Nombre: CENTRALES TÉRMICAS
Código: 523103010
Carácter: Obligatoria
ECTS: 7.5
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 3º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CG01 ]. Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación
[CG02 ]. Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/306/2009, la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas
[CG06 ]. Capacidad para el mantenimiento, conservación y explotación de los proyectos, plantas e instalaciones, en su ámbito
[EE01 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de aprovechamiento, transformación y gestión de los recursos energéticos.
[EE03 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de industrias de generación, transporte, transformación y gestión de la energía eléctrica y térmica.
Las competencias específicas de esta asignatura corresponden a la Mención en Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos, ver Apartado 5.1.
[T02 ]. Trabajar en equipo
R01 Identificar los principios de funcionamiento de los distintos tipos de centrales térmicas, interpretar el contexto energético de generación, demanda y mercado eléctrico.
R02 Analizar los ciclos termodinámicos básicos y complejos de cada tipo de central térmica.
R03 Analizar la influencia de los parámetros ambientales en el funcionamiento de las centrales.
R04 Calcular la eficiencia de las máquinas térmicas y de las instalaciones utilizando la termodinámica técnica como herramienta básica de análisis energético.
R05 Valorar los mecanismos de limitación del impacto ambiental de cada tipo de máquina térmica.
R06 Identificar y recordar los elementos principales de las centrales térmicas convencionales y de las máquinas térmicas utilizadas.
R07 Diferenciar las centrales térmicas no convencionales con las convencionales desde el punto de vista del análisis termodinámico.
R08 Diseñar un ciclo termodinámico de una central térmica para unas condiciones de contorno determinadas optimizando diversos parámetros.
R09 Utilizar herramientas informáticas para el análisis termodinámico de centrales térmicas.
R10 Planificar objetivos complejos y trabajar en equipo con eficacia.
Estructura y funcionamiento del sistema de generación español y contexto energético. Tipos de centrales térmicas. Fundamentos de los sistemas térmicos de generación. Cálculo termodinámico. Centrales térmicas convencionales. Centrales con turbinas de vapor. Centrales térmicas con turbinas de gas. Centrales de ciclo combinado. Motores de combustión interna alternativos. Instalaciones de cogeneración.
UD I. FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS TÉRMICOS DE GENERACIÓN
I.1. Contexto actual de las Tecnologías de Generación. Estructura y funcionamiento de los sistemas de generación en el contexto español e internacional. Introducción al Mercado Eléctrico.
I.2. Conceptos previos de termodinámica. Unidades energéticas, magnitudes y cálculos.
I.3. Definiciones. Clasificación de las Máquinas Térmicas. Campos de aplicación.
UD II. CENTRALES TÉRMICAS CONVENCIONALES. TURBINAS DE VAPOR
II.1. Introducción. Clasificación y funcionamiento. Aplicaciones.
II.2. Análisis de los ciclos termodinámicos básicos de las turbinas de vapor y mejoras.
II.3. Tecnología de las turbinas de vapor. Elementos de las centrales térmicas de turbinas de vapor. Sistema agua¿vapor. Calderas. Sistemas de combustible y de aire. Sistemas auxiliares.
II.4. Centrales supercríticas.
UD III. TURBINAS DE GAS
III.1. Introducción. Clasificación y funcionamiento. Aplicaciones.
III.2. Compresores. Tipos de compresores.
III.3. Análisis de los ciclos termodinámicos básicos de las turbinas de gas y mejoras.
III.4. Tecnología de las turbinas de gas. Elementos de las centrales térmicas de turbinas de gas. Cámaras de combustión. Sistemas auxiliares de Turbina de Gas.
III.5. Propulsión con Turbina de Gas.
UD IV. MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS (MCIA)
IV.1. Introducción. Clasificación y funcionamiento. Aplicaciones.
IV.2. Características generales de los MCIA. Parámetros, ciclos ideales y reales.
IV.3. Diagrama de distribución. Sistemas de encendido en MCIA.
