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DESARROLLO DE MANUAL DE SUPERVISIÓN DE OPERACIÓN DE LA C.T. GENERAL MANUEL ÁLVAREZ MORENO

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ESTUDIAR P ARA PREVER Y PREVER P ARA ACTUAR

P R E M I O INTRAGOB 2006

a la

06

RSGC - 617 INICIO: 2012.09.28 TERMINO: 2015.09.28

ISO 9001:2008 PROCESO EDUCATIVO

S G C

S N E S T

IMNC-RSGC-617

IMNC-RSGC-617

IMNC-RSGC-617

CERTIFICADO BAJO LA NORMA ISO 9001:2008

CERTIFICADO BAJO LA NORMA ISO 9001:2008

VILLA DE ÁLVAREZ, COL., DICIEMBRE DE 2014

DESARROLLO DE MANUAL DE SUPERVISIÓN

DE OPERACIÓN DE LA C.T. GENERAL

MANUEL ÁLVAREZ MORENO

OPCIÓN X

MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO INDUSTRIAL

PRESENTA

ADRIANA CALDERILLO DEL RIO

ASESOR

M.C. MIGUEL RIOS FARIAS

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

(2)
(3)
(4)

INDICE

INTRODUCCIÓN

2

CAPITULO 1

ANTECEDENTES GENERALES DE LA EMPRESA

1.1 Breve historia

4

1.2

Razón social y giro comercial

7

1.3

Productos y servicios que ofrece

7

1.4

Clientes y proveedores

7

1.5

Proceso de producción de servicios

8

1.6

Organización

10

1.7

Localización

11

1.8

Objetivo general

12

1.9 Objetivos específicos

12

1.10 Alcance

12

CAPITULO 2

2.1 Marco teórico

13

CAPITULO 3

3.1 Desarrollo

15

CAPITULO 4

4.1 Resultados

25

CAPITULO 5

5.1 Conclusiones y recomendaciones

26

ANEXOS

Anexo 1

29

Anexo 2

36

Anexo 3

40

(5)

2

INTRODUCCIÓN

El Instituto Tecnológico de Colima, como parte de la Dirección General de Educación

Superior Tecnológica (UGEST) dependencia de la Secretaria de Educación Pública,

cuenta con la opción de Memoria de Residencia Profesional, para obtener el título de

Ingeniero Industrial. Este proyecto de Memoria de Residencia Profesional es realizado

en la Comisión Federal de Electricidad (CFE), llevando por nombre, “Desarrollo de

Manual para la Supervisión de Operación de la Central Termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno”.

La generación de energía eléctrica, es el factor más importante en la industria actual del

mundo en que vivimos, la electricidad es el pilar del desarrollo industrial de todos los

países, sin esta energía se paralizaría en totalidad los procesos industriales, y, es parte

importante del desarrollo social jugando un papel muy importante en la vida del ser

humano, de acuerdo a INEGI (2012), México genera 155 585 miles de millones de

Watts por hora, de los cuales, se produce en centrales Termoeléctricas un 45.3%,

23.4% en Hidroeléctricas, 0.1 por ciento en Eoloeléctricas y 21.2% generado por otros

tipos de centrales de generación.

Una Central Termoeléctrica (C.T.) genera energía eléctrica en base a la transformación

de energías a partir de la energía química almacenada en un combustible fósil

(Combustóleo) se transforma en energía calorífica, térmica, cinética, mecánica y

finalmente eléctrica. Las diferentes etapas de transformación de energías, consiste en

un proceso en el cual se debe tener un control de operación, protección y supervisión

precisas para la correcta operación y generación de energía eléctrica en las unidades

para abastecer al país, todas estas actividades encargadas por el jefe de turno junto al

operador siendo las dos personas con total facultad de manipulación a los equipos

involucrados en la generación de energía eléctrica.

Con base a las actividades que deben ser realizadas diariamente en el procesos de

generación y considerando las circunstancias de escases en material de apoyo en la

(6)

3

se diseña una herramienta totalmente eficiente para el proceso de operación, el manual

de operación con la finalidad principal de proporcionar el apoyo correcto y adecuado

para la realización de maniobras en las unidades generadoras y la toma de decisión

eficiente en cualquier coyuntura que se presente. Esta herramienta industrial contiene

un amplio índice de 8 secciones con la información precisa y estudiada para aumentar

la calidad de las maniobras realizadas por el personal autorizado.

El manual de operación no solo pretende aumentar la calidad de emplear las acciones

que se llevan a cabo en la central termoeléctrica Manzanillo 1, sino también, respaldar

el cuidado de los equipos involucrados que son manipulados. Al momento de realizar

adecuadamente una operación descrita en el manual, el jefe de turno asegura la

correcta función de los equipos y evita dañar la vida útil de los mismos.

El presente documento se divide en diferentes capítulos, el capitulo 1 muestra los

antecedentes generales de la empresa desarrollando una breve historia, la razón social

y el giro comercial junto los servicios que ofrece sus clientes y proveedores, una parte

importante que debe ser mencionada es su proceso de producción y la organización de

personal, describiendo también el objetivo general, objetivos específicos y el alcance

que presenta está memoria de residencia profesional. El capitulo 2 desarrolla el marco

teórico, presentando referencias bibliográficas que respaldan la información utilizada en

el presente documento. El capitulo 3 contiene el desarrollo de la memoria de residencia

profesional enumerando una lista y explicación de las siguientes actividades,

observación general de planta termoeléctrica, investigación de información requerida,

conocimiento de los departamentos involucrados en la planta termoeléctrica,

aprendizaje de operación de maquinas generadoras de energía, lectura de diagramas

tuberías e instrumentación, apoyo de supervisión junto al jefe de turno de equipos

operando, manipulación de relatorio diario de actividades realizadas, elaboración de

reportes de maniobras realizadas y por último el desarrollo de manual de supervisión de

operación. El capitulo 4 muestra los resultados obtenidos y el capitulo 5 arroja las

conclusiones y recomendaciones.

(7)

4

ANTECEDENTES GENERALES DE LA EMPRESA.

1.1 BREVE HISTORIA

La generación de energía eléctrica inicia en México a fines del siglo XIX. La primera

planta generadora que se instala en el país (1879) estuvo en León, Guanajuato, y sería utilizada por la fábrica textil “La Americana”. Casi inmediatamente se extendió esta

forma de generar electricidad dentro de la producción minera y, marginalmente, para la

iluminación residencial y pública.

