Ahorro de Energia en Calderas

7/17/2019 Ahorro de Energia en Calderas

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1

Ing. Rafael Calle

TERMODINAMICA S.A.

Ahorro de Energa enCalderas


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2

a. 1. Ingeniera del Vapor2.Fundamentos de la Combustin

3.Quemadores y Combustin Eficiencia de la Combustin

Combustin de Gas Natura

Combustin de Lquidos

Regulacin de uemadores!. Costos de Generacin del Vapor con iesel 2!G"#!Residual $!Gas %atural&. Costos deGeneracin del Vapor con iesel 2!G"#!Residual$!Gas %atural'. ()todos de (edicin de la *ficiencia +)rmicadel Caldero

+*(,RI-+*(,RI-


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$. Factores /ue isminuyen la *ficienciadel Caldero0. Factores /ue Influyen en la Calidaddel Vapor. ,gua de la ,limentacin de laCaldera!+emperatura del ,gua de

,limentacin!+an/ue de ,limentacin. +ratamiento del ,gua de ,limentacin13. Control de #urgas!,pro4ec5amiento11. eseadores! +ipos12. *conomi6adores

+*(,RI-+*(,RI-


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&


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'


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$

Que es el vapor?

*l agua puede e7istir como8!

un solid ! 9I*"-

un li/uido ! ,G:,

un gas ! V,#-R

*l 4apor es la forma gaseosa del agua


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0

Porque usamos vapor?

" "a energa calrica es agregada al agua para con4ertirlaen 4apor

" *n este proceso se usan cantidades grandes de energa

" Cuando el 4apor entra en contacto con una superficie masfra se condensa y cede r;pidamente esta energa

" *ste proceso se lle4a a cabo a temperatura constante


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Los beneficios del vapor

" :sado desde la re4olucin industrial< continua siendo untransportador de calor moderno< fle7ible y 4ers;til

" #roducido por la e4aporacin del agua< es relati4amente baratoustarse con precisin controlando supresin

" +ransporta una gran cantidad de energa con una pe/ue?a masa


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La formacin del vapor

1 #g1 #g

$%C$%C

, I @g de agua a la presin atmosf)rica y a 3AC

$%C$%C

1$$%C1$$%C

=e le agrega calor 5asta lle4ar la temperatura alpunto de ebullicin. *sto se llama *ntalpa

*specfica del ,gua o Calor =ensible. , 3 bar g estoser; &1 @B@g

*l agregado de mas calor con4ertir; el agua en 4apor..

*sto se llama *ntalpa *specfica de *4aporacin o Calor"atente. , 3 bar g esta ser; 22'0 @B@g


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13

Entalpa especfica

te

mperaturaDC

entalpa especifica< @B@g

3

133

'3

&1

agua

2$0$

e4aporacin

4apor


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11

El contenido de calor del vapor

*ntalpa especfica del agua Ecalor sensible

! es la cantidad de calor re/uerida para ele4ar la temperatura del aguadesde 3AC 5asta la temperatura de saturacin Eebullicin< @B@g

! es referida como 5f

*ntalpa especfica de e4aporacin Ecalor latente

! la cantidad de calor re/uerida para con4ertir el agua li/uida en 4apora la temperatura de saturacin< @Bg.

! es referida como 5fg

*ntalpa especfica del 4apor Ecalor total

! es a suma de las anteriores< @Bg.

! es la cantidad total de calor en el 4apor

! es referida como 9g.


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12

Punto de ebullicin o temperatura de saturacin

#resinatmosf)rica

133 AC133 AC

1 bar g

123 AC123 AC

13 bar g

1& AC1& AC

" , medida /ue se incrementa la presin< tambi)n se incrementala temperatura de saturacin< o punto de ebullicin

" "a temperatura de saturacin es el lmite a la cual el agua

puede llegar como l/uido. =i se agrega mas calor comen6ar; ae4aporarse.

" *sta es una correlacin fi>a


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1

Temperatura de saturacin

tempera

turaDC

entalpa especifica< @B@g

3

133

'3

&1 2$0$

3 bar g

'3'

123

2030

1bar g

1&

01 201

13bar g


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1&

Vapor saturado: temperatura v.s. presin

3 1 2 & ' $ 0 133

23

&3

$3

3

133

123

1&3

1$313

233

temperatu

raAC

presin< bar g


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1$

Vapor saturado: volumen v.s. presin

3 1 2 & ' $ 0 133

3.2

3.&

3.$3.