IV.4. Renovación de la carga. Alimentación. Combustibles. Contaminación.
IV.5. Tecnología de los MCIA. Elementos constructivos.
UD V. CENTRALES TÉRMICAS DE CICLO COMBINADO
V.1. Introducción.
V.2. Análisis termodinámico de los ciclos combinados y mejoras,
V.3. Tecnología de los ciclos combinados. Elementos de las centrales térmicas de ciclo combinado.
UD VI. INSTALACIONES DE COGENERACIÓN Y TRIGENERACIÓN
VI.1. Introducción. Conceptos y clasificación. Tecnologías de cogeneración.
VI.2. Análisis energético. Índices de prestaciones.
VI.3. Ventajas y desventajas de la cogeneración.
VI.4. Trigeneración. Concepto y aplicaciones.
UD VII. SISTEMAS COMUNES A CENTRALES TÉRMICAS. OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
VII.1. Sistemas de control y protección.
VII.2. Sistemas eléctricos.
VII.3. Operación y Mantenimiento.
UD VIII. CENTRALES NO CONVENCIONALES
VIII.1. Introducción.
VIII.2. Análisis termodinámico de los sistemas de generación no convencionales.
P1. Uso de tablas y diagramas termodinámicos. Resolución de problemas en el aula.
P2. Elementos constructivos
a. Centrales Térmicas con Turbina de Vapor. b. Turbinas de Gas. c. Ciclos Combinados. d. Motores de Combustión Interna Alternativos.
P3. MCIA
a. Diagrama de distribución. b. Sistemas de encendido en MEP. c. Sistemas de alimentación en MEP. d. Sistemas de alimentación en MEC.
P4. Análisis de ciclos termodinámicos mediante herramientas informáticas.
P5. Visita a una instalación industrial
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
1. Fundamentals of Thermal Power Generation
2. Conventional Power Plants. Steam Turbines
3. Gas Turbines
4. Reciprocating Engines
5. Combined Cycle Power Plants
6. Cogeneration Power Plants
7. Common Systems. Operation and Maintenance
8. Non¿conventional Thermal Power Plants
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
En las clases de teoría que sean expositivas se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes.
En las clases de problemas se resolverán problemas tipo y se analizarán casos prácticos. Se enfatizará el trabajo en plantear
métodos de resolución y no en los resultados. Se plantearán problemas y/o casos prácticos similares para que los estudiantes los vayan resolviendo individualmente o por grupos reducidos, siendo guiados paso a paso por el profesor. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.
56
100
Clase en laboratorio: prácticas.
Se realizarán sesiones en el laboratorio relacionadas con los elementos constructivos de los MCIA, diagrama de distribución, sistemas de encendido y alimentación, etc.
5
100
Tutorías
Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje, resolución de dudas sobre teoría o ejercicios y motivación por el aprendizaje.
4
50
Clase en aula de informática: prácticas.
Mediante las sesiones de aula de informática se pretende que los alumnos adquieran habilidades básicas computacionales y manejen programas y herramientas de cálculo y simulación profesionales.
10
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Horas presenciales dedicadas a la evaluación continua: exámenes o presentaciones.
4
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Estudio del caso relacionado con la materia impartida durante las clases teóricas y de problemas o problema de complejidad superior a los problemas de clase. Implica la utilización de herramientas informáticas e integran aspectos más amplios de la asignatura que los vistos en clase.
Se realizarán actividades relacionadas con los problemas de la asignatura cuando se vea la necesidad de reforzar algún concepto o aclarar dudas. Los alumnos trabajarán en grupo o individualmente.
Estudio de la materia impartida durante las clases teóricas y de problemas. Resolución de ejercicios propuestos.
146
0
Exámenes (orales o escritos)
Se realizarán dos exámenes parciales. Cada uno de ellos consta de:
- Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas y/o preguntas de test (T): Entre 2 y 5 cuestiones teórico-prácticas de desarrollo y 5-30 preguntas de tipo test. Se orientan a conceptos, definiciones, etc. Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos
- Problemas (P): Uno o dos problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
Evalúa los resultados del aprendizaje R01 a R07.
