Plantilla Analisis Potencia & Energia Pchs Con Turbinas Francis

7/28/2019 Plantilla Analisis Potencia & Energia Pchs Con Turbinas Francis

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Skype: jlrivera63

LIBRO EXCEL PARA REALIZAR UN SENCILLO ANALISIS DE POTENCIA Y ENERGIA

PEQUEAS CENTRALES HIDROELECTRICAS CON CAPTACIONES A FILO DE AGUA

(HABILITADO PARA 1 2 TURBINAS FRANCIS)

NIVEL BASICO DE INGENIERIA (ESQUEMA)

(Versin Preliminar - Para Chequeos Muy Generales a Nivel de Esquema Elemental de Ingeniera)

[email protected]

Las celdas con fondo amarillo son las editables
mailto:[email protected]://www.jlriveras.webs.tl/


2/10

40.00

QOPREficiencia

Turbina

(%) (%)

5.00

10.00 6.53

15.00 19.32

20.00 30.88

25.00 41.26

30.00 50.49

35.00 58.63

40.00 65.73

45.00 71.83

50.00 76.98

55.00 81.22

60.00 84.60

65.00 87.17

70.00 88.97

75.00 90.06

80.00 90.47

85.00 90.26

90.00 89.47

95.00 88.15

100.00 86.34

90.47 %

86.34 %

Mxima Eficiencia de la Turbina =

Eficiencia para el Caudal de Diseo =

Mnimo Caudal Relativo de Operacin % del Caudal de diseoCURVA DE EFICIENCIA ESTNDAR (Genrica) - TURBINAS TIPO FRANCIS

CURVA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

EFIC

IENCIADELATURBINAEN%

PORCENTAJE DEL CAUDAL NOMINAL

CURVA DE EFICIENCIA STANDAR - TURBINA TIPO FRANCIS


3/10

15.00

QOPREficiencia

Turbina

(%) (%)

5.00

10.00

15.00 66.36

20.00 75.10

25.00 81.17

30.00 85.21

35.00 87.73

40.00 89.17

45.00 89.89

50.00 90.15

55.00 90.16

60.00 90.06

65.00 89.94

70.00 89.85

75.00 89.79

80.00 89.77

85.00 89.73

90.00 89.65

95.00 89.49

100.00 89.19

90.16 %

89.19 %Eficiencia para el Caudal de Diseo =

CURVA DE EFICIENCIA ESTNDAR (Genrica) - TURBINAS TIPO KAPLANCaudal Relativo Mnimo de Operacin % del Caudal de diseo

CURVA


60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

EFIC



CURVA DE EFICIENCIA STANDAR - TURBINA TIPO KAPLAN


4/10

10.00

QOPREficiencia

Turbina

(%) (%)

5.00

10.00 74.24

15.00 79.90

20.00 83.57

25.00 85.83

30.00 87.14

35.00 87.85

40.00 88.23

45.00 88.44

50.00 88.59

55.00 88.73

60.00 88.89

65.00 89.03

70.00 89.12

75.00 89.14

80.00 89.07

85.00 88.90

90.00 88.69

95.00 88.53

100.00 88.59

89.14 %

88.59 %Eficiencia para el Caudal de Diseo =

CURVA DE EFICIENCIA ESTNDAR (Genrica) - TURBINAS TIPO PELTONCaudal Relativo Mnimo de Operacin % del Caudal de diseo

CURVA


60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

EFIC



CURVA DE EFICIENCIA STANDAR - TURBINA TIPO PELTON


5/10

TIPO / DESCRIPCION CANT. Ki SUBTOTAL

Entrada en Tanque de Carga 1 1.00 1.00

Rejilla de Entrada 1 1.19 1.19

Vlvula de Compuerta 100 % Abierta 1 0.15 0.15

Deflexiones 22,5 5 0.10 0.50

2.84

CALCULO PERDIDAS MENORES EN TUBERIA FORZADA

Total Coeficiente de Prdidas Menores en Tubera Forzada


6/10

Caudal

(m3/s)

0 27.24

5 10.5810 7.0615 5.40

20 4.20

25 3.22

30 2.73

35 2.4040 2.0445 1.79

50 1.45

55 1.32

60 1.15

65 0.99

70 0.8575 0.7380 0.59

85 0.51

90 0.41

95 0.28100 0.06

Porcentaje de

Tiempo en que

el Caudal es

Igualado o

Superado

CURVA DE DURACION DE LOS CAUDALES EN LA CAPTACION DE LA PCH

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

CAUDAL(m3/s)

PORCENTAJE DEL TIEMPO EN QUE EL CAUDAL ES IGUALADO O SUPERADO

CURVA DE DURACION DE LOS CAUDALES EN LA CAPTACION DE LA PCH


7/10

2.73 m3/s

0.41 m3/s En funcin de criterios eminentemente am

60.00 mca Diferencia de elevaciones entre nivel en ta

2.00

1.37 m /s

153.65 m En esta plantilla solo se considera una lne

4.29 m/s

0.900 m Determinado de manera rpida y prelimin

0.900 m

0.63617 m2

4.29 m/s

Acero

135

0.3107180 Factor de Q1,852

para determinar las hf(M

2.00 mca

3.33 % Con relacin a la altura o caida bruta.