1.3

1.2

1.&1.$

1.

presin bar g

4olumenespecficomH@

g


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10

Tablas de vapor

*ntalpa @B@g

#resinmanom.

bar g

+emp.AC ,gua

E5f

*ntalpa esp.de e4ap.

E5fgVapor

E5g

Volum.espec.m@g

3

12&'$0

133

1231&1&&1'21'1$'103

&1

'3$'$2$3'$01$&1$0021

22'0

223121$2121323$23$$23&

2$0$

2030202'2020&20'020$20$

1.$0

3.13.$33.&$13.0&3.1'3.2023.2&3


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1

Vapor hmedo

" "as propiedades del 4apor saturado seco est;n en la tabla de 4apor" , menudo< el 4apor contiene gotas de agua en suspencin

" Cuando este es el caso< se designa como 4apor 5medo

" *l 4apor 5medo contiene menos entalpa de e4aporacin /ue el

4apor saturado seco ! contiene menos calor til" *l grado de 5umedad del 4apor se designa como Jtitulo o fraccin de

se/uedadK

! si el 4apor tiene un ttulo de 3.3

! 3L de su masa ser; 4apor saturado seco! 13L de su masa ser; agua


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1

E!emplo de vapor hmedo

entalpia esp. del 4apor=,+. seco M ' bar g

agua N $01 @Bg.

e4aporacinN 23$ @Bg.

4apor N 20'0 @Bg.

entalpa esp. del 4apor7N 3LM ' bar g

agua N $01 @Bg.

e4aporacinN E23$ O 3. N 100 @Bg.

4apor N 2'& @Bg.

"a entalpa disminuye en un 13L


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23

Vapor recalentado

" =i se agrega calor despu)s /ue el agua 5a sido e4aporada< aumenta latemperatura del 4apor

" *ste 4apor se llama JrecalentadoK

! su temperatura ser; superior a la del 4apor saturado a la presincorrespondiente

" ,ntes /ue condense y entregue su entalpia de e4aporacin< debe cedercalor 5asta /ue su temperatura iguale la temperatura de saturacin

" :sualmente el 4apor recalentado es la primera opcin para generacinde potencia

" *l 4apor saturado normalmente es la primera opcin para aplicacionesde calentamiento

" l t i t d l


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21

"ecalentamiento del vapor

tempera

turaDC

3

entalpa especifica @B@g

1&

02 201

13bar g

2&&

2'3


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22

,5orro de energa en Calderas

FUNDAMENTOS DE LA

COMBUSTIONTIPOS DE

COMBUSTIBLES


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2

GENERALIDADES

DEFINICION DE COM BUS ION

#$%ET&V#' (E L) *#+$,'T-:

&Generar calor a un 'roceso determinado( fundicin( etc.

&)ncrementar la tem'eratura 'ara facilitar la ocurrencia de un'roceso( generacin de *a'or.

&Crear una atmsfera con los 'roductos de combustin(secado.

CombustibleCombustible

+em'eratura+em'eratura,-igeno,-igeno


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2&

GENERALIDADES

IPOS DE COMBUS IBLES

Combustiblees aquel com'uesto que almacena energa qumica en

su estructura molecular( en contacto con aire dic/a energa esliberada a tra*0s de com'leas reacciones qumicas e-'resadas 'oruna llama.

Especificaciones bsicas de los combustibles

lta densidad de energa Contenido de calor. lto calor de combustin 4otencial calor a liberar. Estabilidad t0rmicalmacenamiento. 4resin de *a'or 5olatilidad.

Contaminacin atmosf0rica Efecto im'acto ambiental.


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2'

GENERALIDADES

IPO DE COM BUS IBLES

'eleccin de combustibles:" Costo" 6is'onibilidad" +rans'orte" Reglamentacin mbiental

Tipos de combustibles" 7lidos" Lquidos

" Gaseosos


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2$

Poder *alorfico *ostos decombustibles en PE",


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20

#or Fase #or ,plicacin

#roduccin %atural #roduccin =int)tica +ransferencia de Calor Generacin de *nerga

'/L&(#' 8ornos de 4roceso9nidades de secadoGeneracin de *a'or

Combustin internaGeneradoresCogeneracin+urbinas

Carbn Coque

:adera Carbn 5egetal

5egetacin 6esec/os org;nicos

6esec/os inorg;nicos

L0Q,&(#'

Crudo 6estilado 'etrleo

ceites biolgicos lco/oles

Combustibles *egetales Combustibles coloidales

1)'E#'#'

