Modelo para determinar la mejor operación de las unidades de la central térmica Ilo 1

Abstract

La central termoeléctrica ILO1 inició sus operaciones el año 1959 con dos calderas de fuego directo 1 y 2 (B1 y B2) y dos Turbinas de Vapor Brown Boveri (TV1 y TV2), para suministrar energía eléctrica a la Mina y Concentradora Toquepala y la Fundición de ILO. En el año 1975 con la expansión de las operaciones de la Mina y Concentradora de Cuajone, se pone en servicio la caldera de fuego directo 3 (B3) y dos Turbinas de Vapor: una Unidad AEG (TV3) y una GE (TV4), en el año 1979 la Unidad AEG fue reemplazada por la actual Turbina GE (TV3). Debido al incremento de las cargas en el año 1994 se pone en servicio la caldera de fuego directo 4 (B4); posteriormente en 1996 y 1997 las Turbinas de Gas 1 (Frame VI) y la Turbina de Gas 2 (LM6000) respectivamente. La tesis se estructura en 12 capítulos. En el capítulo 1 “Introducción”, se explican los antecedentes y el actual funcionamiento de la central termoeléctrica el cual es muy particular debido a, como se ha indicado en los párrafos anteriores, esta central posee diferentes unidades las cuales entran en servicio de acuerdo a las condiciones en el Sistema Interconectado Nacional además de estar sujeta al vapor que es proporcionado por la fundición de SPCC que contribuye de manera importante en la actual operación de la central. En el Capítulo 2 “Planteamiento del problema”, se hace referencia a información sobre la distribución de la generación de energía eléctrica por fuentes de energía en el Perú y el mundo, también se explica la justificación y el objetivo de la tesis. En el Capítulo 3 “Sistemas de Generación”, se explica los sistemas de producción de vapor y de energía eléctrica así como los equipos auxiliares que la integran y que sirven para obtener las condiciones necesarias para la operación normal de la central termoeléctrica. En el Capítulo 4 “Características Generales”, se describe los equipos principales del proceso de generación de la central termoeléctrica (calderas de fuego directo, calderas de recuperación de vapor y turbinas). En el Capítulo 5 “Variables del modelo de generación”, se indica las consideraciones tomadas para el desarrollo del modelo de generación. En el Capítulo 6 “Modelo de operación turbinas a vapor” y el Capítulo 7 “Modelo de operación calderas”, se indica la forma de operación de las unidades en conjunto y se desarrollan las ecuaciones que representan el modelo de operación en conjunto de las unidades. En el Capítulo 8 “Cálculos y resultados” y el Capítulo 9 “Comparación con resultados experimentales”, se muestran los resultados del modelo de operación planteado y se comparan con datos reales para aquellos casos en los que se tienen las mismas condiciones de operación y de esa manera se conoce el margen de error del modelo. Por último, el Capítulo 10 se desarrolla las conclusiones, referidas a aspectos técnicos y económicos de la central de ILO1 para optimizar su operación y su despacho en el sistema eléctrico peruano.