Diseño de un calentador de agua de alimentación a una caldera para una central térmica | Design of a feed-water heater for a thermal power station

Resumen: El presente proyecto nace de la necesidad de conocer el funcionamiento de un calentador de agua, así como determinar y describir sus partes integrantes con el propósito de adquirir los conocimientos necesarios para diseñar y proyectar dicho equipo para la producción de electricidad en una Central Térmica. El trabajo fin de grado consta de ocho capítulos y tres anexos (A, B y C) , a continuación resumen los más representativos : 1. Introducción: En este apartado se describe el equipo a presión dentro del ciclo termodinámico y se explica la importancia dentro de este. 2. Objetivos y Alcance: Marca el objetivo fundamental que consiste en la descripción del diseño en base a la normativa vigente. 3. Exposición General de un Feed-Water Heater: En este punto se explica detalladamente cada una de las partes integrantes del equipo a diseñar, a demás de los tipos de calentadores existentes. 4. Descripción del diseño del calentador: Una vez se explican cada una de las partes integrantes del equipo a diseñar, este capitulo se encarga de los siguientes objetivos: a. Situar el equipo dentro del ciclo termodinámico de la central. b. Definir las condiciones de contorno del calentador (temperaturas, presiones, flujos masicos…etc) , es decir , se obtienen todos los parámetros necesarios de partida para poder diseñar el calentador. c. Descripción del diseño térmico que utilizan los programas actuales para diseñar este tipo de equipos en base a la normativa vigente incluyendo formulas, tablas y conocimientos básicos en base a la experiencia para un correcto diseño térmico. d. Descripción del diseño mecánico que utilizan los programas actuales para diseñar este tipo de equipos en base a la normativa vigente incluyendo formulas, tablas y conocimientos básicos en base a la experiencia para una fabricación optima en consonancia con el previo diseño térmico. 5. Resultados del diseño y Anexos B y C: Tras recibir los datos necesarios para diseñar el equipo por parte de la central térmica de costanera mostrados en el anexo B (tablas de datos de la central) , el programa de cálculo térmico realiza el cálculo optimo del equipo dando una tabla de datos como resultado conocida como data sheet, es donde se muestran los parámetros térmicos fundamentales como área de intercambio de cada zona , espesores , materiales…etc. El anexo B también muestra la tabla de datos del diseño mecánico que recoge los espesores mas significativos del equipo según los requerimientos de diseño. El anexo C muestra dos planos característicos del equipo, siendo estos resultados del diseño imprescindibles para la fabricación del mismo. 6. Análisis Económico: Determina los costes y amortización del calentador por parte de la central térmica. 7. Conclusiones: En estas se defiende: a. Materiales Elegidos. b. Coste del calentador de agua de alimentación.

Abstract: This project is born from the need to know the operation of a water heater, as well as determine and describe its integral parts in order to acquire the necessary knowledge to design and project such equipment for the production of electricity in a Thermal Power Plant. The final degree project consists of eight chapters and three annexes (A, B and C), below summarize the most representative: 1. Introduction: This section describes the pressure equipment within the thermodynamic cycle and explains the importance within it: 2. Objectives and Scope: Mark the fundamental objective that consists in the description of the design based on current regulations. 3. General Exhibition of a Feed-Water Heater: This section explains in detail each of the integral parts of the equipment to be designed, in addition to the types of existing heaters. 4. Description of the heater design: Once each of the components of the equipment to be designed is explained, this chapter takes care of the following objectives: a. Place the equipment within the thermodynamic cycle of the plant. b. Define boiler boundary conditions (temperatures, pressures, mass flows ... etc), that is, all necessary starting parameters are obtained to be able to design the boiler. c. Description of the thermal design used by current programs to design this type of equipment based on current regulations including formulas, tables and basic knowledge based on experience for proper thermal design. d. Description of the mechanical design used by current programs to design this type of equipment based on current regulations including formulas, tables and basic knowledge based on experience for optimal manufacturing in line with the previous thermal design. 5. Design results and Annexes B and C: After receiving the necessary data to design the equipment by the waterfront thermal power plant shown in Annex B (data tables of the plant), the thermal calculation program performs the calculation optimum of the equipment giving a data table as a result known as data sheet, is where the fundamental thermal parameters are shown as the exchange area of each zone, thicknesses, materials ... etc. Annex B also shows the mechanical design data table that includes the most significant thicknesses of the equipment according to the design requirements. Annex C shows two characteristic drawings of the equipment, these design results being essential for its manufacture. 6. Economic Analysis: Determines the costs and amortization of the heater by the thermal power plant. 7. Conclusions: These are defended: a. Chosen Materials. b. Feed water heater cost.

Grado en Ingeniería de los Recursos Energéticos