En 1889 opera la primera planta hidroeléctrica en Bato pilas (Chihuahua) y extende sus

redes de distribución hacia mercados urbanos y comerciales donde la población sería

de mayor capacidad económica. No obstante, durante el régimen de Porfirio Díaz se

otorga al sector eléctrico el carácter de servicio público, colocándose las primeras 40

lámparas "de arco" en la Plaza de la Constitución, 100 más en la Alameda Central y

comenzó la iluminación de la entonces calle de Reforma y de algunas otras vías de la

Ciudad de México. Algunas compañías internacionales con gran capacidad vinien a

crear filiales, como The Mexican Light and Power Company, de origen canadiense, en

el centro del país; el consorcio The American and Foreign Power Company, con tres

sistemas interconectados en el norte de México, y la Compañía Eléctrica de Chápala,

en el occidente.

A inicios del siglo XX México cuenta con una capacidad de 31 MW, propiedad de

empresas privadas. Para 1910 se suman con total a 50 MW, de los cuales 80% los

generaba The Mexican Light and Power Company, con el primer gran proyecto

hidroeléctrico: la planta Necaxa, en Puebla. Las tres compañías eléctricas tienen las

concesiones e instalaciones de la mayor parte de las pequeñas plantas que sólo

funcionaban en sus regiones.

(8)

5

En ese período se da el primer esfuerzo para ordenar la industria eléctrica con la

creación de la Comisión Nacional para el Fomento y Control de la Industria de

Generación y Fuerza, conocida posteriormente como Comisión Nacional de Fuerza

Motriz. Fue el 2 de diciembre de 1933 cuando se decreta que la generación y

distribución de electricidad son actividades de utilidad pública.

En 1937 México tiene 18.3 millones de habitantes, de los cuales únicamente siete

millones cuentan con electricidad, proporcionada con serias dificultades por tres

empresas privadas. En ese momento las interrupciones de luz eran constantes y las

tarifas muy elevadas, debido a que esas empresas se enfocan a los mercados urbanos

más redituables, sin contemplar a las poblaciones rurales, donde habita más de 62% de

la población. La capacidad que se instala de generación eléctrica en el país era de

629.0 MW. Para dar respuesta a esa situación que no permitía el desarrollo del país, el

gobierno federal creó, el 14 de agosto de 1937, la Comisión Federal de Electricidad

(CFE), que tendrá por objeto organizar y dirigir un sistema nacional de generación,

transmisión y distribución de energía eléctrica, basado en principios técnicos y

económicos, sin propósitos de lucro y con la finalidad de obtener con un costo mínimo,

el mayor rendimiento posible en beneficio de los intereses generales. (Ley promulgada

en la Ciudad de Mérida, Yucatán el 14 de agosto de 1937).

La CFE comienza a construir plantas generadoras y ampliar las redes de transmisión y

distribución, beneficiando a más mexicanos al posibilitar el bombeo de agua de riego y

la molienda, así como mayor alumbrado público y electrificación de comunidades. Los

primeros proyectos de generación de energía eléctrica de CFE se realizaron en

Teloloapan (Guerrero), Pátzcuaro (Michoacán), Suchiate y Xía (Oaxaca), y Ures y Altar

(Sonora). El primer gran proyecto hidroeléctrico se inició en 1938 con la construcción de

los canales, caminos y carreteras para después convertirse en el Sistema

Hidroeléctrico Ixtapa tongo, en el Estado de México, que posteriormente fue nombrado

Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán.

(9)

6

En 1938 CFE tiene apenas una capacidad de 64 KW, misma que, en ocho años,

aumenta hasta alcanzar 45,594 KW. Entonces, las compañías privadas dejaran de

invertir y CFE se vuelve obligada a generar energía para que éstas la distribuyan en sus

redes, mediante la reventa. Hacia 1960 la CFE aporta ya el 54% de los 2,308 MW de

capacidad instalada, la empresa Mexican Light el 25%, la American and Foreign el

12%, y el resto de las compañías 9%. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de

generación y electrificación, para esas fechas apenas 44% de la población cuentan con

electricidad. Por eso el presidente Adolfo López Mateos decide nacionalizar la industria

eléctrica, el 27 de septiembre de 1960. A partir de entonces se comienza a integrar el

Sistema Eléctrico Nacional, extendiendo la cobertura del suministro y acelerando la

industrialización. El Estado mexicano adquiere los bienes e instalaciones de las

compañías privadas, las cuales operan con serias deficiencias por la falta de inversión y

los problemas laborales.

Para 1961 la capacidad total instalada en el país asciende a 3,250 MW.

En esa década la inversión pública se destina en más de 50% a obras de

infraestructura. Se construyen importantes centros generadores, entre ellos los de

Infiernillo y Temascal, y se instalan otras plantas generadoras alcanzando, en 1971,

una capacidad instalada de 7,874 MW. Al finalizar esa década se supera el reto de

sostener el ritmo de crecimiento al instalarse, entre 1970 y 1980, centrales

generadoras que dan una capacidad instalada de 17,360 MW.

Cabe mencionar que en los inicios de la industria eléctrica mexicana operan varios

sistemas aislados, con características técnicas diferentes, logran coexistir casi 30

voltajes de distribución, CFE define y unifica los criterios técnicos y económicos del

Sistema Eléctrico Nacional, normalizando los voltajes de operación, con la finalidad de

estandarizar los equipos, reducir sus costos y los tiempos de fabricación, almacenaje e

inventariado. Posteriormente se unifican las frecuencias a 60 Hertz e integra los

sistemas de transmisión en el Sistema Interconectado Nacional. A inicios del año 2000

se tiene ya una capacidad instalada de generación de 35,385 MW, cobertura del

(10)

7

614,653 km, lo que equivale a más de 15 vueltas completas a la Tierra y más de 18.6

millones de usuarios, incorporando casi un millón cada año.

1.2 RAZÓN SOCIAL Y GIRO COMERCIAL.

La razón social de la termoeléctrica generadora de energía localizada en la ciudad de

Manzanillo, Colima tiene objeto de nombre Comisión Federal de Electricidad General

Manuel Álvarez Moreno.