2.84 Por entrada en tanque de carga, codos, de

2.66 mca

4.43 % Con relacin a la altura o caida bruta.

Dependen de los fabricantes, se adoptan a

Francis

90.47 % "Estandar" porque en esta plantilla se est

86.34 % "Estandar" porque en esta plantilla se est

CARACTERISTICAS TURBINAS Y OTROS EQUIPOS

Caudal Residual Tramo Cortocircuitado del Cauce

PARAMETROS BASICOS PARA EL ANALISIS DE POTENCIA Y ENERG

Eficiencia Estandar de la Turbina para el Caudal de Diseo

hm para el Caudal de Diseo

Prdidas Hidrulicas Mximas en Tubera Forzada (Menores)

Tipo de Turbinas

Mxima Eficiencia Estndar de la Turbina

Prdidas Hidrulicas Mximas en Tubera Forzada x Friccin

Longitud de la Tubera

Dimetro Adoptado

Velocidad Mxima

Material de la Tubera

Coeficiente K para Prdidas Menores (h m)

PARAMETROS GENERALES

CARACTERISTICAS TUBERIA FORZADA

Velocidad Econmica Tubera Forzada (Terica)

Dimetro Econmico (Terico)

Coeficiente de Rugosidad C (HW)

hfpara el Caudal de Diseo

Factor de Caudal para determinar h f(perd. X friccin)

Caudal de Diseo o Caudal Nominal (QD)

Altura o Caida Bruta (HB)

Nmero de Turbinas

Caudal de Diseo por Turbina (Qd)

Area de la Tubera Forzada


8/10

Turbina 1 Turbina 2 Turbina 1 Turbina 2 Turbina 1 Turbina 2

Prdidas por

Friccin

Tubera

Forzada

Prdidas

Menores en

Tubera

Forzada

Total

Prdidas

Hdcas en

Tubera

Forzada

T

(m3/s) (m3/s) (m3/s) (m/s) (%) (%) (%) (%) (mca) (mca) (% de HB)

0 26.83 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

5 10.17 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

10 6.65 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

15 4.99 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

20 3.79 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

25 2.81 1.37 1.37 4.31 100.00 100.00 86.34 86.34 2.01 2.69 7.83

30 2.32 1.16 1.16 3.65 84.67 84.67 90.29 90.29 1.48 1.93 5.68

35 1.99 0.99 0.99 3.11 72.26 72.26 89.55 89.55 1.10 1.40 4.17

40 1.63 0.81 0.81 2.55 59.12 59.12 84.06 84.06 0.76 0.94 2.83

45 1.38 0.69 0.69 2.17 50.36 50.36 77.31 77.31 0.56 0.68 2.07

50 1.04 1.04 0.00 1.63 75.91 0.00 90.18 0.00 0.33 0.38 1.18

55 0.91 0.91 0.00 1.43 66.42 0.00 87.76 0.00 0.26 0.30 0.93

60 0.74 0.74 0.00 1.16 54.01 0.00 80.45 0.00 0.18 0.19 0.62

65 0.58 0.58 0.00 0.91 42.34 0.00 68.71 0.00 0.11 0.12 0.38

70 0.44 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

75 0.32 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

80 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

85 0.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

95 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

100 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Porcentaje de

Tiempo en que el

Caudal es

Igualado o

Superado

Caudal Aprovechado % del Qd Eficiencia

Velocidad en

Tubera

Forzada

CUADRO DE CALCULO MODELO POTENCIA Y ENERGIA - FASE DE ESQUEMA

ENERGIA TOTAL GENERADA TEORICA SI SE TRABAJARA A PLEN

Prdidas Hdcas Tubera Forzada

Caudal

Disponible

(sin Caudal

Residual)


9/10

2.00

0.90 m

2.73 m3/s

1,185.52 kW

4,805.24 MWh

46.27 %

Caudal Total en el

Cauce

Caudal Residual

en Tramo PCHCaudal Disponible Potencia

Energia Generada

Acumulada

(m3/s) (m3/s) (m3/s) (kW) (MWh)

0 27.24 0.41 26.83 1,188.96 0.00

5 10.58 0.41 10.17 1,188.96 505.14

10 7.06 0.41 6.65 1,188.96 1,010.28

15 5.40 0.41 4.99 1,188.96 1,515.42

20 4.20 0.41 3.79 1,188.96 2,020.56

25 3.22 0.41 2.81 1,188.96 2,525.7030 2.73 0.41 2.32 1,077.32 3,007.13

35 2.40 0.41 1.99 926.50 3,432.80

40 2.04 0.41 1.63 721.52 3,782.89

RESUMEN DE LOS RESULTADOS DEL MODELO POTENCIA & ENERGIA

Porcentaje de

Tiempo en que el

Caudal es

Igualado o

Superado

Caudal de Diseo (QD)

Nmero de Turbinas

Dimetro de la Tubera Forzada

Energa Anual Generada

Factor de Planta

Potencia Nominal


10/10

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CAUDAL

(m3/s)

PORCENTAJE DEL TIEMPO EN QUE EL CAUDAL ES IGUALADO O SUPERADO

COMPORTAMIENTO DE CAUDALES Y DE LA POTENCIA REAL EN FUNCION DEL TIEMPO

Caudales en Captacin

Sin Caudal Residual

Comportamiento Potencia Real (kW)

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