELÉCTRICOS Y EQUIPOS ASOCIADOS
Nombre Del Equipo: Central Térmica Martín Del CorralNº SIE Equipo:
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL EQUIPO
PROGRAMA DE CONTROL
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ANEXO 8. EQUIPOS PERTENECIENTES A LOS CONSUMOS PROPIOS DE CADA
UNIDAD GENERADORA DE LA CENTRAL MARTÍN DEL CORRAL
“TERMOZIPA”
EQUIPOS TENSIÓN S/E UNIDAD
Bomba Agua Alimentación Caldera 2-2 4160 V DU 2-1 2 Bomba Agua Alimentación Caldera 2-3 4160 V DU 2-1 2 Pulverizador 2-1 4160 V DU 2-1 2 Pulverizador 2-2 4160 V DU 2-1 2 Pulverizador 2-3 4160 V DU 2-1 2 Ventilador Tiro Forzado 2 4160 V DU 2-1 2 Ventilador Tiro Inducido 2 4160 V DU 2-1 2 Bomba Agua Circulación 2-2 4160 V DU 2-1 2 Bomba Extractora De Condensado 2-1 480 V EU 2-1 2 Bomba Extractora De Condensado 2-2 480 V EU 2-1 2 Bomba 2 Aceite Sello Chumacera 480 V EU 2-1 2 Bomba Retorno Agua Escapes 2-1 480 V EU 2-1 2 Bomba Retorno Agua Escapes 2-2 480 V EU 2-1 2 Alimentador De Carbón 2-1 480 V EU 2-1 2 Alimentador De Carbón 2-2 480 V EU 2-1 2 Alimentador De Carbón 2-3 480 V EU 2-1 2 Bomba Emergencia De Condensado 2-1 480 V EU 2-1 2 Bomba Emergencia De Condensado 2-2 480 V EU 2-1 2 Bomba Auxiliar Aceite Turbina 480 V EU 2-1 2 Ventilador Aire Primario 2 480 V EU 2-1 2 Compresor Aire De instrumentos 2 480 V EU 2-1 2 Tablero De Iluminación 2 208 V GU 2-1 2
Equipos Pertenecientes A Consumos Propios Unidad 2
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EQUIPOS TENSIÓN S/E UNIDADBomba Lavado De Cenizas 3 4160 V DU 3-1 3 Bomba Agua Alimentación Caldera 3-1 4160 V DU 3-1 3 Ventilador Tiro Forzado 3-1 4160 V DU 3-1 3 Ventilador Tiro Inducido 3-1 4160 V DU 3-1 3 Pulverizador 3-1 4160 V DU 3-1 3 Ventilador Aire Primario 3-1 4160 V DU 3-1 3 Bomba Agua De Circulación 3-1 4160 V DU 3-1 3 Ventilador Tiro Forzado 3-2 4160 V DU 3-2 3 Ventilador Tiro Inducido 3-2 4160 V DU 3-2 3 Ventilador Aire Primario 3-3 4160 V DU 3-2 3 Pulverizador 3-3 4160 V DU 3-2 3 Bomba Agua Alimentación Caldera 3-3 4160 V DU 3-2 3 Bomba Lavado De cenizas 4 4160 V DU 3-2 3 Bomba Agua De Circulación 3-2 4160 V DU 3-2 3 Bomba Agua De Río 4 480 V EU 3-1 3 Bomba Agua De Enfriamiento 5 480 V EU 3-1 3 Ventilador Aire Sellos 3-1 480 V EU 3-1 3 Bomba Extractora De Condensado 3-1 480 V EU 3-1 3 Bomba Emergencia De Condensado 3-1 480 V EU 3-1 3 Bomba Emergencia De Condensado 3-2 480 V EU 3-2 3 Bomba Extractora De Condensado 3-2 480 V EU 3-2 3 Ventilador Aire Sellos 3-2 480 V EU 3-2 3 Bomba Agua De Enfriamiento 4 480 V EU 3-2 3 Bomba Agua De Río 5 480 V EU 3-2 3 Compresor Aire De Instrumentos 3 480 V EU 3-2 3 Triturador Secador 3-1 A 480 V FU 3-1 3 Triturador Secador 3-1 B 480 V FU 3-1 3 Alimentador De Carbón 3-1 A 480 V FU 3-1 3 Alimentador De Carbón 3-1 B 480 V FU 3-1 3 Bomba Fuel Oil 3-1 480 V FU 3-1 3 Bomba Aceite Turbina 3 480 V FU 3-1 3 Bomba Retorno Inyección Condensado 3-1 480 V FU 3-1 3 Bomba Retorno De Drenes 3-1 480 V FU 3-1 3 Alimentador Carbón 3-3 A 480 V FU 3-2 3 Alimentador Carbón 3-3 B 480 V FU 3-2 3 Bomba Fuel Oil 3-2 480 V FU 3-2 3 Bomba Aceite Turbina 4 480 V FU 3-2 3 Bomba Retorno Inyección Condensado 3-2 480 V FU 3-2 3 Bomba Retorno De Drenes 3-2 480 V FU 3-2 3 Triturador Secador 3-3 A 480 V FU 3-2 3 Triturador Secador 3-3 B 480 V FU 3-2 3 Tablero De Iluminación 3 208 V GU 3-1 3
Equipos Pertenecientes A Consumos Propios Unidad 3
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 171 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
EQUIPOS TENSIÓN S/E UNIDADBomba Lavado De Cenizas 5 4160 V DU 4-1 4 Bomba Agua Alimentación Caldera 4-1 4160 V DU 4-1 4 Ventilador Tiro Forzado 4-1 4160 V DU 4-1 4 Ventilador Tiro Inducido 4-1 4160 V DU 4-1 4 Pulverizador 4-1 4160 V DU 4-1 4 Ventilador Aire Primario 4-1 4160 V DU 4-1 4 Bomba Agua De Circulación 4-1 4160 V DU 4-1 4 Ventilador Tiro Forzado 4-2 4160 V DU 4-2 4 Ventilador Tiro Inducido 4-2 4160 V DU 4-2 4 Ventilador Aire Primario 4-3 4160 V DU 4-2 4 Pulverizador 4-3 4160 V DU 4-2 4 Bomba Agua Alimentación Caldera 4-3 4160 V DU 4-2 4 Bomba Lavado De cenizas 6 4160 V DU 4-2 4 Bomba Agua De Circulación 4-2 4160 V DU 4-2 4 Bomba Agua De Río 6 480 V EU 4-1 4 Bomba Agua De Enfriamiento 6 480 V EU 4-1 4 Ventilador Aire Sellos 4-1 480 V EU 4-1 4 Bomba Extractora De Condensado 4-1 480 V EU 4-1 4 Bomba Emergencia De Condensado 4-1 480 V EU 4-1 4 Bomba Emergencia De Condensado 4-2 480 V EU 4-2 4 Bomba Extractora De Condensado 4-2 480 V EU 4-2 4 Ventilador Aire Sellos 4-2 480 V EU 4-2 4 Bomba Agua De Enfriamiento 7 480 V EU 4-2 4 Bomba Agua De Río 7 480 V EU 4-2 4 Compresor Aire De Instrumentos 4 480 V EU 4-2 4 Triturador Secador 4-1 A 480 V FU 4-1 4 Triturador Secador 4-1 B 480 V FU 4-1 4 Alimentador De Carbón 4-1 A 480 V FU 4-1 4 Alimentador De Carbón 4-1 B 480 V FU 4-1 4 Bomba Fuel Oil 4-1 480 V FU 4-1 4 Bomba Aceite Turbina 5 480 V FU 4-1 4 Bomba Retorno Inyección Condensado 4-1 480 V FU 4-1 4 Bomba Retorno De Drenes 4-1 480 V FU 4-1 4 Alimentador Carbón 4-3 A 480 V FU 4-2 4 Alimentador Carbón 4-3 B 480 V FU 4-2 4 Bomba Fuel Oil 4-2 480 V FU 4-2 4 Bomba Retorno Inyección Condensado 4-2 480 V FU 4-2 4 Bomba Aceite Turbina 6 480 V FU 4-2 4 Bomba Retorno De Drenes 4-2 480 V FU 4-2 4 Triturador Secador 4-3 A 480 V FU 4-2 4 Triturador Secador 4-3 B 480 V FU 4-2 4 Tablero Iluminación 4 208 V GU 4-1 4