Gas Natural 8idrogeno


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2

*#+$,'T&$LE' '/L&(#'

La buena combustinde'ende de la facilidad de acceso del airea las'artculas del combustible

C",=IFIC,CIP% * "-= C-(:=+I"*= =P"I-= Carbn mineral

Carbn *egetal :adera


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2

*#+$,'T&$LE' '/L&(#'

El 'roceso de combustin de un combustible slido 'osee las siguientesfases7ecado del combustible 8umedad contenida en el combustible6estilacin 7e'aracin de los com'onentes *ol;tiles contenidos en elcombustible.

uema de los com'onentes menos *ol;tilesdebido al calor generado'or la combustin de los *ol;tiles.Residuo de ceni=asen el 'roceso de combustin

El uso de combustibles slidos requiere una maor in*ersin'ara el

almacenamiento( 're'aracin( maneo trans'orte del combustible( 'eroa su *e= su costo es muc/o m;s baoque los combustibles lquidos gaseosos.


GENERALIDADES


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3

*#+$,'T&$LE' '/L&(#'

C,R,C+*R=+IC,=lto contenido de o-geno( nitrgeno a=ufre4oder calorfico

Contenido material *ol;tilContenido de ceni=as8umedadGranulometra+em'eratura de fusin de las ceni=as


GENERALIDADES


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1

*#+$,'T&$LE' '/L&(#'

EV)L,)*- *#+# *#+$,'T&$LE':aor in*ersin 'ara el almacenamiento( maneo( 're'aracin trans'ortelta contaminacin atmosf0rica:enor eficiencia

Costos baos res'ecto a combustibles lquidos gaseosos

*#+P#'&*- (E *#+$,'T&$LE' '/L&(#'*#-'&(E")*-E' (E 'ELE**-6is'osicin ti'o de ceni=as

Efectos de corrosin ? abrasi*os:e=cla con otros combustibles


GENERALIDADES


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2

*#+$,'T&$LE' L&Q,&(#'

C",=IFIC,CIP% * "-= C-(:=+I"*= "IQ:I-=

7on me=clas de /idrocarburos deri*ados del 'etrleo o de ceites*egetales @bio combustibles A 'or medio de 'rocesos de refinacin.

En el 'etrleo se 'ueden distinguir diferentes com'uestos( adem;sde /idrocarburo( el 'etrleo contiene 'equeBas cantidades deo-geno( nitrgeno( a=ufre( *anadio( nquel( /ierro( tra=as de otrosmetales e im'ure=as tales como agua sedimentos.


GENERALIDADES


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*#+$,'T&$LE' L&Q,&(#'

,rigen del 'etrleo Naturales Crudo Refinados Nafta( erosenoD Gas oil( 6iesel( et Residuales >uel oil

,rigen de combustibles slidos 'artir del carbn.

7ub'roductos industriales

Licor negro


GENERALIDADES


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&

*#+$,'T&$LE' L0Q,&(#'

*)")*TE"0'T&*)' (E L#' *#+$,'T&$LE' L&Q,&(#'*omposicin qumica parecida2 propiedad fsica diferenteGra*edad es'ecifica5iscosidad

4oder calorficoCur*a de destilacin4unto de inflamacinContenido de carbnContenido de ceni=asContenido de sedimento aguaContenido de a=ufre


GENERALIDADES


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'

*#+$,'T&$LE' 1)'E#'#'

9n combustible gaseoso es m;s f;cil de manear su combustin eslim'ia sin 'roblemas de o'eracin.

El gas es un combustible de f;cil quemado( a que 'ara su

combustin slo requiere ser me=clado con determinada cantidad deaire a condiciones 'timas de tem'eratura.

*L)'&3&*)*&/- (E L#' 1)'E' *#+$,'T&$LE'4R):ER >:)L) Gases manufacturados

7EG9N6 >:)L) Gas Natural+ERCER >:)L) GL4( 4ro'ano(


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$

*#+$,'T&$LE' 1)'E#'#'

*#+P#'&*- T0P&*) (EL 1)' -)T,")L

:E+N, F$ HIJ

E+N, 1 1!J4R,4N, $ !JCK! $ 2J


GENERALIDADES


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0

CARAC ERIS ICAS DEL GAS NA URAL

#ropiedad. :nidades*specificaciones de calidad.

(nimo. (;7imo.