Criterios de corrección para aprobar cada examen parcial:
1. Obtener una puntuación mínima (30%) en cada parte del examen (T) y (P).
2. Para poder liberar la materia de un parcial de cara a un examen final o aprobado por evaluación continua, hay que obtener una nota mayor o igual a 4.0, siempre que la nota final de la asignatura, calculada con todos los items de evaluación, sea mayor o igual que 5,0.
3. Superar el parcial completo supone la liberación del temario que comprende el parcial para las convocatorias ordinaria y extraordinaria del curso presente. Esta nota no se guardará para los cursos siguientes.
La nota del examen de cada parcial es: (E)=t*(T) + p*(P), siendo t y p los pesos de cada parte, que estarán entre el 40-60 %
El resto de detalles en cuanto a duración de los exámenes, temario a evaluar, requisitos del examen, etc., se publicarán en las convocatorias de examen.
75 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
O bien la resolución de los problemas propuestos a lo largo del cuatrimestre, o bien un estudio del caso (resolución de problemas complejos), en equipo y/o individualmente. En el segundo caso la documentación puede estar en inglés y se podrá evaluar por medio de varios entregables, evaluación por los compañeros y exposición oral del trabajo final mediante una presentación.
Evalúa los resultados del aprendizaje R01 a R10.
10 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Cuestiones prácticas sobre conocimiento de elementos de las máquinas y e instalaciones y su funcionamiento. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos teóricos mediante exámenes de tipo test o respuesta corta. Este item incluye la parte de tecnología de MCIA y turbomáquinas.
Además incluye las prácticas de aula de informática para el cálculo de variables termodinámicas y resolución de problemas.
Evalúa los resultados del aprendizaje R04 y R06.
15 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
Control de asistencia.
0 %
Exámenes (orales o escritos)
Examen escrito, que se puede hacer por parciales (tipo A), en el caso de tener uno de los dos parciales aprobados, o el final
completo (tipo B).
El examen tipo A: la composición y características son las que se especifican en el apartado de evaluación continua.
El examen tipo B, consta de:
- Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas y/o preguntas de test (T): Entre 2 y 5 cuestiones teórico-prácticas de desarrollo y 10-30 preguntas de tipo test. Se orientan a conceptos, definiciones, etc. Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos
- Problemas (P): dos o tres problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis.
Evalúa los resultados del aprendizaje R01 a R07.
Criterios de corrección para aprobar cada examen parcial (tipo A): son los que se especifican en el apartado de evaluación continua.
Criterios de corrección para aprobar el examen final (tipo B):
1. Obtener una puntuación mínima (30%) en cada parte del examen (T) y (P).
2. Para poder liberar la materia de un parcial (examen tipo A) de cara a un examen final, hay que obtener una nota mayor o igual a 4.0, siempre que la nota final de la asignatura, calculada con todos los items de evaluación, sea mayor o igual que 5,0.
La nota del examen completo o del examen de cada parcial, si se opta por ese tipo, es: (E)=t*(T) + p*(P), siendo t y p los pesos de cada parte, que estarán entre el 40-60 %
El resto de detalles en cuanto a duración de los exámenes, temario a evaluar, requisitos del examen, etc., se publicarán en las convocatorias de examen.
75 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
O bien la resolución de los problemas propuestos a lo largo del cuatrimestre, o bien un estudio del caso (resolución de problemas complejos), en equipo y/o individualmente. En el segundo caso la documentación puede estar en inglés y se podrá evaluar por medio de varios entregables, evaluación por los compañeros y exposición oral del trabajo final mediante una presentación.
Evalúa los resultados del aprendizaje R01 a R10.
10 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Cuestiones prácticas sobre conocimiento de elementos de las máquinas y e instalaciones y su funcionamiento. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos teóricos mediante exámenes de tipo test o respuesta corta. Este item incluye la parte de tecnología de MCIA y turbomáquinas.