Equipos Pertenecientes A Consumos Propios Unidad 4
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIÁN ÁLVAREZ COBA 172 LUÍS EDUARDO POLANCO PUENTES
EQUIPOS TENSIÓN S/E UNIDADBomba Lavado De Cenizas 7 4160 V DU 5-1 5 Bomba Agua Alimentación Caldera 5-1 4160 V DU 5-1 5 Ventilador Tiro Forzado 5-1 4160 V DU 5-1 5 Ventilador Tiro Inducido 5-1 4160 V DU 5-1 5 Pulverizador 5-1 4160 V DU 5-1 5 Ventilador Aire Primario 5-1 4160 V DU 5-1 5 Bomba Agua De Circulación 5-1 4160 V DU 5-1 5 Ventilador Tiro Forzado 5-2 4160 V DU 5-2 5 Ventilador Tiro Inducido 5-2 4160 V DU 5-2 5 Ventilador Aire Primario 5-3 4160 V DU 5-2 5 Pulverizador 5-3 4160 V DU 5-2 5 Bomba Agua Alimentación Caldera 5-3 4160 V DU 5-2 5 Bomba Lavado De cenizas 8 4160 V DU 5-2 5 Bomba Agua De circulación 5-2 4160 V DU 5-2 5 Bomba Agua De Río 8 480 V EU 5-1 5 Bomba Agua De Enfriamiento 8 480 V EU 5-1 5 Ventilador Aire Sellos 5-1 480 V EU 5-1 5 Bomba Extractora De Condensado 5-1 480 V EU 5-1 5 Bomba Emergencia De Condensado 5-1 480 V EU 5-1 5 Bomba Emergencia De Condensado 5-2 480 V EU 5-2 5 Bomba Extractora De Condensado 5-2 480 V EU 5-2 5 Ventilador Aire Sellos 5-2 480 V EU 5-2 5 Bomba Agua De Enfriamiento 9 480 V EU 5-2 5 Bomba Agua De Río 9 480 V EU 5-2 5 Compresor Aire De Instrumentos 5 480 V EU 5-2 5 Triturador Secador 5-1 A 480 V FU 5-1 5 Triturador Secador 5-1 B 480 V FU 5-1 5 Alimentador De Carbón 5-1 A 480 V FU 5-1 5 Alimentador De Carbón 5-1 B 480 V FU 5-1 5 Bomba Fuel Oil 5-1 480 V FU 5-1 5 Bomba Aceite Turbina 7 480 V FU 5-1 5 Bomba Retorno Inyección Condensado 5-1 480 V FU 5-1 5 Bomba Retorno De Drenes 5-1 480 V FU 5-1 5 Alimentador Carbón 5-3 A 480 V FU 5-2 5 Alimentador Carbón 5-3 B 480 V FU 5-2 5 Bomba Fuel Oil 5-2 480 V FU 5-2 5 Bomba Retorno Inyección Conden 5-2 480 V FU 5-2 5 Bomba Retorno De Drenes 5-2 480 V FU 5-2 5 Bomba Aceite Turbina 8 480 V FU 5-2 5 Triturador Secador 5-3 A 480 V FU 5-2 5 Triturador Secador 5-3 B 480 V FU 5-2 5 Tablero De Iluminación 5 208 V GU 5-1 5
Equipos Pertenecientes A Consumos Propios Unidad 5
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 173
ANEXO 9. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS EN ESTUDIO
NOMBRE DEL EQUIPO
UNIDAD FABRICANTE TIPO FRAME TENSION NOMINAL
FRECUENCIA CODE POTENCIA NOMINAL
CORRIENTE NOMINAL
NUMERO SERIE
VELOCIDAD CLASE DE ASILAMEINTO
REGIMEN DE TRABAJO
Motor Bomba Extractora De C ond ensado 2-2 2 GENERAL ELECTRIC K 444 US 440 V 60 Hz F 100 HP 124 A YW49202 0 1770 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Extractora De C ond ensado 2-1 2 GENERAL ELECTRIC K 444 US 440 V 60 Hz F 100 HP 124 A YW49202 1 1770 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua Al imentac ión C aldera 2-1 2 SIEMENS CEZ 588 S 4160 V 60 Hz F 450 HP 56 A EO 8335 - 01 - 1 3576 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Agua Al imentac ión C aldera 2-3 2 SOCIEDE OERLIKON K165 4160 V 60 Hz F 450 HP 55 A F95564 3570 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua Al imentac ión C aldera 2-2 2 SIEMENS CGZ 588S 4160 V 60 Hz F 450 HP 55,3 A E116 - 01 - 2 3576 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Auxi liar D e Aceite 2 2 GENERAL ELECTRIC K A326 UPZ
220 / 440 V 60Hz F 40 HP 96,6 / 48,3 A VWJS 10334 3540 RPM B CONTINUO
Motor Pulveriz ador C arbón 2-1 2 RELIANCE P A 684S 4160 V 60 Hz G 250 HP 33,8 A F 5224 - F1 865 RPM F 5224 - F1 CONTINUO
Motor Pulveriz ador C arbón 2-2 2 RELIANCE P A 684S 4160 V 60 Hz G 250 HP 33,8 A F 5224 - F2 865 RPM F 5224 - F1 CONTINUO
Motor Pulveriz ador C arbón 2-3 2 RELIANCE P A 684S 4160 V 60 Hz G 250 HP 33,8 A F 5224 - F3 865 RPM F 5224 - F1 CONTINUO
Motor Bomba Emerg encia Con dens ado 2- 1 2 MARELLI NV 225 S 440 V 60 Hz F 34 HP 45 A 4275 09 1750 RPM E CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Forzad o U2 2 RELIANCE P AW687 S 4160 V 60 Hz F 400 HP 48,7 A F 5223 - F1 1185 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua Circulación 2-1 2 THE LOUIS ALLIS CO COGX 687 PTO 4160 V 60 Hz F 300 HP 45 A 226 84 900 1 590 RPM FR CONTINUO
Motor Bomba Sel lo Co jinete 2 2 GENERAL ELECTRIC K 256 UPZ 440 V 60 Hz F 15 HP 19,1 A VWJ 810333 5630 RPM B CONTINUO
Motor Alimenta dor Car bón 2- 1 2 US MOTORS UTF 868 UT 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y06 Y038 R438F 1750 RPM F CONTINUO
Motor Alimenta dor Car bón 2- 2 2 US MOTORS UTF 868 UT 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y06 Y038 R438FR
1750 RPM F CONTINUO