4oder calorfico bruto. cal?m3 !M$ 1$3$$

7ulfuro 8idrgeno. @827A mg?m3 3

=ufre +otal. @7A mg?m3 1M

5a'or de agua mg?m3 IM ! lb?::4C

6i-ido carbono. @C,2A. J 5ol. 3.MGases )nertes @A. J 5ol. I

+em'eratura. OC. M$

:aterial 7lido. Libre de 'ol*os( gomas de cualquier slidoque 'ueda ocasionar 'roblemas en latubera.

Lquidos. Libre de agua en estado lquido.

General idades


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C-(:=+I"*= G,=*-=-=

)PL&*)*-E' (EL 1)' -)T,")L *#+# *#+$,'T&$LE

9tili=acin t0rmica cl;sica gasodom0sticos( calderas( /ornos(

turbog;s. 9tili=acin t0rmica es'ecial tratamientos t0rmicos @o-i&redA. 9tili=acin t0rmica 'articular caractersticas qumicas termodin;micas tanto del gas como 'roductos de combustin.

ipos de Com bs!ibles

General idades


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C-(:=+I"*= G,=*-=-=

*)")*TE"0'T&*)' (E L#' *#+$,'T&$LE' 1)'E#'#'

Gra*edad Es'ecfica Relacin de densidad con res'ecto al aire.

Com'osicin del gas 4oder calorfico energa liberada en el 'roceso de combustin.+em'eratura de )gnicin +em'eratura mas baa a la que sucede la

combustin auto&sometida.Limites de )nflamabilidad Rango de concentracin aire&combustible en elque sucede la combustin.

3

0763.0

ft

lbaire=

3

225.1

m

Kg

ipos de Com bs!ibles

- i d C ld


39/184

&3

-peracin de Calderos

QUEMADORES Y COMBUSTIN

LA COM BUS ION CON DIFEREN ES IPOS DE


40/184

&1

"UEMADORES

Q d


41/184

&2

Quemadores:

4or ti'o de combustible.

Gas L!"#$s S%&"#$s

4or el ti'o o fluido de atomi=acin.

'()s"%*+ ,$-)(a. &!"#$ A!/"&"a( A"()+ Gas)s "*)(,)s+ a$( #) a3!a4 C)*,(!3$s+ 6$a ($,a,"a.

A,8$s9("6$s: T"($ $(;a#$ $ I*#!6"#$4

Q d


42/184

&

4or ti'o de combustible

Co'a Rotati*a.

Con >luido de atomi=acin.4or 4resin 4ura

Quemadores:



43/184

&&

Mecanismos del Proceso de Combustin - ATOMIZACION

Generalidades

R)!)("#$ a(a )& !s$ #) 6$8-!s,"-&)s &!"#$s

A 8)*$( ,a8a


44/184

&'

Mecanismos del Proceso de Combustin - ATOMIZACION

#ropiedades del combustible /ue inciden en la atomi6acinViscosidad del lquido

menor *iscosidad meor atomi=acinCada quemador esta diseBado 'ara una *iscosidad del combustible

determinadoLa tem'eratura como *ariable o'eracional 'ara lograr la *iscosidad

del combustible

"UEMADORES



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&$

Mecanismos del Proceso de Combustin ATOMIZACIONFactores dependientes del equipo

+ipos de ,tomi6acintomi=acin mec;nicatomi=acin fluido motri=

Variables operacionales en la atomi6acin4resindel combustible a la entrada del quemador alta 'ara atomi=acin

mec;nica+i'o de fluido motri= calidad cantidad6i;metrode la boquilla

ngulode dis'ersinRelacinfluido motri= & combustible

"UEMADORES


"UEMADORES


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&0

Generalidades& +odo combustible reacciona en estado gaseoso.& La me=cla aire&combustible se reali=a en estado gaseoso

Factores /ue afectan la 4elocidad de e4aporacin.& +amaBo de 'artcula.& Conducti*idad t0rmica del combustible.& +em'eratura de ebullicin.& 4oder calorfico.& +urbulencia en la c;mara de combustin

&lta tem'eratura de la c;mara

Mecanismos del Proceso de Combustin - APO!IZACION

&nstalacin de Quemador (ual


47/184

&

&nstalacin de Quemador (ual

Quemador de Combustible Residual


48/184

&

Quemador de Combustible Residual

Especificaciones y Capacidades de los


49/184

'3

componentes del

Quemador


50/184

'1


51/184

'2

*ombustin:


52/184

'

*ombustin:

4erformance r a?c( ,2( E"6")*6"a #)& 6$8-!s,"%* R)&a6"%* a"() 6$8-!s,"-&) '$#)( 6a&$("6$ #)&