La Central Termoeléctrica pertenece al servicio público que da lugar a energía eléctrica

además de ser una empresa industrial/manufacturera, aprovechando la fuente de

energía de un combustible para generar energía eléctrica mediante la combustión con

chispa y aire ambiente.

1.3 PRODUCTOS Y SERVICIOS QUE OFRECE

El servicio que ofrece la Comisión Federal de Electricidad, comprende la planeación del

Sistema Eléctrico Nacional, así como la generación, conducción, transformación,

distribución y comercialización de energía eléctrica para el servicio público, en

conformidad con lo dispuesto en la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica, la Ley

Orgánica de la Administración Pública Federal, la Ley Federal de las Entidades Para

estatales, Secretaría de Hacienda y Crédito Público y demás ordenamientos aplicables.

1.4 CLIENTES Y PROVEEDORES

Comisión Federal de Electricidad incluyendo zona Centro, proporciona servicio de

energía eléctrica a mas de 37.8 millones de clientes. Los cuales han tenido una tasa de

crecimiento medio anual de más de 5.8% durante los últimos diez años.

El cliente principal de la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno es el

Sistema Eléctrico Nacional por el papel que desempeña en la distribución total de

(11)

8

Comisión Federal de Electricidad (2014) define la siguiente clasificación de clientes en

sectores, presentados en la siguiente tabla.

Los proveedores de la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno son dos,

la empresa reconocida Pemex y la Regasificadora ubicada en la ciudad de Manzanillo.

La Regasificadora de gas licuado proporciona a la central el gas requerido en consumo

diario mediante habilitación de ductos alineados hacia el proceso de producción.

Pemex es un proveedor proporcionando el combustible a la central termoeléctrica y de

la misma manera es cliente ya que el combustible que es almacenado en los tanques

de la central tiene habilitada una línea de retorno para las necesidades de la misma

empresa proveedor.

1.5 PROCESO DE PRODUCCIÓN O DE SERVICIO

En la imagen número 1, se observa el diagrama del proceso de producción de energía

eléctrica en la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno.

Sector Porcentaje

Doméstico 88.56

Agrícola 0.34

Industrial 0.76

Comercial 9.83

(12)

9 AGUA DULCE GENERADOR DE VAPOR AIRE

EL COLOMO AGUA DE

ENFRIAMIENTO CIRCULACIÓN PPAL.

LAGUNA AGUA DE MAR

SISTEMA AGUA DE CONDENSADO SISTEMA AGUA DE

ALIMENTACIÓN

ÁREA DE PEMEX

NOX, SOX, CO2, CENIZAS OXIGENO ÁREAS DE CONSUMO TURBINA GENERADOR ELÉCTRICO 300 MW VTF CERRO DE TEPALCATES TANQUE DECANTADOR BBA. DE POZO PROFUNDO TANQUE AGUA DE SERVICIOS BBA´S. AGUA DE SERVICIOS BBA´S. AGUA SV. INCENDIOS

CASA DE BOMBAS Y DE COMPRESORES

ENFRIAMIENTO DE EQUIPO AUXILIAR BBA´S. CIRCUITO CERRADO TANQUE AGUA DM. TANQUE REPUESTO DE CONDENSADO BBA´S. CIRCUITO ABIERTO BBA´S. PRINCIPALES DE ENFRIAMIENTO TANQUE DE AMORTIGUAMIENTO CONDENSADO R PRINCIPAL PEMEX

TANQUE ALMTO. DE COMB. TANQUE DE DÍA BBA´S. DE TRASIEGO BBA´S. DE TRANSFERENCIA BBA´S. PRINCIPALES CAL. PRINCIPAL COMBUSTIBLE TANQUE DE DIESEL BBA. DE

TRASIEGO BBA´S. DIESEL PILOTOS/QUEMADORES

DIESEL

La energía eléctrica generada en la central termoeléctrica es tan solo el resultado de

una serie de transformaciones de la energía dando inicio en el hidrocarburo utilizado

como materia prima que es el combustóleo, gas o diesel; en el Generador de vapor se

tiene la conversión por medio de la combustión en energía calorífica la cual es

aprovechada para calentar el agua hasta convertirla en vapor transformándose la

energía a energía térmica, este fluido de vapor producido con sus características

adecuadas de presión, temperatura es utilizado en la turbina donde es transformado en

energía mecánica y posteriormente en energía eléctrica en el generador eléctrico. La

imagen número 2 muestra las transformaciones de energía dentro del proceso de

producción en la central termoeléctrica Manzanillo 1 y el equipo involucrado que las

produce.

(13)

10

Imagen 2.- Transformaciones de energía en la central termoeléctrica Manzanillo 1.

Al obtener la energía eléctrica del último equipo principal de la central termoeléctrica

pasa a los transformadores en donde realiza su función para ser entregada al

Sistema Eléctrico Nacional mediante la interconexión con la subestación

Manzanillo I y las Líneas de Transmisión de 400 Y 230 KV a las subestaciones.

1.6 ORGANIZACIÓN

El organigrama de la empresa es de suma importancia para saber a quién dirigirse, en

la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno localizada en la ciudad de

Manzanillo, Colima, se tiene un organigrama jerarquizado de la siguiente manera.

Superintendente general

Superintendente de producción

Jefe de Operación

Jefes de Turno

Operadores

Auxiliares de operación Fogoneros Ayudantes de Operación Patieros Ayudantes Químicos

Energía química almacenada

Combustible

Energía calorífica

Generador devapor

Energía eléctrica Generador eléctrico Energía térmica Vapor Trabajo mecánico

(14)

11

Imagen 3.- Centrales generadoras de energía eléctrica en México.

El puesto presentado es el superintendente de turno (jefe de turno) y como se puede

observar tiene a su cargo, auxiliares de operación, fogoneros, ayudantes de operación,

patieros y ayudantes químicos. Este último es personal proporcionado por el

departamento químico.

1.7 LOCALIZACIÓN

México actualmente cuenta con un total de 40 centrales generadoras de energía

eléctrica, todas de Comisión Federal de Electricidad (CFE) de las cuales, 22 son

hidrocarburos (termoeléctricas), 11 hidroeléctricas, 2 plantas de carbón, 2 geotérmicas,

2 eoloelectricas y 1 planta nuclear. Cabe destacar que la central generadora exhibida

en el presente trabajo de residencia profesional es, también, a parte de una central

termoeléctrica, una central de ciclo combinado.