Motor Alimenta dor Car bón 2- 3 2 US MOTORS UTF 868 UT 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y06 Y038 R 438FR 1750 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Retor no Agu a Escapes 2- 1 2 GENERAL ELECTRIC K 564 UX 440 V 60 Hz F 7,5 HP 9,8 A WX1 3520 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Retor no Agu a Escapes 2- 2 2 GENERAL ELECTRIC K 564 UX 440 V 60 Hz F 7,5 HP 9,8 A WX2 3520 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Emerg encia Con dens ado 2- 2 2 MARELLI NV 225 S 440 V 60 Hz F 34 HP 45 A 4275 09 1750 RPM E CONTINUO
Motor Ventila dor Aire Primario 2 2 RELIANCE P A 684S 4160 V 60 Hz G 400 HP 173 A F 5223 - F1 1185 RPM F 5223 - F1 CONTINUO
Motor Compres or Aire De Instrume ntos 2 2 LINCOLN TEFC AC MOTORS 460 V 60 Hz F 100 HP 108 A 3764 141 3525 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Agua Circulación 2-2 2 THE LOUIS ALLIS CO COGX 4160 V 60 Hz G 300 HP 45 A 2268 849 002 550 RPM B CONTINUO
Motor Bomba By Pass Aceite Turbina 2 2 GENERAL ELECTRIC k 184 440 V 60 Hz j 3/4 HP 1,9 A UV 860 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Induc ido U2 2 RELIANCE P AW 8075 4160 V 60 Hz F 700 HP 88 A F 5222 - F1 891 RPM F 5222 - F1 CONTINUO
Características De Los Motores En Estudio U2
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 174
NOMBRE DEL EQUIPO
UNIDAD FABRICANTE TIPO FRAME TENSION NOMINAL
FRECUENCIA CODE POTENCIA NOMINAL
CORRIENTE NOMINAL
NUMERO SERIE
VELOCIDAD CLASE DE ASILAMEINTO
REGIMEN DE TRABAJO
Motor Ventila dor Aire Sellos 3-2 3 ALLIS CHALMERS R6 364 TS 460 V 60 Hz F 75 HP 85 A 1 - 5103 - 487 63 - 4 - 1 3530 RPM B CONTINUO
Motor Ventila dor Aire Sellos 3-1 3 SIEMENS 29K30 365 TS 440 V 60 Hz F 75 HP 88 A 33TESP.2 - 1 3546 RPM F CONTINUO
Motor Extractor de Vapor 3 GENERAL ELECTRIC K 240 V 60 Hz F 3/4 HP 1,5 A ZW 1145 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Retor no Dre nes 3-2 3 WESTING HOUSE 284 TS 460 V 60 Hz F 30 HP 37,5 A 72,2 3540 RPM B CONTINUO
Motor Alimenta dor De Carbó n 3-1A 3 US ELECTRICAL MOTORS
UTF 182 TC 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y12Y30 5R051M 1750 RPM F CONTINUO
Motor Alimenta dor De Carbó n 3-1B 3 US ELECTRICAL MOTORS
UTF 182 TC 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y06Y03 8R 43 8F 1750 RPM F CONTINUO
Motor Alimenta dor De Carbó n 3-3A 3 SIEMENS 14K20 440 C 60 Hz F 3,6 HP 5,5 A V860 1710 RPM B CONTINUO
Motor Alimenta dor De Carbó n 3-3B 3 US ELECTRICAL MOTORS
UTF 182 TC 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A Y12Y30 5R051M 1750 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Aire Prim ario 3- 1 3 ALLIS CHALMER G 507 US 4160 V 60 Hz F 300 HP 39 A 1 - 5111 - 487 63 - 3 - 1 1780 RPM B CONTINUO
Motor Ventila dor Aire Prim ario 3- 2 3 ALLIS CHALMER G 507 US 4160 V 60 Hz F 300 HP 39 A 1 - 5111 - 48 -763 - 3 - 2 1780 RPM B CONTINUO
Motor Ventila dor Aire Prim ario 3- 3 3 SIEMENS - ALLIS G 507 US 4160 V 60 Hz F 300 HP 37,5 A 1 - 5111 - 321 61 - 4 - 1 1780 RPM B CONTINUO
Motor Pulveriz ador D e Carb ón 3-1 3 SIEMENS CGZ 5011S 4160 V 60 Hz F 400 HP 51,2 A E 11710 - 01 - 1 1786 RPM F CONTINUO
Motor Pulveriz ador D e Carb ón 3-2 3 SIEMENS CGZ 5011S 4160 V 60 Hz F 400 HP 52 A EO8168 - 01 - 02 1788 RPM F CONTINUO
Motor Pulveriz ador D e Carb ón 3-3 3 SIEMENS CGZ 5011S 4160 V 60 Hz F 400 HP 52 A EO8168 - 01 - 1 1788 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Agua Alime ntación Caldera 3-1 3 HITACHI EFLU H 325 4000 V 60 Hz D 1100 HP 138 A 3208 15 - 1 3550 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua De Alim entación 3-2 3 HITACHI EFLU H 325 4000 V 60 Hz D 1100 HP 138 A 3208 15 - 2 3550 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua De Alim entación 3-3 3 HITACHI EFLU H 325 4000 V 60 Hz D 1100 HP 138 A 3208 15 - 3 3550 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Extractora De C ond ensa do 3-1 3 HITACHI VEFOU H 12 A 460 V 60 Hz C 255 HP 306 A 3620 96 - 1 1170 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Extractora De C ond ensa do 3-2 3 HITACHI VEFOU H 12 A 460 V 60 Hz C 255 HP 306 A 3620 96 - 2 1170 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Emerg encia De Co nde nsad o 3-1 3 WESTING HOUSE TBDP 375 TS 460 V 60 Hz F 100 HP 112 A 7301 3550 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Emerg encia De Co nde nsad o 3-2 3 WESTING HOUSE TBDP 375 TS 460 V 60 Hz F 100 HP 112 A 7301 3550 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Agua De Enfriamiento 4 3 US MOTORS RU 284 TPH 460 V 60 Hz G 25 HP 32,2 A R205 6188 1760 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua De Enfriamiento 5 3 US MOTORS RU 284 TPH 460 V 60 Hz G 25 HP 32,2 A R205 6187 1760 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agua De Río 4 3 WESTING HOUSE UDP 326 T 460 V 60 Hz G 50 HP 64,9 A 91 / 121 - 1 1770 RPM B CONTINUO
Características De Los Motores En Estudio U3
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 175
NOMBRE DEL EQUIPO
UNIDAD FABRICANTE TIPO FRAME TENSION NOMINAL
FRECUENCIA CODE POTENCIA NOMINAL
CORRIENTE NOMINAL
NUMERO SERIE
VELOCIDAD CLASE DE ASILAMEINTO