6$8-!s,"-&) T)8)(a,!(a #)

6$8-!s,"%* A($)6=a8")*,$ #)

3as)s. C$*#"6"$*)s #)A,$8";a6"%*

T)8)(a,!(a #)&6$8-!s,"-&)

Calidad C,2(C,(N,-(7,- a$( s)6$ )* &a 6a*,"#a# #)8a*#a#a a &a ()s"%* 6$(()6,a a &a ,)8)(a,!(a 6$(()6,a

Ca)($A3!a

C$8-!s,"-&):E"6")*6"a #) 6$8-!s,"%*

a$(

Eficiencia vs e4ceso de aire


53/184

'&

Eficiencia vs e4ceso de aire

>$*a #) 8?/"8a )"6")*6"a:

6$8-!s,"%* )s,)!"$89,("6a

C02( O2+CO

$$$$

Principales par5metros de la combustin


54/184

''

p p

+em'eratura de C/imenea @%CA P

4E+R,LE, + *a'or @%CA K IM %C @1F$ %C &&& 2!$ %CAG7 N+9RL + *a'or @OCA K 2$OC @1I$OC &&&& 2$$OCA

E-ceso de ,-igeno @ ,2A J 5olumen 2 J & M J

:on-ido de Carbono @ C, A 44: :enor de 2$$ ''m.

6i-ido de Carbono @ C,2A J *olumen

:aor a 13. J E-celente

13.$ J & 13. J


55/184

'$

p p

4erdida 4or C/imenea @ q3A J

H J & 12 J

4erdida 'or )n quemados@ qLA J

1 J & ! J

>uentes # * , & gencia mericana de 4roteccindel :edio mbiente.

, = ( * & merican 7ociet of :ec/anicalEngineers.

Ref. Calderas de


56/184

'0

P6rdidas por la chimenea


57/184

'

P6rdidas por la chimenea


58/184

'


59/184

$3

-peracin de Calderos


60/184

$1

CONERSION A GAS NATURAL

Venta!as de Quemar 1as -atural


61/184

$2


62/184

$

8"esidual 9 1as -atural;


63/184

7it de *onversin de *ombustible (ual


64/184

$'

8"esidual 9 1as -atural;

Ensamble Com'leto del 7istema 6ual


65/184

$$

7it de *onversin de*ombustible (ual


66/184

$0

8*5mara de distribucin de


67/184

$

*ombustible (ual8*5mara de distribucin de


68/184

$

*ombustible (ual8*5mara de distribucin de


69/184

03

*ombustible (ual8Tren de 1as;

7it de *onversin de *ombustible (ual8Tren Principal de 1as;


70/184

01

8Tren Principal de 1as;

"la4e de Cierre"la4e de Cierre

Interruptor de a>aInterruptor de a>a#resin de Gas#resin de Gas

,ctuador E=+,ctuador E=+ ,ctuador E#-C,ctuador E#-C

Interruptor de ,ltaInterruptor de ,lta#resin de Gas#resin de Gas

Val4ula #rincipalVal4ula #rincipale Venteoe Venteo

"la4e de Cierre"la4e de Cierre

=oportes=oportes

7it de *onversin de *ombustible (ual8Tren Principal de 1as;


71/184

02

8Tren Principal de 1as;

7it de *onversin de *ombustible (ual8Tren Piloto de 1as;


72/184

0

8Tren Piloto de 1as;

(istribution de *ostos que &ntervienen en la1eneracin de Vapor


73/184

0&

1eneracin de Vapor

Mano obra

10%Combustible

74%

Equipos

9.75%

Electricidad2.5%Purgas

1.5%

gua.75%

Prod !uimicos

.5%

Por 1 "onelada de #apor

Ener


74/184

0'

100 %Energ$a de

Combustible

CalderaPrdidas por &adiaci'n

Prdidas de gases

2 %

17.5 %

(ala deCalderas

&adiaci'n) tanque condensado

Calentam aire de combusti'n

Condensado no recuperado

Calentamiento agua reposici'

Purga de *ondo1.+ %

0.2 %

0.+ %

1.2 %

0.2 %

Planta Prdidas de #apor )"rampas en mal estado

Prdidas por &adiacion)0.5 "o 4.0 %

,p "o 10 %

Energia utili-ada+.+ "o 75./ %

75

1eneracin de vapor:


75/184

0$

Ca)($ 1

Ca)($ 2

Ca)($ *

T(a,a8")*,$#) a3!a

Ma*)$#) 6$8-!s,"-&)

Vapor a proceso

A3!a #) ()$s"6"%*:M*"8$ a3!a -&a*#a.

