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Inicio / Estudios / Grado en Ingeniería de Recursos Minerales y Energía / Plan de Estudios

Guía Docente

CENTRALES TÉRMICAS

Curso 2022-23

  • Presencial

1. Descripción General

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

2. Datos del profesorado

Nombre y apellidos: MULAS PÉREZ, JAVIER

Área de conocimiento: Máquinas y Motores Térmicos

Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos

Teléfono: 968325990 - 968325670 - 4161

Correo electrónico: javier.mulas@upct.es

Horario de atención y ubicación durante las tutorias:

lunes - 09:30 / 11:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 2, Despacho 2.23
Es necesario enviar correo electrónico previo para concertar cita. Las tutorías se puede concertar en otro horario de común acuerdo.
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo javier.mulas@upct.es

Titulaciones:
Ingeniero en Ingeniero de Minas en la Universidad Politécnica de Madrid (ESPAÑA) - 1995

Categoría profesional: Profesor Colaborador

Nº de quinquenios: 5

Nº de sexenios: 0

Curriculum Vitae: Perfil Completo

Nombre y apellidos: CARDIEL TORQUEMADA, SERGIO

Área de conocimiento: Máquinas y Motores Térmicos

Departamento: Ingeniería Térmica y Fluidos

Teléfono:

Correo electrónico: sergio.cardiel@upct.es

Horario de atención y ubicación durante las tutorias:

Titulaciones:

Categoría profesional: Porfesor Asociado

Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente

Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente

Curriculum Vitae: Perfil Completo

3. Competencias y resultados del aprendizaje

3.1. Competencias básicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[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

3.2. Competencias generales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[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

3.3. Competencias específicas del plan de estudios asociadas a la asignatura

[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.

Competencias específicas de la asignatura (para aquellas asignaturas optativas que las tengan)

Las competencias específicas de esta asignatura corresponden a la Mención en Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos, ver Apartado 5.1.

3.4. Competencias transversales del plan de estudios asociadas a la asignatura

[T02 ]. Trabajar en equipo

3.5. Resultados del aprendizaje de la asignatura

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.

4. Contenidos

4.1 Contenidos del plan de estudios asociados a la asignatura

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.

4.2. Programa de teoría

Unidades didácticas

Temas

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.

4.3. Programa de prácticas

Nombre

Descripción

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

Prevencion de riesgos

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.

4.4. Programa de teoría en inglés

Unidades didácticas

Temas

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

4.5. Observaciones

5. Actividades formativas

Denominación

Descripción

Horas

Presencialidad

Denominación

Clases de teoría, problemas, casos prácticos

Descripción

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.

Horas

54

Presencialidad

100

Denominación

Prácticas de laboratorio, aula de informática o campo

Descripción

Se realizarán sesiones en el laboratorio relacionadas con los elementos constructivos de los MCIA, diagrama de distribución, sistemas de encendido y alimentación, etc.

Adicionalmente, 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.

Horas

15

Presencialidad

100

Denominación

Tutorías

Descripción

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.

Horas

6

Presencialidad

50

Denominación

Preparación / exposición de informes, trabajos, etc. (individuales o en grupo)

Descripción

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.

Horas

24

Presencialidad

8

Denominación

Asistencia a seminarios, conferencias, jornadas, visitas técnicas, etc.

Descripción

En función de la disponibilidad se programará la asistencia a Conferencias o Jornadas y se incentivará la asistencia a las mismas por parte de los estudiantes.

Se realizará una visita a una central de ciclo combinado u otra central térmica para que los estudiantes puedan ver la tecnología de forma práctica. Se aprovechará la visita para evaluar los contenidos de tecnología relacionados con la misma.

Horas

2

Presencialidad

100

Denominación

Actividades de evaluación formativas y sumativas

Descripción

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.

También incluye la evaluación escrita (examen oficial).

Horas

4

Presencialidad

100

Denominación

Estudio individual

Descripción

Estudio de la materia impartida durante las clases teóricas y de problemas. Resolución de ejercicios propuestos.

Horas

120

Presencialidad

0

6. Sistema de evaluación

6.1. Sistema de evaluación continua

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Exámenes (orales o escritos)

Descripción y criterios de evaluación

Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas y/o preguntas de test (T):

Entre siete y diez cuestiones teórico-prácticas. Puede complementarse con examen tipo test de 20-40 preguntas. Se orientan a conceptos, definiciones, etc. Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos

Problemas (P): Dos problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis

Ponderación

65 %

Denominación

Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo

Descripción y criterios de evaluación

Estudio del caso o resolución de problemas complejos, en equipo y/o individualmente: La documentación puede estar en inglés. Se podrá evaluar por medio de varios entregables, evaluación por los compañeros y exposición oral del trabajo final mediante una presentación.

Ponderación

20 %

Denominación

Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo

Descripción y criterios de evaluación

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.

Ponderación

15 %

Denominación

Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)

Descripción y criterios de evaluación

Control de asistencia.

Ponderación

0 %

Denominación

Otras actividades de evaluación sumativas

Descripción y criterios de evaluación

Ejercicios propuestos por el profesor, pruebas tipo test, cuestiones de clase, y, en general, resto de actividades evaluables.

Ponderación

0 %

6.2. Sistema de evaluación final

Denominación

Descripción y criterios de evaluación

Ponderación

Denominación

Exámenes (orales o escritos)

Descripción y criterios de evaluación

Cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas y/o preguntas de test (T):

Entre siete y diez cuestiones teórico-prácticas. Puede complementarse con examen tipo test de 20-40 preguntas. Se orientan a conceptos, definiciones, etc. Se evalúan principalmente los conocimientos teóricos

Problemas (P): Dos problemas de media o larga extensión. Se evalúa principalmente la capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis

Ponderación

65 %

Denominación

Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo

Descripción y criterios de evaluación

Estudio del caso o resolución de problemas complejos, en equipo y/o individualmente: La documentación puede estar en inglés. Se podrá evaluar por medio de varios entregables, evaluación por los compañeros y exposición oral del trabajo final mediante una presentación.

Ponderación

20 %

Denominación

Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo

Descripción y criterios de evaluación

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.

Ponderación

15 %

Denominación

Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)

Descripción y criterios de evaluación

Control de asistencia.

Ponderación

0 %

Denominación

Otras actividades de evaluación sumativas

Descripción y criterios de evaluación

Ejercicios propuestos por el profesor, pruebas tipo test, cuestiones de clase, y, en general, resto de actividades evaluables.

Ponderación

0 %

Información

7. Bibliografía y recursos

7.1. Bibliografía básica

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

7.2. Bibliografía complementaria

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

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