REGIMEN DE TRABAJO
Motor Bomba Agu a De Río 5 3 WESTING HOUSE UDP 326 T 460 V 60 Hz G 50 HP 64,9 A 91 / 121 - 8 1770 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agu a De Ce nizas 3 3 US ELECTRICAL MOTORS
H 1509 S 4000 V 60 Hz G 300 HP 39,5 A 52 - 0194 4 - 933 1770 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agu a De Ce nizas 4 3 US ELECTRICAL MOTORS
J 5807 SS 4160 V 60 Hz G 300 HP 38 A H02059 / Z04Y349044 5R 1
1790 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Forzad o 3-1 3 MITSUBISHI FKB - W 400 LL 4000 V 60 Hz D 500 HP 65 A 3H11 04Y0 101 1170 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Forzad o 3-2 3 ALLIS CGHALMERS RBS 588 S 4000 V 60 Hz B 500 HP 63 A 1 - 5112 - 497 63 - 2 - 2 1185 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Induc ido 3- 1 3 MITSUBISHI FKB - W 500 M 4000 V 60 Hz F 1000 HP 133 A 3611 04R 0101 880 RPM F CONTINUO
Motor Ventila dor Tiro Induc ido 3- 2 3 ALLIS - CHALMERS ANW OD 4000 V 60 Hz F 1000 HP 127 A 4455 6A1 893 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Fuel Oil 3- 1 3 WESTING HOUSE 72D4 7102 256 T 460 V 60 Hz G 20 HP 24,5 A 7211 1755 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Fuel Oil 3- 2 3 WESTING HOUSE 72D4 7102 256 T 460 V 60 Hz G 20 HP 24,5 A 7211 1755 RPM F CONTINUO
Motor Bomba Retor no Inyección Co nde nsado 3-1 3 US ELECTRICAL MOTORS
TV 182 TC 460 V 60 Hz K 3 HP 4,5 A 6585 - B03A 363 R01 7F 1735 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Retor no Inyección Co nde nsado 3-2 3 US ELECTRICAL MOTORS
TV 184 TP 460 V 60 Hz H 5 HP 7,0 A 6220626 974 1730 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Aceite Turb ina 3 3 WESTING HOUSE SBDP 184T 460 V 60 Hz J 2 HP 3,6 A 7208 1160 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Aceite Turb ina N° 4 3 WESTING HOUSE SBDP 184T 460 V 60 Hz J 2 HP 3,6 A 7208 1160 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Levante Ch umacer a Pulver izad or 3-3A 3 RELIANCE P 182 TC 460 V 60 Hz J 1,5 HP 2,5 A Y2542 50A1 1 - AX 1155 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Levante Ch umacer a Pulver izad or 3-3B 3 RELIANCE P 182 TC 460 V 60 Hz J 1,5 HP 2,5 A Y254250A3 - AX 1155 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Retor no De Dr enes 3- 1 3 WESTING HOUSE TBDP 284 T 460 V 60 Hz F 30 HP 37,5 A 7212 3540 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agu a De Circ ulac ión 3-1 3 HITACHI 4000 V 60 Hz C 335 HP 47,9 A 3678 13 - 2 700 RPM B CONTINUO
Motor Bomba Agu a De Circ ulac ión 3-2 3 HITACHI 4000 V 60 Hz C 335 HP 47,9 A 3620 96 - 2 700 RPM B CONTINUO
Motor Compres or Aire De Instrume ntos 3 3 LINCOLN AC MOTORS 460 V 60 Hz F 100 HP 113 A U193 040 1157 1765 RPM F CONTINUO
Motor Triturador Seca dor 3-1 A 3 SIEMENS ALLIS RGT 324 T 460 V 60 Hz F 25 HP 35,7 A 1 - 5103 - 487 63 - 5 - 4 1170 RPM B CONTINUO
Motor Triturador Seca dor 3-1B 3 ALLIS CHALMERS O12 RGT 460 V 60 Hz F 25 HP 35,7 A 1 - 5103 - 487 63 - 5 - 6 1170 RPM B CONTINUO
Motor Triturador Seca dor 3-3A 3 ALLIS CHALMERS O12 RGT 460 V 60 Hz F 25 HP 35,7 A 1 - 5103 - 487 63 - 5 - 1 1170 RPM B CONTINUO
Motor Triturador Seca dor 3-3B 3 SIEMENS ALLIS RGT 324 T 460 V 60 Hz F 25 HP 35,7 A 1 - 5103 - LR6 597 4 - 2 1170 RPM B CONTINUO
Características De Los Motores En Estudio U3
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 94
TENSION (V) CORRIENTE (A) POT. ACT (KW) COS FI
ITEM EQUIPOS S /E L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1-L2 L2-L3 L3-L1 III
FREC (Hz) KVA III R el OHM
PERDIDAS ROTACIONALES (W)
PORCENTAJE PERDIDAS
1 Ventila dor Aire Prim ario 2 478 482 480 480 86 87 88 87 13 14 14 41 0,68 0,67 0,72 0,69 60 60 0,3 3759 3,95 12,60%
2 Motor Alimentador Carbón 2-1 482 478 485 482 6,3 5,6 6,5 6,2 0.42 0.09 0.09 0.6 0,67 0,68 0,7 0,68 60 0,9 5,6 217,1 12.38%
3 Motor Alimentador Carbón 2-2 480 480 478 480 5,1 5,2 5,9 5,4 0,03 0,38 0,4 0,81 0,64 0,65 0,67 0,65 60 1,25 5,6 565,05 25,25%
4 Motor Alimentador Carbón 2-3 478 476 480 478 6,4 6,2 7,7 6,8 0.22 0.24 0.2 0.66 0,72 0,73 0,72 0,72 60 0,91 5,6 141,58 12.14%
5 Bomba Emerg encia De Co nde nsado 2-1 485 482 478 482 26 25 24 25 3,4 3,9 3,5 10,8 0,68 0,66 0,67 0,67 60 16 4 7050 27,80%
6 Bomba Emerg encia De Co nde nsado 2-2 488 492 492 490 28 27 29 28 4 4 4 12 0,69 0,71 0,69 0,7 60 20 4 7296 28,77%
7 Bomba Co nde nsad o 2-1 480 482 485 483 103 105 103 104 17 18 17 52 0,76 0,76 0,76 0,76 60 69 2,5 1169 9,583 33 15,68%
8 Bomba Co nde nsad o 2-2 478 480 482 480 101 102 104 102 15 16 17 48 0,76 0,78 0,77 0,77 60 62 2,5 8729,5 833 33 11,70%
9 Bomba Retor no Agu a Escape 2- 1 480 475 476 475 6,6 6,4 6,3 6,43 0,65 0,39 0,6 1,64 0,75 0,75 0,73 0,74 60 2,2 1,8 1528,253 27,31%
10 Bomba Retor no Agu a Escape 2- 2 482 478 480 480 6,1 6,2 5,9 6,07 0,59 0,72 0,41 1,72 0,68 0,65 0,62 0,65 60 2,6 1,8 1620,628 28,97%
11 Bomba Auxi liar Ace ite 2 480 478 482 480 33 31 32 32 4 2 3 9 0.74 0.77 0.75 0.75 60 12 0,9 7617,6 25,53%