La imagen número 3 señala las centrales generadoras de energía eléctrica en México.

Como se ha descrito con anterioridad, la central generadora que fue estudiada y a la

cual se le aplico una mejora con herramienta industrial es la central termoeléctrica

General Manuel Álvarez Moreno (Manzanillo 1), se localiza al Sur del Puerto de

(15)

12

1.8 OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un manual para la supervisión de operación del puesto superintendente de

turno en la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno.

1.9 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Apoyar al jefe de turno con la información correcta para la operación de la central

Asegurar la correcta aplicación de maniobras a realizar

Asegurar el equipo involucrado en las respectivas maniobras

Archivar la información para posible manipulación de personal externo al puesto

dirigido.

1.10 ALCANCE

Este proyecto tiene de alcance solo el tercer eslabón del organigrama jerárquico, el

superintendente de turno (jefe de turno) proporcionando la información necesaria para

la aplicación eficiente de la operación en la central termoeléctrica General Manuel

Álvarez Moreno, ubicada en el municipio de Manzanillo, Colima.

(16)

13

CAPITULO 2

2.1 MARCO TEORICO

Según la enciclopedia interoceánica (2001), dice que la termodinámica es la rama de la

física que relaciona el calor con el trabajo o la energía, mediante esta rama se relaciona

con el calor que recibe o da un sistema con el trabajo que realiza o recibe.

La termodinámica explica los inicios de la generación eléctrica, de acuerdo a James

Joule, Julius Mayer y Von Helmholtz (1824), la primera ley de la termodinámica

establece que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Según la enciclopedia interoceánica (2001), la energía se define como la capacidad de

la materia para producir un trabajo en forma de movimiento. Mediante el estudio de las

energías y de la ley de conservación de la energía se pueden obtener muchos datos de

movimientos ideales de los cuerpos.

De acuerdo con Ignacio Martin (2003), se considera tácitamente la energía como la

capacidad para hacer un trabajo, o bien el trabajo acumulado por un cuerpo. El

concepto de energía es uno de los más fructíferos de toda la física, pero también es

bastante abstracto.

Se conoce como energía térmica aquella energía liberada en forma de calor, es decir,

pasa de un cuerpo más caliente a otro que presenta una temperatura menor. Puede ser

transformada tanto en energía eléctrica como en energía mecánica.

De acuerdo con Serway (2008), dice que la energía térmica (o energía calorífica) es la

que poseen los cuerpos debido al movimiento de las partículas que los forman.

Según la enciclopedia interoceánica (2001), se llama corriente eléctrica al movimiento

de cargas a través de un conducto, dicha corriente se explica mediante la existencia de

(17)

14

El Ing. Martin Álvarez (1996), define que el manual de procedimientos es el documento

que contiene la descripción de actividades que deben seguirse en la realización de las

funciones de una unidad administrativa, o de dos ó más de ellas.

Un diccionario define la palabra “manual” como un libro que contiene lo más sustancial

de un tema, y en este sentido, los manuales son vitales para incrementar y aprovechar

(18)

15

CAPITULO 3

3.1 DESARROLLO

Las actividades que se realizan durante el periodo de estancia Enero – Junio del

presente año, en la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno se describen

a continuación para su mejor comprensión.

1.- Observación general de planta termoeléctrica

Esta actividad se realiza en el tiempo de una semana, se observa a detalle el proceso

de producción junto a los equipos involucrados, principales y auxiliares en la central

termoeléctrica manzanillo 1. El recorrido es junto al superintendente de turno, la imagen

número 6, muestra la central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno

(Manzanillo 1).

Los equipos principales en la generación de energía eléctrica en las unidades

convencionales son:

(19)

16

Generador de vapor (la caldera): Es un conjunto de elementos integrados y

dispuestos de tal forma que se realiza una combustión y se absorbe el calor

de los productos de esta combustión para generar un vapor con las

condiciones de presión y temperatura requeridas para la turbina en forma

eficiente. La imagen número 7, muestra el generador de vapor de la Central

Termoeléctrica Manzanillo 1.

Turbina: Una turbina de vapor, es una máquina que convierte la energía

térmica del vapor en trabajo mecánico, (giro del rotor). En una Central

Termoeléctrica, este trabajo se emplea para mover un generador eléctrico

que transforma el trabajo a energía eléctrica. La imagen número 8, muestra

los componentes de la turbina de vapor de la Central Termoeléctrica

Manzanillo 1.

(20)

17

Condensador: Es un intercambiador de calor el cual condensa el vapor de

escape de la turbina para ser reintegrado nuevamente al proceso (siclo agua

vapor), utiliza como medio de enfriamiento agua de mar. La imagen número

9, muestra las cajas de condensador de la Central Termoeléctrica Manzanillo

1.

Imagen 8.- Componentes de la turbina de vapor.

(21)

18

Generador eléctrico: es el equipo más importante de las centrales

generadoras, ya que transforma la energía mecánica que recibe de la turbina,

en energía eléctrica que entrega a la subestación. La imagen número 10,

muestra el generador eléctrico de la Central Termoeléctrica Manzanillo 1.

2.- Investigación de información requerida para el desarrollo de proyecto de

residencia.

Se muestra todo el proceso de producción y una vez comprendido, se continua con la

investigación de información adicional para el desarrollo del proyecto del manual de

operación, logrando así, entender los equipos auxiliares de la central termoeléctrica que

tienen una importante función al igual que los equipos principales descritos

anteriormente, ya que se ven involucrados en las diferentes maniobras.

Los equipos auxiliares de la central termoeléctrica son:

Bombas

Ventiladores

(22)

19

Extractores

Calentadores

Enfriadores

Compresores

Eyectores

Desareador

Tanques

El anexo 1 contiene las fotografías de cada uno de los equipos auxiliares para su mayor

visualización.

3.- Conocer todos los departamentos involucrados en la planta termoeléctrica.

La central termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno tiene dentro de sus divisiones

los diferentes departamentos que en su conjunto realizan la eficiente operación de

generación de energía.

