perfil del anteproyecto de grado

324 Pages·2010·10.81 MB·Spanish

ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO

CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

MANUAL TÉCNICO DE PROCEDIMIENTOS PARA LA
EJECUCIÓN DE UN MANTENIMIENTO MAYOR DE UNA UNIDAD
DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA, TIPO FRANCIS DE EJE
VERTICAL, DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA AGOYÁN

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
MECÁNICO

MAURICIO FERNANDO CAICEDO URRESTA

DIRECTOR: ING. JUAN DÍAZ

CODIRECTOR: ING. ROBERTO GUTIÉRREZ

Sangolquí, 2009-06
CERTIFICACIÓN DE LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO

El proyecto “ MANUAL TÉCNICO DE PROCEDIMIENTOS PARA
LA EJECUCIÓN DE UN MANTENIMIENTO MAYOR DE UNA
UNIDAD DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA, TIPO FRANCIS
DE EJE VERTICAL, DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
AGOYÁN” fue realizado en su totalidad por Mauricio Fernando
Caicedo Urresta , como requerimiento parcial para la obtención del
titulo de Ingeniero Mecánico.

Ing. Juan Díaz Ing. Roberto Gutiérrez
DIRECTOR CODIRECTOR

Sangolquí 09.06.

ii
LEGALIZACIÓN DEL PROYECTO

“MANUAL TÉCNICO DE PROCEDIMIENTOS PARA LA
EJECUCIÓN DE UN MANTENIMIENTO MAYOR DE UNA UNIDAD
DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA, TIPO FRANCIS DE EJE
VERTICAL, DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA AGOYÁN”

ELABORADO POR:

MAURICIO F. CAICEDO U.

DECANO DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ENERGÍAS

Sangolquí, 09.06.

iii
DEDICATORIA

Está tesis es dedicada a mi madre, a mi padre, a mis hermanos, a la mujer que
tiene mi corazón y a mis abuelos, quienes fueron los que me impulsaron para
cumplir con este sueño, basados en la comprensión, amor y cariño.

Mauricio F. Caicedo U.

iv
AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios, a toda mi familia, en especial a mi madre Matilde y a mi
padre Mauricio por soportar tanto tiempo para ver a su hijo subir un peldaño
más en la escalera de la vida y por todo el apoyo brindado; a los Ingenieros
Juan Díaz y Roberto Gutiérrez por aportar con sus conocimientos y brindarme
su amistad; a la mujer que a compartido junto a mi todo este tiempo de
desarrollo del proyecto convirtiéndose en el motor de mi vida.

Mauricio F. Caicedo U.

v
RESUMEN

La visión del proyecto “MANUAL TÉCNICO DE PROCEDIMIENTOS PARA LA
EJECUCIÓN DE UN MANTENIMIENTO MAYOR DE UNA UNIDAD DE
GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA, TIPO FRANCIS DE EJE VERTICAL, DE
LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA AGOYÁN” es proporcionar a la empresa
auspiciante un documento técnico en el cual pueda apoyarse en el momento de
ejecutar mantenimientos venideros, pudiendo planificarlos a tiempo y proteger
la integridad de las instalaciones y a sus trabajadores.

Para el desarrollo del Manual Técnico de Procedimientos, el primer paso es el
habituarse con las normas y políticas aplicadas dentro de las instalaciones por
el propietario.

Luego de está inducción fue necesario el realizar visitas técnicas periódicas a
las instalaciones llegando a familiarizarse con todos los equipos y sistemas
existentes así como las personas encargadas de la supervisión, operación y
mantenimiento.

Conforme se realizaban las visitas fue muy importante la asesoría directa de
los técnicos especializados, los cuales brindaban la información necesaria para
desarrollar el manual de procedimientos, el mismo que servirá de herramienta
en la ejecución del mismo.

Mediante una metodología de investigación se recopila la información existente
y necesaria así como las experiencias vividas por los trabajadores en
anteriores mantenimiento.

Se diseña las tarjetas de procedimientos mediante reuniones sostenidas con
los usuarios directos, llegando a estructurar el manual de tal forma que sea
claro, conciso y abarque todos los aspectos técnicos y económicos necesarios
para planear oportunamente el mantenimiento mayor.
Una central hidroeléctrica es única en diseño, pero el principio de
funcionamiento es similar para los diferentes tipos de turbinas hidráulicas, por
está razón se da a conocer los elementos constructivos, las características de
funcionamiento y medios de control.

Se describe a la central Hidroeléctrica Agoyan, haciendo énfasis en la parte
electromecánica especialmente en los sistemas generador, regulador y turbina,
ya que son los elementos sometidos a cambios o reparaciones dentro de un
mantenimiento mayor.

Los diferentes tipos de mantenimiento y su categorización son objetos de
estudio por ser los fundamentos de este proyecto de grado.