12 Bomba Sel lo Cojin ete 2 478 483 483 482 12 11 11 34 2 1 1 4 0,72 0,73 0,72 0,72 60 5,5 1,5 1399 12,50%
13 Compresor Aire Instrumentos 2 485 490 490 487 85 87 89 87 18 20 21 59 0.79 0.79 0.79 0.79 60 75 4,5 7909,25 10,60%
14 Bomba Agu a Alime ntació n Caldera 2- 2 4157 4159 4160 4159 45 44 46 45 17 16 19 52 0,79 0,79 0,8 0,79 60 98 1,3 4805 1,25 14,31%
15 Bomba Agu a Alime ntació n Caldera 2- 3 4159 4157 4160 4159 43 45 45 44,3 15 17 17 49 0,68 0,69 0,7 0,69 60 102 1,3 4516 7,383 33 13,45%
16 Pulveriz ador 2-1 4160 4162 4159 4160 29 29 30 29,3 18 19 19 56 0,74 0,74 0.74 0,74 60 75 2,4 5290 2,4 28,37%
17 Pulveriz ador 2-2 4157 4162 4157 4159 26 27 26 26,3 9 10 9 28 0.75 0.76 0.74 0.75 60 37 2,4 2550 3,6 13,67%
18 Pulveriz ador 2-3 4162 4162 4157 4160 26 28 27 27 8 9 10 27 0.76 0.76 0.76 0.76 60 35 2,4 2437 5,6 13,07%
19 Ventila dor Tiro Forzado 2 4160 4157 4159 4159 38 39 38 38,3 29 30 30 89 0,77 0,76 0,76 0,76 60 142 0,2 8855 9,166 67 29,68%
20 Ventila dor Tiro Induc ido 2 4153 4155 4157 4155 72 71 70 71 28 27 26 81 0,75 0,76 0,74 0,75 60 142 1,6 6890 1,6 13,19%
21 Bomba Agu a Circu lación 2-2 4160 4159 4157 4159 30 32 31 31 21 23 23 67 0,64 0,66 0,65 0,65 60 126 1,8 6440 5,3 28,78%
Tabla Nº 29. Resultados Pruebas Eléctricas Realizadas A Los Equipos Propios De La Unidad 2
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 95
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%PO
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TAJE
DE
PERD
IDAS
Vent
ilado
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2
Motor
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Bom
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2
EQUIPOS
PERDIDAS ROTACIONALES EQUIPOS PROPIOS U2 (S/E 480V)
Gráf ica Nº 2. Porcentaje De Pérdidas Rotacionales De Los Equipos Propios U2 S/E 480V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 96
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
POR
CEN
TAJE
PER
DID
AS
Bom
ba A
gua
Alim
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2-2
Bom
ba A
gua
Alim
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ción
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Pulv
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2-2
Pulv
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Vent
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2
Bom
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gua
Circ
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2-2
EQUIPOS
PERDIDAS ROTACIONALES EQUIPOS PROPIOS U2 (S/E 4160V)
Gráf ica Nº 3. Porcentaje De Pérdidas Rotacionales De Los Equipos Propios U2 S/E 4160V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 102
TENSION (V) CORRIENTE (A) POT. ACT (KW) COS FI ITEM EQUIPOS S /E
L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1-L2 L2-L3 L3-L1 III FREC (Hz) KVA III R el
OHM PERDIDAS
ROTACIONALES (W) PORCENTAJE
PERDIDAS
1 Bomba Co ndensad o 3-1 EU 3-1 476 476 473 476 208 202 206 205 45 44 45 134 0,78 0,79 0,79 0,79 60 168 1,05 6781 0,625 35,65%
2 Bomba Agua Río 4 EU 3-1 480 480 478 480 36 36 36 35 5 5 5 15 0,7 0,7 0,72 0,71 60 22 3,1 9303,7 5 24,94%
3 Ventila dor Aire Se llos 3- 1 EU 3-1 476 476 475 475 65 66 67 66 8,5 8,5 8,5 25,5 0,75 0,76 0,75 0,75 60 34 2,8 7204,8 12,88%
4 Bomba Emerg encia De Co nde nsado 3-1 EU 3-1 480 476 475 475 28 28 27 27 3 3 3 9 0,7 0,7 0,7 0,7 60 13 0,24 8737,5 6 11,71%
5 Bomba Agu a Enfriamiento 5 EU 3-1 488 488 485 487 20 19 21 20 2,33 2,33 2,33 7 0.7 0.7 0.7 0.7 60 10 2,5 5500 29,49%
6 Bomba Emergencia Con dens ado 3- 2 EU 3-2 480 480 476 478 26 25 25 25 3 2,8 3,1 8,9 0,7 0,72, 0,7 0,7 60 13 0,43 8496,8 75 11,39%
7 Bomba Agu a Enfriamiento 4 EU 3-2 471 473 469 473 20 19 21 20 1,2 1,3 1,2 3,7 0.76 0.76 0.77 0.76 60 5 2,5 2200 11,80%
8 Compres or Aire Instrumentos 3 EU 3-2 476 475 482 478 78 76 79 77,7 9 8 6 23 0.79 0.79 0.79 0.79 60 29 1,7 7618,1 166 67 10,21%
9 Bomba Agua Río 5 EU 3-2 478 480 482 480 35 35 36 35 4 4 4 12 0,75 0,74 0,75 0,75 60 20 2,5 7406,2 5 19,86%
10 Bomba Co ndensad o 3-2 EU 3-2 483 482 483 482 214 206 205 208 30 29 28 87 0,8 0,78 0,79 0,79 60 115 1 2210 4 11,62%
11 Ventila dor Aire Se llos 3- 2 EU 3-2 480 480 480 480 66 65 67 66 8 9 8 25 0,76 0,77 0,74 0,76 60 33 2,7 7358,2 13,15%
12 Alimentador Car bón 3- 1 A FU 3-1 476 475 480 476 1,2 1,1 1,6 1,3 0,07 0,21 0,12 0,4 0,68 0,69 0,7 0,69 60 0,6 5,56 385,90 54 17,24%
13 Alimentador Car bón 3- 1 B FU 3-1 482 480 482 482 1,9 2,1 2 2 0,04 0,22 0,22 0,48 0,7 0,7 0,7 0,7 60 0,7 5,6 441,4 19,72%
14 Bomba Fuel Oil 3-1 FU 3-1 480 478 480 480 12 13 12 12,3 2 2,1 2 6,1 0,7 0,7 0,7 0,7 60 8,8 4 5187,3 333 33 34,77%
15 Bomba Retor no Inyección Co nde n 3-1 FU 3-1 490 488 490 488 1,8 1,5 1,5 1,6 0,22 0,25 0,28 0,75 0,62 0,63 0,65 0,63 60 1,53 10 711,6 31,80%
16 Bomba Aceite Turb ina 3 FU 3-1 476 478 480 478 1,2 1,3 1,2 1,23 0,2 0,2 0,2 0,6 0,5 0,52 0,5 0,51 60 2,23 15 565,77 5 37,92%
17 Bomba Retor no Dre nes 3-1 FU 3-1 487 488 485 487 17 17 17 17 2,6 2,5 2,5 7,6 0,77 0,76 0,75 0,76 60 10 6 4999 22,34%