El departamento de operación comprende al jefe de operación, jefe de turno (eslabón

propuesto), operadores, auxiliares, patieros, fogoneros y turbineros; como su nombre

lo dice este departamento refiere a la operación de los equipos principales, auxiliares y

sus sistemas correspondientes.

El departamento químico a su vez cuenta con jefe de departamento químico, supervisor

químico y auxiliares químicos.

El departamento de instrumentación, civil, mecánico, eléctrico, mantenimiento y

seguridad cuentan al igual que el departamento químico con el personal clasificado de

misma manera. Sus actividades difieren en cada uno de ellos, de acuerdo a las tareas

logísticamente estudiadas y definidas que son asignadas a cada departamento.

4.- Aprendizaje de operación de maquinas generadoras de energía.

La Central Termoeléctrica contiene una serie de sistemas de flujo los cuales de igual

manera se estudian para el absoluto entendimiento del proceso de producción, estos se

(23)

20

y tuberías que manejan un fluido determinado, pudiendo ser agua destilada, de mar, de

enfriamiento, vapor, gases, combustible o cualquier otro requerido en la central. Los

sistemas de flujo pueden ser cerrados (formando un anillo) o abiertos, y, los equipos

principales junto a los auxiliares se integran para formar parte de los sistemas de flujo.

Un mismo equipo puede pertenecer a varios sistemas.

Condensado

Agua alimentación

Vaporización y sobrecalentamiento

Vapor principal

Vapor auxiliar

Extracciones y drenajes

Combustible

Aire y gases combustión

Aceite lubricación y control

Aceite de sellos

Sellos de vapor

Enfriamiento principal

Enfriamiento auxiliar

Tratamiento agua repuesto

Dosificación e inyección químicos

Agua de repuesto

Agua contra incendio

Agua de servicios

Aire de servicios

Aire de instrumentos

Lubricación equipo auxiliar

Agua mar

(24)

21

Los DTI’s (Diagramas de Tubería e Instrumentación), son como su nombre lo dice,

representaciones de diagramas. Facilitan el entendimiento de dirección de flujo y

continuidad de tuberías en el proceso de producción.

Se estudian estos diagramas con la finalidad de presentar un trabajo completo, los

DTI´s se muestran en el manual de operación para superintendente de turno

específicamente en la Central Termoeléctrica Manzanillo 1.

Se especifica la localización de la Central Termoeléctrica ya que los diagramas de

tuberías e instrumentación cambian dependiendo del tipo de generación y la central

correspondiente.

Otros diagramas de visualización de utilidad en el estudio, corresponde a las pantallas

de los operadores en cuarto de control (BTG), donde se observan cada uno de los

sistemas de flujo que integran la producción.

En el anexo 2 se presentan cada una de las pantallas que pueden ser manipuladas por

el operador o jefe de turno para control de los equipos que integran la Central

Termoeléctrica Manzanillo 1.

6.- Apoyo de supervisión junto al jefe de turno de equipos operando.

Se realiza el apoyo en maniobras ejecutadas por el superintendente de turno en el

plazo cumplido Enero – Junio del presente año. Algunas de las actividades realizadas

se presentan en siguiente tabla.

NÚMERO ACTIVIDAD

1 Acoplar válvulas de alta, media, baja presión y recalentado frio.

2 Ajustar bandas de aeroenfriadores.

3 Arranque de unidad.

4 Atender ruidos anormales en aeroenfriadores.

5 Atender válvulas que fallan.

6 Barrer líneas.

7 Chequeo de fugas de aceite.

8 Chequeo de quemadores.

9 Despresurizar líneas.

(25)

22

11 Fallas comunes en el sistema.

12 Hacer avisos de válvulas con falla.

13 Lavado de compresor en línea.

14 Lavado de compresor fuera de línea.

15 Librar banco de eyectores.

16 Librar y manipular válvulas.

17 Limpieza de quemadores en generador de vapor.

18 Llenado de condensador.

19 Llenado de deareador.

20 Llenado de ductos.

21 Llenado de generador de vapor.

22 Manipulación de cuchillas de máquina.

23 Manipulación de interruptores.

24 Operación y control de válvulas shut off.

25 Orden de arranque en bombas de circuito abierto.

26 Poner en servicio bombas de circuito cerrado.

27 Poner en servicio eyector de arranque.

28 Producir choque térmico en cajas de condensado.

29 Prueba hidrostática.

30 Pruebas rutinarias de bombas de operación.

31 Pruebas rutinarias de turbina.

32 Realizar reporte de consumo de combustóleo y de gas.

33 Realizar reporte de fugas presentadas.

34 Realizar reporte de la central.

35 Reporte de equipo fuera de servicio.

36 Reporte de licencias.

37 Retro lavado en cajas de condensado.

38 Retro lavado en intercambiadores de calor.

39 Sacar de marcha la unidad.

40 Sincronizar unidades generadoras.

41 Subir grados de pureza con hidrogeno.

42 Transferencia de combustible.

43 Vigilar presiones, temperaturas y niveles de agua.

44 Visualización de curva de operación de drenajes y venteos.

(26)

23

El relatorio es una herramienta utilizada para la recopilación de información y parámetros en los 3 turnos determinados; 23:00 – 07:00, 07:00 – 15:00, 15:00 – 23:00,

dentro de la Central Termoeléctrica Manzanillo 1. Esta herramienta ayuda al operador a

guardar los indicadores y hacer una comparación con los valores anteriores, después

de que el operador realiza su relatorio, el jefe de turno tiene la obligación de pasar estos

valores al suyo, llamándose condiciones operativas, a demás, en la pantalla del

relatorio se encuentran una serie de indicadores que deben ser llenados, como lo son,

los equipos principales, estos son los que se encuentran en operación en cada turno

llenado, si un equipo ha sido librado de la misma manera debe ser especificado en el

relatorio, desactivando la banderita correspondiente y anotando el porqué se encuentra

fuera de servicio. Otros de los reportes dentro del relatorio es el del agua consumida,

determinando los niveles correctos de los tanques disponibles y de igual manera el nivel

de combustóleo, posteriormente se tiene una pestaña que es de suma importancia su

llenado, las novedades, esas no pueden dejarse pasar en cada turno, son las que

abalan al jefe de turno en las acciones que realizó y los resultados que obtuvo.

8.- Elaboración de reportes de maniobras realizadas.