Además incluye las prácticas de aula de informática para el cálculo de variables termodinámicas y resolución de problemas.
Evalúa los resultados del aprendizaje R04 y R06.
15 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
Control de asistencia.
0 %
La evaluación final de la asignatura consistirá en la recuperación de las actividades de evaluación continua que el estudiante no hubiese superado durante el curso. En la recuperación se evaluarán los mismos resultados del aprendizaje que en las actividades de evaluación continua equivalentes.
Autor: Sanz Feito, Javier
Título: Máquinas eléctricas
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 8420533912
Autor: Sabugal García, Santiago.
Título: Centrales térmicas de ciclo combinado
Editorial: Ediciones Díaz de Santos,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9788479787356
Autor: Muñoz Rodríguez, Mariano
Título: Motores alternativos de combustión interna
Editorial: Prensas Universitarias de Zaragoza
Fecha Publicación: 1999
ISBN: 8477335184
Autor: Sabugal García, Santiago.
Título: Centrales térmicas de ciclo combinado teoría y proyecto
Editorial: Díaz de Santos, Endesa,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 847978735
Autor: , Payri González, Francisco
Título: Motores de combustión interna alternativos
Editorial: Sección de Publicaciones de la E.T.S.I.I. Fundación General UPM
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 8486451019
Autor: García Garrido, Santiago
Título: Cogeneración diseño, operación y mantenimiento de plantas de cogeneración
Editorial: Díaz de Santos,
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9788479788452
Autor: Sabugal García, Santiago
Título: Centrales térmicas de ciclo combinado teoría y proyecto
Editorial: Díaz de Santos
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 847998735
Autor: Agüera Soriano, José
Título: Termodinámica lógica y motores térmicos
Editorial: Ciencia 3
Fecha Publicación: 1999
ISBN: 8486204984
Autor: Zueco Jordán, Joaquín
Título: Problemas de sistemas térmicos de generación
Editorial: UPCT. Servicio de Publicaciones
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 8469995863
Autor: García Garrido, Santiago
Título: Operación y mantenimiento de centrales de ciclo combinado
Editorial: Diaz de Santos
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788479788421
Autor: Pinazo Ojer, José Manuel.
Título: Manual de climatización. Tomo II
Editorial: Instituto Politécnico Nacional,
Fecha Publicación: 1999
ISBN: 9789701830314
Autor: Horlock, J. H.
Título: Advanced gas turbine cycles /
Editorial: [Pergamon],
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 0080442730
Autor: García Garrido, Santiago.
Título: Operacion y mantenimiento de centrales de ciclo combinado
Editorial: Díaz de Santos,
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9788479788421
Autor: Mataix, Claudio
Título: Termodinámica técnica y máquinas térmicas
Editorial: ICAI
Fecha Publicación: 1978
ISBN: 8473990501
Autor: Zueco Jordán, Joaquín
Título: Problemas de sistemas térmicos de generación Joaquín Zueco Jordán
Editorial: Servicio de Reprografía de la UPCT
Fecha Publicación: 2004
ISBN:
Autor: Muñoz, M.
Título: Máquinas térmicas
Editorial: Universidad Nacional de Educación a Distancia
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8436225651
Autor: Moran, Michael J.
Título: Fundamentos de termodinámica técnica
Editorial: Reverte
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 9788429143799
Autor: El-Walkil, M. M.
Título: Powerplant technology
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 1984
ISBN: 007019288
Autor: Gómez Ribelles, José Luis
Título: Termodinámica técnica
Editorial: Departamento de Termodinámica Aplicada, Universidad Politécnica de Valencia
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 9788497051989
Autor: Torrella Alcaraz, Enrique
Título: La producción de frio
Editorial: Universidad Politécnica
Fecha Publicación: 1996
ISBN: 8477213674
Autor: Pinazo Ojer, Jose Manuel.
Título: Manual de climatizacion
Editorial: Instituto Politécnico Nacional,
Fecha Publicación: 1999
ISBN: 9788477213406