18 Triturador Seca dor 3-1 A FU 3-1 485 488 488 487 15,1 16,3 15,6 15,7 1,18 1,17 1,16 3,51 0,68 0,67 0,69 0,68 60 5 2 2772,4 128 14,87%
19 Triturador Seca dor 3-1 B FU 3-1 487 488 485 487 16,3 16,5 16,7 16,1 1,42 1,45 1,5 4,37 0,65 0,66 0,66 0,66 60 13,64 2,1 3553,4 885 19,05%
20 Alimentador Car bón 3- 3 A FU 3-2 476 478 480 478 2,6 2,5 2,4 2,5 0,25 0,26 0,25 0,76 0,59 0,6 0,61 0,6 60 1,3 10 666,25 24,81%
21 Alimentador Car bón 3- 3 B FU 3-2 480 482 483 478 3 3 2,8 2,93 0,22 0,2 0,2 0,62 0,62 0,61 0,6 0,61 60 1,1 9 503,84 22,51%
22 Bomba Fuel Oil 3-2 FU 3-2 482 485 485 483 8,5 9,5 9,4 9,5 1,5 1,7 2 5,2 0,71 0,69 0,7 0,7 60 7,5 4,2 4631,4 25 31,04%
23 Bomba Retor no Inyección Co nde n 3-2 FU 3-2 487 482 478 482 3,27 3,12 3,58 3,37 0,33 0,28 0,45 1,06 0,58 0,6 0,6 0,59 60 1,8 10 889,64 65 23,85%
24 Bomba Aceite Turb ina 4 FU 3-2 476 478 480 478 1,2 1,3 1,2 1,23 0,2 0,2 0,2 0,6 0,5 0,52 0,5 0,51 60 2,23 15 565,77 5 37,92%
25 Bomba Retor no Dre nes 3-2 FU 3-2 487 488 485 487 17 17 17 17 2,6 2,5 2,5 7,6 0,77 0,76 0,75 0,76 60 10 6 4999 22,34%
26 Triturador Seca dor 3-3 A FU 3-2 483 480 480 482 10 11 9 10 1,26 1,24 1,64 4,14 0,68 0,7 0,68 0,69 60 6 2 3840 20,59%
27 Triturador Seca dor 3-3 B FU 3-2 482 480 482 483 11 11 11 11 1,26 1,24 1,64 4,14 0,68 0,68 0,68 0,68 60 5,8 2,2 3740,7 20,06%
Tabla Nº 30. Resultados Pruebas Eléctricas Realizadas A Los Equipos Propios De La Unidad 3
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 103
TENSION (V) CORRIENTE (A) POT. ACT (KW) COS FI ITEM EQUIPOS S /E
L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1 L2 L3 III L1-L2 L2-L3 L3-L1 III FREC (Hz) KVA III R el
OHM PERDIDAS
ROTACIONALES (W) PORCENTAJE
PERDIDAS
28 Bomba Lav ado D e Cen izas 3 DU 3-1 4157 4159 4160 4159 25 24 26 25 9 7 10 26 0.75 0.76 0.75 0.75 60 35 0,8 2525 0 11,28%
29 Ventilador Tiro Forzad o 3-1 DU 3-1 4160 4170 4160 4160 28 27 26 27 19 19 19 57 0,68 0,68 0,69 0,68 60 84 8 4825 2 12,94%
30 Ventilador Tiro Forzad o 3-2 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 27 27 29 27,7 18 19 20 57 0,68 0,69 0,67 0,68 60 83 9 4666 6,5 12,51%
31 Ventilador Tiro Inducido 3- 1 DU 3-1 4170 4180 4150 4160 70 68 70 69,3 70 68 79 217 0,7 0,74 0,72 0,72 60 301 3,5 191762,66 67 25,71%
32 Ventilador Tiro Inducido 3- 2 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 68 67 65 66,7 65 64 63 192 0,7 0,7 0,7 0,7 60 280 3 1720 00 23,06%
33 Pulverizador De Carbón 3-1 DU 3-1 4160 4170 4150 4160 15 17 19 17 15 14 16 45 0,6 0,68 0,64 0,64 60 68 1 4456 6,5 14,94%
34 Pulverizador De Carbón 3-3 DU 3-2 4160 4150 4140 4150 18 19 18 18,3 17 19 18 54 0,72 0,72 0,72 0,72 60 75 0,9 5354 6,25 17,94%
35 Ventilador Aire Prim ario 3- 1 DU 3-1 4160 4160 4160 4160 28 29 30 29 20 21 19 60 0,6 0,61 0,59 0,6 60 98 3 5621 5,5 25,12%
36 Ventilador Aire Prim ario 3- 3 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 27 26 28 27 20 20 21 61 0,68 0,65 0,67 0,67 60 31 3 5771 9,5 25,79%
37 Bomba Agu a De Circ ulac ión 3- 1 DU 3-1 4160 4150 4170 4160 32 34 36 34 16 18 20 54 0,7 0,69 0,7 0,7 60 77 1,5 5139 9 20,57%
38 Bomba Agu a De Circ ulac ión 3- 2 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 33 35 36 34,7 15 14 15 44 0,72 0,72 0,72 0,72 60 62 1,4 68476,266 67 27,40%
39 Bomba Lav ado C eniz as 4 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 25 27 28 26,7 15 16 18 49 0,76 0,75 0,75 0,75 60 65 2,8 46013,333 33 20,56%
40 Bomba Agu a De Alimentación Ca lder a 3-1 DU 3-1 4160 4159 4162 4160 118 117 118 118 47 45 47 139 0.75 0.75 0.75 0.75 60 185 0,9 1203 08,65 14,66%
41 Bomba Agu a De Alimentación Ca lder a 3-3 DU 3-2 4160 4160 4160 4160 118 118 118 118 47 47 47 141 0.74 0.73 0.74 0.74 60 190 0,8 1242 91,2 15,15%
Tabla Nº 30-A. Continuación Resultados Pruebas Eléctricas Realizadas A Los Equipos Propios De La Unidad 3
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 104
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
40,00%PO
RC
EN
TAJE
DE
PE
RD
IDA
S
EQUIPOS
PERDIDAS ROTACIONALES EQUIPOS PROPIOS U3 (S/E 480V)
Gráf ica Nº 4. Porcentaje De Pérdidas Rotacionales De Los Equipos Propios U3 S/E 480V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 105
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%P
OR
CEN
TA
JE D
E P
ER
DID
AS
EQUIPOS
PERDIDAS ROTACIONALES EQUIPOS PROPIOS U3 (S/E 4160V)
Gráf ica Nº 5. Porcentaje De Pérdidas Rotacionales De Los Equipos Propios U3 S/E 4160V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 130
ITEM EQUIPO TENSION NOMINAL
(V)
POTENCIA NOMINAL
(HP) EFICIENCIA
(%) FACTOR
POTENCIA INICIAL
FACTOR POTENCIA
CORREGIDO
POTENCIA REAL (KW)
Q INICIAL (KVAr)
Q CORREGIDO
(KVAr)
POTENCIA BANCO
CAPACITORES (KVAr)
CAPACITANCIA BANCO
CONDENSADORES (µf)
1 Bomba Agua Alimentación Calder a 2-2 4160 450 85,17% 0,87 0,95 393,99 223,29 129,50 93,79 4,79 2 Bomba Agua Alimentación Calder a 2-3 4160 450 85,60% 0,85 0,95 392,04 242,96 128,86 114,11 5,83 3 Bomba Auxiliar De Aceite 2 480 40 76,25% 0,83 0,95 39,12 26,29 12,86 13,43 51,54