Esta actividad es plasmada en el relatorio del superintendente de turno, en este

apartado se describen las novedades y maniobras realizadas durante la jornada de

trabajo, su finalidad es quedar plasmado para posterior visualización y fácil movilidad de

información entre los jefes de departamentos involucrados. Al momento de ser un

archivo común puede ser observado por personal autorizado. Las actividades deben

quedar guardadas para poder tener una comparación de valores e implementar mejoras

posteriores.

En el turno de 23:00 – 07:00, como anterior mente se escribió en las actividades

realizadas por el jefe de turno, son los reportes de consumo de combustóleo y gas, y,

los reportes de maniobras realizadas con los equipos que se encuentran en servicio o

libranzas. Todos estos reportes son registrados y guardados todos los días.

(27)

24

Para realizar esta actividad primero se observo en totalidad la Central Termoeléctrica

Manzanillo 1, se estudia el proceso de producción y una vez comprendida, se observa

al superintendente de turno durante los 3 turnos correspondientes en las actividades

que realiza a su cargo. Se anota cada una de ellas y se continúa con la descripción de

las mismas.

Se apoyo en libros proporcionados por Comisión Federal de Electricidad, como lo fue “Introducción a centrales termoeléctricas”, “Manual de instructivo de Turbina MHI de 300 Mw”, “Manual de operación y mantenimiento del Generador Eléctrico.”, “Manual del sistema eléctrico de la Central Termoeléctrica Manzanillo I” y “Manual de los sistemas de control en los sistemas de flujo”.

El índice del manual de operación elaborado para la Central Termoeléctrica Manuel Álvarez Moreno se muestra en el anexo 3.

CAPITULO 4

(28)

25

Los resultados obtenidos fueron completamente satisfactorios, no se arrojaron valores

cuantitativos ya que el proyecto implementado fue un manual de operación para el

superintendente de turno, es una herramienta de información completamente estudiada

y precisa en valores e indicadores para una posterior lectura, es un archivo que guarda

la información correcta.

Se presentó el manual de operación a los directivos y sus criticas fueron positivas, un

manual confiable con finalidad de apoyar al jefe de turno en cualquier momento que él

lo requiera.

En el periodo Enero – Junio del presente año, los jefes de turno tuvieron la necesidad

de recurrir al manual propuesto para recordar un par de valores que necesitaban y

poder tomar la decisión correcta logrando así realizar la maniobra con una eficiencia

mayor a lo que lo habían hecho. La actividad fue aplicada en las unidades de ciclo

termoeléctrico, bajar potencia y sacar la unidad siempre ha sido una maniobra precisa

para amortiguar el golpe cuando la turbina de vapor deja de rodar, un rorado de 3600

rpm y parar la unidad a 80 rpm es lo que habían estado considerando, se observó he

investigo que la unidad podría ser detenida a 40 rpm con una carga menor a 5 MW.

Estos valores ayudan a la turbina de vapor a respaldar su equipo y asegurar una vida

útil más larga.

Otro factor beneficiario del manual de operación define que cualquier personal de

operación puede realizar las maniobras mencionadas en él, ya sea por ausencia de jefe

de turno. Con esta ventaja se aumenta la eficiencia y calidad de la Central

Termoeléctrica General Manuel Álvarez Moreno.

CAPITULO 5

(29)

26

No documentar la tecnología en una organización equivaldría a que cada nueva

generación empezara de cero para descubrir, redescubrir o inventar conocimientos,

valore, indicadores, etc.

Los manuales al documentar la tecnología de una organización, no pretende suprimir

las habilidades y sentido común del personal autorizado, lo que pretenden es que en

lugar de que la gente ande diariamente perdiendo el tiempo recordando lo necesario, se

dedique a mejorar los sistemas de trabajo y el nivel de competitividad de la

organización. Los manuales documentan la experiencia de la organización, incluyendo

claramente lo que ha probado ser útil con la razón de ser de una manera más eficiente.

El manual que se realizó cumplió con las expectativas, se logró apoyar al jefe de turno

con la información correcta para la operación de la central, se aseguró la correcta

aplicación de maniobras a realizadas, de igual manera el equipo involucrado en las

respectivas maniobras se protegieron y se archivó la información para posible

manipulación de personal externo al puesto dirigido.

Al personal de operación le fue de mucha utilidad el manual de procedimientos, ahora

en la actualidad el documento estará disponible apoyando en todo momento al personal

de operación haciendo más eficiente el proceso. Las recomendaciones principales son

continuar con la actualización de información sobre las unidades generadoras de

energía eléctrica en la Central Termoeléctrica Manzanillo 1. Y, mantener el manual en el

lugar adecuado para su alcance.

Las actividades extracurriculares en las que se apoyo al jefe de turno, aportaron

información adecuada para la realización del manual de operación. Se observó

actividades mal realizadas y las consecuencias que se obtenían, así se concluyó que el

manual de operación sería correcto para todo el departamento de operación, después

de realizarse y presentarse, se produjo resultados favorables dando lugar a una

(30)

27

(31)

28

ANEXO 1

EQUIPO AUXILIAR

(32)

29

EQUIPO AUXILIAR DE LA CENTRAL TERMOELECTRICA MANZANILLO 1.

Las siguientes imágenes presentan algunos equipos auxiliares que se encuentran

dentro de la Central Termoeléctrica Manzanillo 1.

Bombas de succión de combustible

Bomba circulación principal

(33)

30

Tanque de almacenamiento de combustible

(34)

31

Quemadores

(35)

32

Banco de eyectores

(36)

33

Transformadores

(37)

34

Subestación eléctrica

(38)

35

(39)

36

ANEXO 2

(40)

37

ANEXO 2

PANTALLAS DE CONTROL DE UNIDAD GENERADORA

Las siguientes imágenes muestran los sistemas involucrados en la operación de la

central General Manuel Álvarez Moreno, estas pantallas se encuentran en la sala de

control y pueden ser manipuladas por el operador de la unidad y el superintendente de

(41)
(42)
(43)

40

ANEXO 3

(44)

41

ANEXO 3

INDICE DE MANUAL DE OPERACIÓN

El siguiente indice muestran las secciones en las que se encuentra dividido el manual

de operación elaborado para la Central Termoeléctrica General Manuel Álvarez

Moreno.

INDICE

SECCIÓN I GENERALIDADES.

