Estudio teórico experimental para recuperar potencia en altura [3,825 m.s.n.m.] y análisis del sistema de protección de grupo MAN 16v 25/30

Abstract

El presente trabajo consta de 7 capítulos, que comprende el siguiente resumen: En el primer capítulo se fijan los objetivos y metas que se espera alcanzar de la tesis y el procedimiento seguido. En el segundo capítulo se hace un estudio general de la sobrealimentación, los tipos de sobrealimentación, la ventaja de usar turbinas a gas, un breve resumen y teoría de turbocompresores, también se adjunta en el anexo 1 un informe general del mantenimiento a seguir y su construcción del grupo de sobrealimentación extraído del catálogo de la fábrica MAN. En el tercer capítulo, se dan las características del motor MAN 16V 25/30, y una descripción sinóptica de lo que son: El bloque motor, camisas, culatas, válvulas, etc. Luego se adjuntan los datos técnicos, potencias efectivas a nivel del mar y en altura, medidas, tiempos de distribución, y temperaturas de servicio, después se hace una descripción del regulador Woodward (Hidráulico), sus principios de funcionamiento, su operación, y los tipos de reguladores. En el cuarto capítulo se hace un estudio teórico experimental del comportamiento de los turbosobrealimentadores actuales, con los datos obtenidos tanto a nivel del mar como a una altura de 3,825 m.s.n.m. mediante gráficos, es decir la variación de las relaciones de presión, de las R.P.M. etc. en función de la carga. Se realiza un análisis y su comentario de estos gráficos. También se agrega las fallas frecuentes de los turbocompresores, y las acciones a seguir en estos casos. En el quinto capítulo, se hace referencia a antecedentes de trabajos similares. Luego se analiza el comportamiento del motor MAN a nivel del mar para ello se cuenta con curvas ploteadas por el fabricante, de las pruebas realizadas al grupo MAN en lugar situado a nivel del mar, y está con el nombre de "OPERATING RESULTS FOR GENERADOR CURVE", cuya copia se adjunta en el anexo 3. Para una mejor comprensión se han desarrollado en siete gráficos. Se continúa con el análisis del comportamiento del grupo MAN en altura (a 3,825 m.s.n.m.) en base a los datos del protocolo de pruebas efectuadas en el lugar de instalación. Para comparar estos resultados experimentales, se realizan los cálculos previos de comprobación de los parámetros del motor MAN a nivel del mar y a una altura de 3,825 m.s.n.m. lugar de instalación de los grupos mencionados, los cálculos se hacen con el turbocompresor actual. Con estos cálculos se hacen la modelación de los gráficos del diagrama indicado abierto y cerrado tanto con el turbocompresor actual y p°steri°rmente con el seleccionado, para luego graficarlas con el graficador del Qpro en un impresora a colores Citizen, luego se adjuntan las conclusiones y algunos comentarios. A continuación se sigue con el procedimiento para seleccionar el turbocompresor basada en la metodología propuesta en un trabajo para la CONIMERA por Abelardo Ludeña Luque y Luis Lastra Espinoza, enseguida se hace la simulación por computadora del trabajo conjunto del motor- turbocompresor. En el anexo 5 se adjunta los cálculos del compresor centrífugo, la turbina con sus curvas características. Después de los cálculos anteriores se hace otra vez el cálculo térmico con el nuevo turbosobrealimentador seleccionado para comprobar la potencia que se recupera (unos 500 kW). Prologo En el capítulo seis se hace un análisis detallado de los sistemas de protección del motor como son: Para la temperatura excesiva del agua de refrigeración, la velocidad excesiva, la presión baja de aceite, etc. Se hace un análisis del funcionamiento y el tipo de dispositivo eléctrico de emergencia. Por tratarse de una planta térmica de generación se hace mención del generador eléctrico, acoplado al motor MAN. Asimismo, se hace un estudio general de lo que son las fallas a tierra y del sistema con el neutro aislado que es el referido al generador eléctrico actual, se elige el tipo de relé, el transformador de corriente para su implementación y una mejor protección contra las fallas a tierra como son las caídas de líneas de media tensión al suelo poniendo en peligro la integridad física de la población. En el último capítulo se hace un breve análisis de los costos que representa la adquisición de un turbocompresor de las características seleccionadas. Deseo expresar mi agradecimiento al Ing. Antonio García Llaque por su valioso asesoramiento, así mismo al Dr. Luis Lastra Espinoza por haber aceptado continuar con la asesoría del trabajo de tesis. También agradezco a la Empresa Electroperú por permitirme hacer uso de determinada información relacionada con las características de la planta de generación.