4 Pul verizador Carbón 2-1 4160 250 72,91% 0,83 0,95 255,70 171,83 84,05 87,79 4,49
5 Pul verizador Carbón 2-2 4160 250 86,46% 0,83 0,95 215,62 144,90 70,87 74,03 3,78 6 Pul verizador Carbón 2-3 4160 250 87,02% 0,83 0,95 214,24 143,97 70,42 73,55 3,76 7 Bomba Emergencia Condensado 2-1 480 34 76,19% 0,82 0,95 33,28 23,23 10,94 12,29 47,16
8 Bomba Emergencia Condensado 2-2 480 34 75,39% 0,82 0,95 33,63 23,47 11,05 12,42 47,66
9 Ventilador Tiro Forzado U2 4160 400 69,31% 0,85 0,95 430,37 266,72 141,45 125,26 6,40 10 Bomba Sello Cojinete 2 480 15 88,94% 0,86 0,95 12,58 7,46 4,13 3,33 12,78 11 Motor Alimentador Carbón 2- 1 480 3 90,24% 0,82 0,95 2,48 1,73 0,81 0,92 3,51
12 Motor Alimentador Carbón 2- 2 480 3 80,85% 0,82 0,95 2,77 1,93 0,91 1,02 3,92
13 Motor Alimentador Carbón 2- 3 480 3 90,42% 0,82 0,95 2,47 1,73 0,81 0,91 3,51 14 Bomba Retor no Agua Esc apes 2-1 480 7,5 77,13% 0,85 0,95 7,25 4,49 2,38 2,11 8,10 15 Bomba Retor no Agua Esc apes 2-2 480 7,5 75,79% 0,85 0,95 7,38 4,57 2,43 2,15 8,24
16 Motor Bomba De Condensado 2-1 480 100 85,80% 0,85 0,95 86,91 53,86 28,57 25,30 97,08
17 Motor Bomba De Condensado 2-2 480 100 89,19% 0,85 0,95 83,61 51,82 27,48 24,34 93,39 18 Motor Ventilador Aire Primario 2 480 400 66,41% 0,84 0,95 449,12 290,10 147,62 142,48 546,80 19 Compres or Aire De Ins trumentos 2 480 100 89,29% 0,9 0,95 83,51 40,45 27,45 13,00 49,88
20 Motor Bomba Agua Circulación 2- 2 4160 300 74,31% 0,8 0,95 301,06 225,79 98,95 126,84 6,48
21 Motor Ventilador Tiro Induci do U2 4160 700 86,25% 0,85 0,95 605,22 375,08 198,93 176,16 9,00
Tabla Nº 49. Valores Y Características Banco De Condensadores Unidad 2
FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 133
ITEM EQUIPO TENSION NOMINAL
(V)
POTENCIA NOMINAL
(HP) EFICIENCIA (%)
FACTOR POTENCIA
INICIAL
FACTOR POTENCIA
CORREGIDO
POTENCIA REAL (KW )
Q INICIAL (KVAr)
Q CORREGIDO
(KVAr)
POTENCIA BANCO
CAPACITORES (KVAr)
CAPACITANCIA BANCO
CONDENSADORES (µf)
1 Bomba Condensado 3-1 480 255 68,14% 0,86 0,95 279,08 165,59 91,73 73,87 283,47
2 Bomba Agua Río 4 480 50 78,13% 0,82 0,95 47,72 33,31 15,69 17,62 67,64 3 Ventilador Aire Sellos 3-1 480 75 87,06% 0,82 0,95 64,24 44,84 21,12 23,73 91,05
4 Bomba Emergencia D e Condensado 3-1 480 100 87,27% 0,8 0,95 85,45 64,09 28,09 36,00 138,16 5 Bomba Agua Enfriamiento 5 480 25 73,78% 0,81 0,95 25,27 18,29 8,31 9,99 38,33
6 Bomba Emergencia C ondensado 3-2 480 100 87,59% 0,8 0,95 85,13 63,85 27,98 35,87 137,65 7 Bomba Agua Enfriamiento 4 480 25 88,99% 0,81 0,95 20,95 15,17 6,89 8,28 31,78
8 Compres or Aire Instrumentos 3 480 100 90,11% 0,9 0,95 82,76 40,08 27,20 12,88 49,43
9 Bomba Agua Río 5 480 50 83,24% 0,86 0,95 44,79 26,58 14,72 11,86 45,50 10 Bomba Condensado 3-2 480 255 89,03% 0,86 0,95 213,59 126,74 70,20 56,53 216,95 11 Ventilador Aire Sellos 3-2 480 75 87,12% 0,86 0,95 64,19 38,09 21,10 16,99 65,20
12 Alimentador Carbón 3-1 A 480 3 86,36% 0,8 0,95 2,59 1,94 0,85 1,09 4,19
13 Alimentador Carbón 3-1 B 480 3 84,50% 0,8 0,95 2,65 1,99 0,87 1,12 4,28 14 Bomba Fuel Oil 3-1 480 20 67,25% 0,8 0,95 22,18 16,63 7,29 9,34 35,86 15 Bomba Retor no Inyecci ón C onden 3-1 480 3 75,48% 0,8 0,95 2,96 2,22 0,97 1,25 4,79
16 Bomba Aceite Turbina 3 480 2 75,75% 0,8 0,95 1,97 1,48 0,65 0,83 3,18
17 Bomba Retor no Drenes 3-1 480 30 79,57% 0,82 0,95 28,11 19,62 9,24 10,38 39,85 18 Triturador Secador 3-1 A 480 25 87,54% 0,8 0,95 21,30 15,97 7,00 8,97 34,43 19 Triturador Secador 3-1 B 480 25 84,25% 0,8 0,95 22,13 16,60 7,27 9,32 35,78
20 Alimentador Carbón 3-3 A 480 3,6 81,05% 0,8 0,95 3,31 2,48 1,09 1,40 5,36
21 Alimentador Carbón 3-3 B 480 3 82,42% 0,8 0,95 2,71 2,04 0,89 1,14 4,39 22 Bomba Fuel Oil 3-2 480 20 70,66% 0,8 0,95 21,11 15,83 6,94 8,89 34,13 23 Bomba Retor no Inyecci ón C onden 3-2 480 5 80,09% 0,8 0,95 4,66 3,49 1,53 1,96 7,53
24 Bomba Aceite Turbina 4 480 2 75,75% 0,8 0,95 1,97 1,48 0,65 0,83 3,18
25 Bomba Retor no Drenes 3-2 480 30 79,57% 0,82 0,95 28,11 19,62 9,24 10,38 39,85 26 Triturador Secador 3-3 A 480 25 83,04% 0,8 0,95 22,45 16,84 7,38 9,46 36,30 27 Triturador Secador 3-3 B 480 25 83,46% 0,8 0,95 22,34 16,75 7,34 9,41 36,12
Tabla Nº 50. Valores Y Características Banco De Condensadores Unidad 3 480 V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 134
ITEM EQUIPO TENSION NOMINAL
(V)
POTENCIA NOMINAL
(HP) EFICIENCIA
(%)
FACTOR POTENCIA
INICIAL
FACTOR POTENCIA
CORREGIDO
POTENCIA REAL (KW)
Q INICIAL (KVAr)
Q CORREGIDO
(KVAr)
POTENCIA BANCO
CAPACITORES (KVAr)
CAPACITANCIA BANCO
CONDENSADORES (µf)
1 Bomba Lavado De C enizas 3 4160 300 88,64% 0,85 0,95 252,39 156,42 82,96 73,46 3,75 2 Bomba Agua Alimentación Calder a 3-1 4160 1100 84,79% 0,85 0,95 967,36 599,51 317,96 281,56 14,39
3 Bomba Agua Alimentación Calder a 3-3 4160 1100 84,32% 0,85 0,95 972,76 602,86 319,73 283,13 14,47
4 Ventilador Tiro Forzado 3-1 4160 500 86,13% 0,8 0,95 432,91 324,68 142,29 182,39 9,32 5 Ventilador Tiro Forzado 3-2 4160 500 86,12% 0,8 0,95 432,93 324,70 142,30 182,40 9,32 6 Ventilador Tiro Inducido 3-1 4160 1000 74,01% 0,8 0,95 1007,51 755,63 331,15 424,48 21,69