1.- Centrales de generación

2.- Tipos de centrales de generación

3.-Transformaciones de energia en centrales de generación

termoelectrica

4.- Centrales termoelectricas

a) Equipo principal

b) Equipo auxiliar

c) Sistema de flujo

d) Diagrama general

SECCIÓN II GENERADOR DE VAPOR.

1.- Introducción

2.- Descripción

3.- Combustión

4.- Partes principales

a) Caldera

b) Sobrecalentador

c) Recalentador

d) Economizador

e) Precalentador de aire

(45)

42

SECCIÓN III TURBINAS DE VAPOR.

1.- Caracteristicas generales

2.- Principios de operación

3.- Partes principales

4.- Clasificación de las turbinas

SECCIÓN IV GENERADOR DIESEL DE EMERGENCIA

1.- Introducción

2.- Objetivo

3.- Características

4.- Diagrama eléctrico simplificado

5.- Condiciones previas al arranque

SECCIÓN V SISTEMAS DE OPERACIÓN.

1.- SISTEMA DE CONDENSADO.

1.1.- Introducción

1.2.- Objetivo

1.3.- Alcance

1.4.- Descripción de operación

1.5.- Descripción y operación del equipo

1.5.1.- Tanque de repuesto de condensado

1.5.2.- Condensador principal

1.5.3.- Bombas de condensado

1.5.4.- Condensador de vapor de sellos

1.5.5.- Eyectores de servicio

1.5.6.- Intercondensador

1.5.7.- Poscondensador

1.5.8.- Recirculación mínima

1.5.9.- Calentadores de baja presión

2.- SISTEMA DE AGUA ALIMENTACIÓN.

(46)

43

2.2.- Objetivo

2.3.- Alcance

2.4.- Descripción de operación

2.5.- Descripción y operación del equipo

2.5.1.- Tanque de oscilación del deareador.

2.5.2.- Bombas de agua de alimentación.

2.5.3.- Válvula shut-off

2.5.4.- Variador de velocidad de bombas de agua de

alimentación

2.5.5.- Calentadores de agua de alimentación

3.- SISTEMA DE AGUA DE CIRCULACIÓN.

3.1.- Introducción

3.2.- Objetivo

3.3.- Alcance

3.4.- Identificación del grafico y diagrama mímico.

3.5.-Alimentaciones electricas y señalización.

3.6.- Lógicos de control

3.7.- Sellos cajas del condensador principal.

4.- SISTEMA DE CIRCUITO ABIERTO.

4.1.- Introducción

4.2.- Objetivo

4.3.- Alcance

4.4.- Alimentaciones eléctricas

4.5.- Lógicos de control

4.6.- Distribución de bombas para unidades

5.- SISTEMA DE CIRCUITO CERRADO.

5.1.- Introducción

5.2.- Objetivo

5.3.- Alcance

5.4.- Alimentaciones eléctricas

(47)

44

5.6.- Distribución de bombas para unidades

6.- SISTEMA DE VAPORIZACIÓN Y SOBRECALENTAMIENTO.

6.1.- Introducción

6.2.- Objetivo

6.3.- Alcance

6.4.- Diagramas y caracteristicas del generador de vapor

6.5.- Lógico de control bwcp`s

6.6.- Curva de operación de drenajes y venteos

7.- SISTEMA DE LUBRICACIÓN TURBINA.

7.1.- Introducción

7.2.- Objetivo

7.3.- Alcance

7.4.- Descripcion

7.5.- Alimentaciones electricas del equipo.

7.6.- Lógicos de control del equipo del sistema.

8.- SISTEMA DE AIRE Y GASES

8.1.- Introducción

8.2.- Objetivo

8.3.- Alcance

8.4.- Descripcion

8.5.- Alimentaciones electricas del equipo

8.6.- Lógicos de control del equipo del sistema

8.7.- Operación de compuertas de aire y gases

8.8.- Verificación operación y control de auxiliares,

combustión y nox

8.9.- Ventilador de tiro forzado.

8.10.- Calentadores de aire- vapor

8.11.- Ventiladores de enfriamiento a detectores de flama.

8.12.- Enfriamiento y sello caja de aire / pilotos

8.13.- Precalentadores regenerativos.

(48)

45

8.15.- Cajas de aire hogar

8.16.- Ventiladores de tiro inducido.

9.- SISTEMA ELÉCTRICO.

9.1.- Introducción

9.2.- Objetivo

9.3.- Alcance

9.4.- Sistema de 400 kv.

9.5.- Sistema de 230 kv.

9.6.- Sistema de 4160 volts

9.7.- Sistema de 480 volts

10.- SISTEMA DE VAPOR AUXILIAR

10.1.- Introducción

10.2.- Objetivos

10.3.- Alcance

10.4.- Diagrama y descripcion del flujo de vapor auxiliar,

10.5.- Descripción y operación de equipos del vapor auxiliar

10.6.- Calentamiento al deareador.

10.7.- Tanque desobrecalentador.

10.8.- Calentadores aire vapor

11.- SISTEMA DE SOPLADORES DE HOLLIN

11.1.- Introduccion

11.2.- Objetivo

11.3.- Alcance

11.4.- Diagrama simplificado y descripcion del flujo.

11.5.--Descripcion y operación del equipo del sistema de

sopladores de hollin

11.6.- Sopladores retractiles de los elementos

11.7.- Sopladores de hollin de precas u9 y u10

12.- SISTEMA DE CONTROL DE QUEMADORES

12.1.- Introduccion

(49)

46

12.3.- Alcance

12.4.- Diagrama simplificado y descripcion del flujo

12.5.- Descripcion y operación del equipo de control de

quemadores

12.6.- Medidores de flujo de combustible a quemadores

12.7.- Rack de valvulas de control de combustible

12.8.- Valvula de corte de combustible

12.9.- Accesorios del rack de quemadores en esquinas

pilotos

12.10.- Quemadores de aceite combustible

12.11.- Accesorios de quemadores

12.12.- Purga del hogar

12.13.-Selección de combustible y operación de quemadores

12.14.-Secuencia de encendido de quemadores

12.15.-Detectores de flama

13.- SISTEMA DE VAPOR PRINCIPAL

13.1.- Introduccion.

13.2.- Objetivo.