Se indica la manera como Hydroagoyán, planifica, programa, organiza, controla
y direccióna los diferentes tipos de mantenimiento dentro de su planta para
mantenerla operable y confiable.

Como punto final se desarrolla el manual técnico de procedimiento
considerando los argumentos necesarios y todos los conocidos adquiridos
durante la consecución del proyecto.

Una importante conclusión es saber los beneficios que traerá la utilización de
este manual técnico de procedimientos en la optimización de recursos
reflejados en la parte económica y por ende mantener el control en el déficit de
energía y evitar apagones por mala planificación o estiaje.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CAPITULO 1 “GENERALIDADES”
1.1. Antecedentes. 19
1.2. Definición del problema. 21
1.3. Objetivos. 21
1.4. Alcance. 22
1.5. Justificación e Importancia. 23
CAPITULO 2 “MARCO TEÓRICO.”
2.1. Centrales de Generación Hidroeléctrica 24
2.1.1. Características generales. 26
2.1.2. Elementos constructivos. 31
2.1.3. Disposición constructiva de las Turbinas Hidráulicas. 37
2.1.4. Características de Funcionamiento de las Turbinas Hidráulicas. 43
2.1.5. Sistemas de Control. 50
2.2. Descripción de la Turbina Tipo Francis. 55
2.2.1. Rendimiento. 55
2.2.2. Clasificación de las Turbinas Francis. 56
2.2.3. Partes y Componentes. 56
2.3. Metodología de la Investigación Científica. 65
2.4. Categoría y Niveles de Mantenimiento. 68
2.4.1. Mantenimiento Predictivo. 71
2.4.2. Mantenimiento Preventivo. 75
2.4.3. Mantenimiento Correctivo Planeado. 81
2.4.4. Niveles de Mantenimiento. 84
CAPITULO 3 “LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA AGOYAN.”
3.1. Descripción General. 87
3.2. Componentes de la Central Agoyán. 88
3.3. Datos Generales de la Unidad de Generación. 112
3.3.1. Especificaciones Técnicas. 112
3.3.2. Puesta en marcha de la unidad, datos Operativos. 117
3.3.3. Recomendaciones del fabricante para la Ejecución
del mantenimiento. 121
vi
3.3.4. Recomendación del Fabricante para la Operación. 127
3.4. Condiciones operativas de la Central. 141
3.4.1. Seguimiento y registro de las condiciones Operativas. 141
3.4.2. Influencia de la calidad de agua en el desgaste de la turbina. 142
3.4.3. Tipos de Desgaste. 143
3.4.4. Zonas Críticas. 145
CAPITULO 4. “MANTENIMIENTO PLANEADO DE LA CENTRAL
HIDROELÉCTRICA AGOYÁN”.
4.1. Planeación del Mantenimiento. 146
4.1.1. Monitoreo de parámetros operativos. 146
4.1.2. Mantenimiento Rutinario. 147
4.1.3. Mantenimiento Programado. 147
4.1.4. Mantenimiento Correctivo. 148
4.2. Normas y Estándares. 149
4.3. Pruebas de Validación. 150
4.4. Programa de Mantenimiento. 152
4.5. Manual de Procedimientos. 154
4.5.1. Guía Técnica. 154
4.5.2. Diseño de Tarjeta de Procedimientos. 154
CAPITULO 5. “ELABORACIÓN DEL MANUAL DE PROCEDIMIENTOS DEL
MANTENIMIENTO MAYOR DE LA UNIDAD Nº- 1 DE LA CENTRAL
HIDROELÉCTRICA AGOYÁN”.
5.1. Planeación del Mantenimiento. 159
5.2. Proyección de la periodicidad. 163
5.2.1. Proyección por mantenimiento predictivo 165
5.2.2. Proyección por mantenimiento programado. 174
5.3. Procedimientos de trabajo. 176
5.4. Resultados esperados. 181
CAPITULO 6. “ANÁLISIS ECONÓMICO Y FINANCIERO”.
6.1. Análisis Económico. 192
6.2. Análisis Financiero. 194
6.3. Costos de Operación y Mantenimiento Preventivo - Predictivo. 200
6.4. Costos de Mantenimiento Mayor. 209
vii
6.4.1. Costos de Mano de Obra Directa (MOD.) y subcontratos. 210
6.4.2. Costos de materiales y repuestos. 211
6.4.3. Costos indirectos de Mantenimiento. 212
6.5. Costos inmediatos de Mantenimiento Total. 214
6.6. Costos de Oportunidad. 214
6.7. Análisis de Sensibilidad. 216
CAPITULO 7. “CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.”
7.1. Conclusiones. 217
7.2. Recomendaciones. 218
BIBLIOGRAFÍA.
ANEXOS.
 Glosario de términos técnicos.
 Especificaciones técnicas de mantenimiento y operación.
PLANOS.

viii