7 Ventilador Tiro Inducido 3-2 4160 1000 75,49% 0,8 0,95 987,86 740,90 324,70 416,20 21,27
8 Pul verizador De Carbón 3-1 4160 400 83,89% 0,8 0,95 355,57 266,67 116,87 149,81 7,65 9 Pul verizador De Carbón 3-3 4160 400 81,14% 0,8 0,95 367,61 275,71 120,83 154,88 7,91 10 Ventilador Aire Primario 3-1 4160 300 74,00% 0,8 0,95 302,32 226,74 99,37 127,37 6,51
11 Ventilador Aire Primario 3-3 4160 300 73,33% 0,8 0,95 305,07 228,81 100,27 128,53 6,57
12 Bomba Agua D e Circulación 3-1 4160 335 80,48% 0,8 0,95 310,40 232,80 102,02 130,78 6,68 13 Bomba Agua D e Circulación 3-2 4160 335 74,29% 0,8 0,95 336,24 252,18 110,52 141,66 7,24
14 Bomba Lavado Cenizas 4 4160 300 79,27% 0,85 0,95 282,22 174,90 92,76 82,14 4,20
Tabla Nº 51. Valores Y Características Banco De Condensadores Unidad 3 4160 V FUENTE: Autores
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 38
CONV ENCIONES:
TRANSFORMADOR DE POTEN CIABREAKER O INTERRUPTOR CERRAD OBREAKER O INTERRUPTOR ABIERTOSUBESTACIÓN DE 4160 O 480 VINTERCONEXION DE SUBESTACIONES DE 4160 VINTERCONEXION DE SUBESTACIONES DE 480 VALIMENTAC ION DE SUBESTACIONES DE 480 V
TAG-134.5/4.1 6 Kv4.5/5.6 MVA
TAG-234 .5/4.16 Kv6/7.5 MVA
TAG-35 7.5 /4.16 Kv
4.5 MVA
FS-8 FS-9 FS-10 FS-11 FS-15FS-12FS-13 FS-14
FU 3-1 FU 3-2 FU 5-1FU 4-2FU 4-1 FU 5-2
GU 3-2
GU 3-1GU 4-1 GU 5-1
F S-3A
FS-4
FS-2B
FS-2A FS-1 FS-5
FS-3B
FS-6
FS-7AFS-7
FU 1-1
FU 1-2
FU 2-1
GU 1-1 GU 1-2 GU 2-1
EU 1-1 ES-2 ES 1 ES 3 EU 2 -1 EU 3 -1ES 4 ES 4 A EU 3-2 EU 4-1ES 1 /8 ES-5 EU 5-1EU 4-2ES 8ES 7 ES 9 ES 11 ES 1 0EU 5-2 ES 12ES 6
DS-5DU 4-2 DS-4DU 5-1 DU 5-2DU 4 -1DU 3-2DU 3-1 DS-3DU 1-1 DU 2-1DS-1 DS-2
Figura Nº 3. Diagrama Unif ilar De Las Subestaciones De 4160 V y 480 V.
FUENTE: Personal Operación TERMOZIPA
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 176
ANEXO 10.
DIAGRAMAS DE UBICACIÓN CENTRAL TERMOZIPA
CENTRO DE PRODUCCIÓN TERMOZIPADIAGRAMA DE UBICACIÓN EXTERIORES
TallerAutomotriz
TallerAutomotriz Carcamo
Comb ustib le
PlantaHidrogenoPlan ta deHidrogeno
C asetaC arbón
SubestaciónPatio de
Conexiones
Lubricación
Casino Nuevo
CasetaContratistas
PlantaDesmineralizadora Bocatoma
Obras C iv
CarcamoCombustible PLANTA
Transforma-dores dePotencia
ENTRADA A LA CENTRAL
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 177
DIAGRAMA DE UBICACIÓN PRIMER PISOCENTRO DE PRODUCCIÓN TERMOZIPA
Taller deSoldadura
Ceniceros Unidades 1, 2, y 3
PulverizadoresPulverizadoresPulverizador Pulverizador
CeniceroUnidad 4
CeniceroU nidad 5
Caseta
Cas eta
BAAC BA AC U2 BA AC U3 BAAC U5BA AC U4
BEC U5BEC U1 BEC U2 BEC U3 BEC U4
Condens adoresCondens adores CondensadoresCondensadores
Cuarto de Seguridad
Cuarto deBaterías
U-2 y U-3
CuartoBrigada
Seguridad
H erramenteriaTaller Mantenimiento
Cuarto de Baterías
U -4 y U-5
Bombas Cenizas yAgua Cruda
TallerBombasQuímicos
CuartoEmpaques
Salida haciaPatio Carbón
Salida haciaVes tieres
Ordinarias
As cens or
BombasQuímicos
BombasAc y Ac
Chimeneas Chimeneas
BEC: BOMBA EMERGENCIA DE CONDENSADOBAAC: BOMBA AGUA Alimentación CALDERA
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 178
DIAGRAMA DE UBICACIÓN SEGUNDO PISOCENTRO DE PRODUCCIÓN TERMOZIPA
ZONA DE TRITURADORES DE CARBÓN UNIDADES 2, 3, 4, Y 5
Subesta ción480 v U-1
Subestación480 v U-5
Subestación480 v U-2
Subestación480 v U-3
Subesta ción480 v U-4
TurbinaUnidad 5
Subestación4160v U-1
TurbinaUnidad 3
TurbinaUnidad 4
TurbinaUnidad 1 y 2
Subestación4160v U-2
Subestación4160v U-5
Subestación4160v U-3
Subestación4160v U-4
Zona deDescarguePrimer piso
OficinasMantenimiento
VestierFemenino
BañosVestier
Operación
Ascensor
Salida EscaleraAdministración
Salida por Escalera costado
Occidental
Salida por Escalera costadoOriental
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 179
DIAGRAMA DE UBICACIÓN TERCER PISOCENTRO DE PRODUCCIÓN TERMOZIPA
ZONA DE CALDERAS UNIDADES 1, 2, 3, 4, Y 5.
U-5U-2 U-3 U-4
Tableromecánico
unidades 1,2,3
Unidad 5
Unidad 2
Unidad 4Unidad 3
Unidad 1
Tableromecánico
unidades 4 y 5
Baño
Jefa tura
TableroEléctrico
SupervisorOperación
IngenierosOperación
LaboratorioQuímico
Cafetería
Ta llerElé ctr ico
Taller Instrumentos
Planoteca
OficinaSipt
A rchivomuerto
BañoSa lida
Escaleras
costadoi t l
SalidaEscalerascostado
Occident
Adm
Jefe Op
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PEDRO FABIAN ALVAREZ COBA LUIS EDUARDO POLANCO PUENTES 35
PILA DE CARBON
TOLVA DE CARBON
ALIMENTADOR DE CARBON
PULVERIZADOR DE CARBON
TRIT-SEC DE CARBON
CLASIFICADORA
BOMBA ACPM
BOMBA FUEL OIL
TANQUE ACPM
TANQUE FUEL OIL
BOMBA AGUA DE ALIMENTACION
CALDERA
CONDENSADOR
BOMBA AGUA DE CIRCULACION
TORRE DE ENFRIAMIENTO
RÍO
TURBINA GENERADOR ELECTRICO
PRECIPITADOR ELECTROSTATICO
VENTILADOR TIRO FORZADO
VENTILADOR TIRO INDUCIDO
CHIMENEA
CALDERA
BOMBA EXTRACTORA DE
CONDENSADO
Figura Nº 1. Esquema Explicativo Del Proceso De Generación En La Central Termozipa.