13.3.- Alcance.

13.4.- Diagrama de vapor principal.

13.5.- Caracteristicas de generador de vapor.

13.6.- Descripcion equipo principal del sistema.

13.6.1.- Valvulas de estrangulamiento.

13.6.2.- Cajas de vapor y valvulas de gobierno.

13.6.3.- Caja de toberas y paso curtis.

13.6.4.- Turbina de alta presion.

13.6.5.- Turbina de presion intermedia

13.6.6.- Turbina de baja presion

14.- SISTEMA DE VAPOR DE SELLOS

14.1.- Introducción

(50)

47

14.3.- Alcance

14.4.- Diagrama gral, funcion y operación de vapor de sellos.

14.5.- Coladores de vapor y valvulas de seguridad.

14.6.- Atemperacion al vapor de sellos

14.7.- Condensador de vapor de sellos

15.- SISTEMA DE EXTRACCIONES DRENES Y VENTEOS.

15.1.- Introduccion

15.2.- Objetivo

15.3.- Alcance

15.4.- Diagrama simplificado

15.5.- Descripcion del equipo

15.6.- Calentadores de baja y alta presion

15.7.- Descripcion funcional

15.8.- Logicos de control

15.9.- Parametros de las extracciones

16.- SISTEMA DE CORRIENTE DIRECTA.

16.1.- Introducción

16.2.- Objetivos

16.3.- Descripción y función de una batería

16.4.- Banco de baterías

16.5.- Descripción de tableros de distribución de c.d.

16.6.- Diagramas unifilares y simplificados de tableros de

c.d.

16.7.- Función y descripción de los cargadores de baterías

16.8.- Características fuentes y uso de c.d.

17.- SISTEMA ACEITE DE SELLOS DEL GENERADOR.

17.1.- Introducción

17.2.- Objetivo

17.3.- Alcance

17.4.- Descripción de componentes

(51)

48

17.6.- Diagrama simplificado aceite de sellos lado aire

17.7.- Descripción aceite de sellos lado aire

17.8.- Aceite de respaldo de alta presión

17.9.- Aceite de respaldo de baja presión

17.10.- Sistema aceite de sellos lado hidrogeno

17.11.- Diagrama simplificado aceite de sellos lado hidrogeno

17.12.- Descripción aceite de sellos lado hidrogeno

18.- SISTEMA DE HIDROGENO Y CO2.

18.1.- Introducción

18.2.- Objetivo

18.3.- Alcance

18.4.- Diagrama sistema de enfriamiento de hidrogeno

18.5.- Función del sistema

18.6.- Descripción del equipo

SECCIÓN VI REGULACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA

1.- Introducción

2.- Objetivo

3.- Alcance

4.- Descripción regulación primaria y secundaria

SECCIÓN VII ANÁLISIS DE LA COMBUSTIÓN

1.- Introducción

2.- Objetivo

3.- Alcance

4.- Descripción del análisis de la combustión

SECCIÓN VIII MANIOBRAS

1.- Introducción

(52)

49

3.- Alcance

4.- Maniobras de puesta en servicio de unidad.

5.- Maniobras de paro de unidad

6.- Maniobras en un disparo.

7.-Maniobras en falla de potencial.

8.- Prueba hidrostática generador de vapor.

9.-Pruebas de válvulas de seguridad.

10.-Llenado de ductos.

11.- Maniobras y parámetros a verificar antes, durante y después

del arranque de bomba agua de circulación.

12.- Retrolavado y choque térmico.

13.- Parámetros y maniobras a verificar antes, durante y después

del arranque de la bomba de condensado.

14.- Llenado del deareador

15.- Control de nivel deareador

16.- Llenado del generador de vapor

17.- Parámetros y maniobras a verificar antes, durante y -después

del arranque de bwcp´s.

18.- Control y operación de vapor auxiliar

19.- Parámetros y maniobras a verificar antes, durante y después

del arranque de bombas de agua de alimentación

20.- Operación y control de válvula shut-off

21.- Control de nivel domo

22.- Arranque de la segunda bomba a.a. y o cambio de bba a.a.

23.- Parámetros y maniobras a verificar antes, durante y después

del arranque de bombas de lubricación para el llenado de líneas y

recirculación del aceite turbina.

24.- Torna flecha turbogenerador.

25.-. Prueba de bombas

26.- Maniobras y parámetros a verificar antes, durante y después

(53)

50

27.- Control y operación de calentadores de aire a vapor

28.- Lavado de precas

29.- Pruebas de válvulas de paro e interceptoras

30.- Prueba de válvulas de gobierno y estrangulamiento.

31.- Sincronización de la unidad, maniobras y cuidados al efectuar

esta

32.- Maniobras y supervisión antes, durante y después del cambio

de auxiliares de la unidad.

33.- Maniobras para libranza del t-6, t-7, líneas principales,

interruptores y buses.

34.- Maniobras para alimentar al tablero de c.d.

35.- Detecciones de falla a tierra en el tablero de c.d.

36.- Maniobra para cambio de cargador de baterías

37.-Arranque automático generador diesel y transferencia de

esenciales

38.-Prueba arranque generador diesel y transferencia de esenciales

en automático.

39.-Arranque generador diesel y transferencia de esenciales en

manual

40.- Maniobras para respaldo de generador diesel de u9 y u10.

41.- Maniobras de arranque del sistema aceite de sellos

42.- Maniobras de paro del sistema aceite de sellos

43.- Maniobras para reemplazar co2 con hidrogeno

44.- Maniobras para aumento de presión de hidrogeno

45.- Maniobras para reemplazar hidrogeno con co2

46.- Maniobras para reemplazar co2 con aire

47.- Maniobras normales y en contingencias de una unidad

48.- Arranque de unidad

49.- Paro de unidad

50.- Disparo de unidad

(54)

51

52.- Puesta en servicio del sistema de aire y gases.

53.- Arranque y paro de quemadores porprograma de carga

54.- Control de compuertas de aire auxiliares y de combustion

55.- Interlock de seguridad del horno

56.- Disparos de caldera

57.-Embotellado del generador de vapor

58.-Calibracion de valvulas de seguridad

59.- Regulador de presion de vapor de sellos

60.-Puesta y fuera de servicio del sistema vapor a sellos

(55)

52

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(56)

53

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Referencias

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