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INTRODUCCIÓN Una central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada por combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón. Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica, liberando dióxido de carbono a la atmósfera. Escribir sobre la importancia de las termoeléctricas y su historia. Los alumnos de séptimo semestre de la carrera de ingeniería química realizaron una visita industrial en la termoeléctrica Juan de Dios Bátiz Paredes en la comunidad de Topolobampo organizada por el MC Florencio Moreno Osuna para la materia de Síntesis y Optimización de Procesos. Esta central cumple la función de suministrar energía eléctrica por parte de la Comisión Federal de Electricidad a la ciudad de Los Mochis y el norte del estado de Sinaloa. La visita consistió en un recorrido a lo largo de toda la planta iniciando con una pequeña plática y video de introducción sobre el trabajo elaborado en las instalaciones. PROCESO (describir más cada una de sus partes y funciones. Poner imágenes) El proceso seguido en todas las centrales térmicas tiene cuatro partes principales: 1. Generador de calor (puede ser una caldera para quemar carbón, fuel, gas, biogás, biomasa o residuos urbanos, o bien un reactor nuclear). 2. Circuito cerrado por donde circula el fluido que porta la energía cinética necesaria (agua en fase líquida y en fase de vapor). El generador de vapor tiene una gran superficie de contacto para facilitar la transferencia de calor de la caldera. (En las centrales de gas de ciclo combinado, el fluido es el propio gas en combustión). 3. Condensador o circuito de enfriamiento que convierte el vapor “muerto” de baja densidad en agua líquida de alta densidad, apta para ser convertida de nuevo en vapor “vivo”. El calor residual del vapor “muerto” se transfiere a otro medio (generalmente un río o un embalse). 4. Turbina que transforma la energía contenida en el vapor “vivo” en trabajo mecánico. Las ruedas de paletas se disponen una tras otra, con diferentes configuraciones, para aprovechar toda la energía contenida en el vapor a presión a medida que se expande y pierde fuerza. 5. Generador que convierte dicha energía cinética en corriente eléctrica, gracias al principio de inducción electromagnética.

figura 1. Diagrama del proceso de la planta CENTRAL ELÉCTRICA JUAN DE DIOS BATIZ PAREDES La termoeléctrica Juan de Dios Batiz Paredes cuenta con una actual modificación que permitió tener un sistema dual en el cual es posible utilizar como combustible combustóleo (combustible derivado del petróleo) y gas natural (metano). El suministro de estos dos combustibles es llevado a cabo mediante dos diferentes fuentes. En el caso del combustóleo, la empresa PEMEX es la encargada de esta tarea por medio de embarques que llegan al puerto de Topolobampo. El combustóleo es posteriormente llevado a la central para su almacenamiento en tanques con capacidad de 30,000 m3. El gasoducto recientemente construido se encarga entonces de suministrar el gas natural. Ambos combustibles deben ser estrictamente analizados para su combustión. Por ejemplo, el combustóleo debe ser sometido a análisis de azufre, asfaltenos, vanadio y una variedad de compuestos que pueden generar daños en la maquinaria, afectando tuberías, provocando un bajo rendimiento en el proceso de combustión y

liberando gases contaminantes. Cada uno de los tanques de almacenamiento puede generar electricidad durante aproximadamente 15 días. Al tener la capacidad de alternar entre dos combustibles diferentes, la planta puede decidir qué combustible quemar. Generalmente, gracias al suministro de gas natural se queman 32 ton/h de gas. De haber algún inconveniente con el suministro de éste, se puede hacer el cambio a combustóleo con una alimentación de 38 ton/h. La planta cuenta con 2 generadores de electricidad los cuales producen 160 MW cada uno haciendo que en su totalidad la central tenga una capacidad de producción de 320 MW. Utiliza 12 quemadores de baja generación de NO x a los cuales se les suministra aire para una combustión completa al 2.5% de exceso para proporcionar calor suficiente a sus calderas acuatubulares que arrojan vapor saturado seco con una temperatura de 538°C y una presión de 134 bar a las turbinas con una temperatura de 538°C.

Agua en el proceso El agua utilizada es proveniente de la bahía de Ohuira. Para que ésta pueda ser suministrada en el proceso, debe ser desmineralizada debido a que si se diera el caso de que contenga algún tipo de sílice, sales o minerales podría ocasionar la corrosión o desgaste de la maquinaria ocasionando daños multimillonarios. Es por esto que la base de las calderas para generar vapor es agua con un control químico muy estricto. La parte del proceso que funge la función de desmineralizar el agua es un pulidor de lecho mixto a base de resinas de intercambio iónico. Los pulidores de lecho mixto se utilizan para pulir el destilado de un evaporador, para poder cumplir con los requerimientos de calidad de agua de repuesto en calderas de media o alta presión. Cuando el tratamiento interno de la caldera incluye amonio o hidracina, la resina catiónica del pulidor, recién regenerada con ácido, se agota con amonio o con una amina, para que, en el caso de que haya cualquier intercambio iónico con iones sodio u otros cationes, éstos no generen contaminación al lecho mixto, pues el pulidor los intercambia por iones amonio y el contenido de éste se mantiene constante dentro del ciclo. Los efluentes de regeneración de los pulidores deberán captarse en una fosa para neutralización antes de su descarga. Los recipientes que contienen las resinas, tanto las catiónicas como las aniónicas, pueden ser de acero al carbón con recubrimiento interior de hule vulcanizado. Los tanques de almacenamiento de ácido pueden ser de acero al carbón (para el caso de ácido sulfúrico) o de polietileno o fibra de vidrio (para el caso del ácido clorhídrico o cloruro de sodio). Los tanques de almacenamiento de sosa cáustica serán preferentemente

de acero al carbón aunque también puede utilizarse fibra de vidrio o polietileno. Las tuberías son de acero al carbón con recubrimiento interior de hule o polipropileno o bien tuberías de acero inoxidable. Los pulidores de lecho mixto otorgan agua desmineralizada con conductividades tan bajas como 0.06 μS/cm y contenidos de sílice tan bajos como 5 ppb.

figura 5. Pulidor de lecho mixto utilizado en la industria termoeléctrica DESCARGA DE AGUA Con base a la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEMARNAT-1996, QUE ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES, la planta termoelectrica cumple con las siguientes especificaciones de descarga a la bahía de ohuira, con el objeto de proteger su calidad y posibilitar sus usos, y es de observancia obligatoria para la planta. El responsable de la descarga queda obligado a realizar el monitoreo de las descargas de aguas residuales para determinar el promedio diario y mensual, los análisis correspondientes son realizados por la empresa CLARVI, para el control de dichos parámetros. Para esta planta la variable más difícil de controlar es la temperatura a la que se realiza la descarga, pues en este proceso se llega arriba de los 500°C, por lo tanto hay que disminuir drásticamente para poder cumplir con la norma.