R),$(*$ #) 6$*#)*sa#$.TSD F 0 + '@

C$8-!s,"-&)

Q!8"6$ T)8)(a,!(a

'()s"%* T)8)(a,!(a

Ca&"#a# Ca*,"#a#

*antidad de ener


76/184

00

P d * l fi d b tibl


77/184

0

Poderes *alorficos de combustibles

'lidos en 7%>7m

*5lculo de costo de vapor

97?t97?t @ l 1$$$A


78/184

0

cal Calor necesario 'ara calentar el agua ?g @tablasA

7e :ulti'lica - 1$$$ @ - toneladaA

4C 7e di*ide entre el 'oder calorfico ? gln m3

QQ 7e di*ide entre la eficiencia

7e tiene el consumo en @fluo?toneladaA

7e multi'lica 'or el costo del fluo @gln m3A

7e obtiene el costo - tonelada

97?ton P97?ton P @ cal 71$$$A O

4C4C 77QQ 77

*5lculo del costo de vapor


79/184

3

Costo del 5a'or Condensado.-ls

$alance T6rmico de la *aldera4ara el


80/184

1

entregada al sistema La energa consumida 'ara con*ertirel agua en *a'or entre el consumo de combustible 'or el

4oder Calorfico )nferior.:eorar la 'erformancedel 'roceso de combustin

R)&a6"%* a"() 6$8-!s,"-&).

C$8-!s,"%* #) C$8&),a.

'($#!66"%* #) NO/ SO/:eorar mantener uniforme la calidad del *a'or.

:eorar la Eficiencia de +0rmica & /orrar Energa

La utilizacin eficiente de la energa determina la rentabilidad

del sistema!

+edicin de la Eficiencia: +6todos
http://ahorro%20en%20calderas/Costo%20del%20Vapor%20%20Condensado.xlshttp://ahorro%20en%20calderas/Costo%20del%20Vapor%20%20Condensado.xlshttp://ahorro%20en%20calderas/Costo%20del%20Vapor%20%20Condensado.xlshttp://ahorro%20en%20calderas/Costo%20del%20Vapor%20%20Condensado.xls


81/184

2

Mtodo Directo

M)#"#$()s #) &!$ Basa#$ )* &as 8)#"6"$*)s #) &!$s ,)8)(a,!(as.

Mtodo Indirecto:

M)#"6"%* #) &a 6$8-!s,"%*

U,"&";a 8)#"6"$*)s #) a(a8),($s "*#"()6,$s $(8!&a6"$*)s )8"("6as $ ()&a6"$*)s (a6,"6as.

La eficiente combustin y menores p"rdidas por los

lmites determina la rentabilidad del sistema!

Eficiencia de caldero

Eficiencia de caldero ratio entre el calor 'roducido


82/184

Eficiencia de caldero ratio entre el calor 'roducido*s el calor entregado

cc

avv

pm

hhm.

.

4 =

6ondem* masa de *a'or 'roducido

/* ental'a total de *a'or 'roducido

/a ental'a total de agua entregada

mc masa de combustible entregado

'c 'oder calorfico de combustible entregado


83/184

&


84/184

'

E3&*&E-*&) (E *)L(E")'


85/184

$

")-1#' (E E3&*&E-*&) @*)TE1#"&)'


86/184

0


87/184


88/184

*ondiciones para Pruebas deEficiencia se


89/184

3

Eficiencia del calderoLa eficiencia del caldero est; determinada 'or di*ersos

factores entre ellos


90/184

1

factores( entre ellos

6a(a6,)(s,"6as #)& !)8a#$(

6a(a6,)(s,"6as #) &a s!)("6") #) "*,)(6a8-"$ ,9(8"6$ )*)& 6a)($

9(#"#as #) 6a&$( $( (a#"a6"%*

)"6")*6"a #) 6$8-!s,"%*

'!(3as #) a3!a T)8)(a,!(a #) 3as)s #) )s6a)

T)8)(a,!(a #) a3!a #) a&"8)*,a6"%*.

Ca(a6,)(s,"6as #)& 6$8-!s,"-&).

La N+4 no la considera 'ara la eficiencia( 'ero en general son '0rdidas de energa La N+4 no la considera 'ara la eficiencia( 'ero en general son '0rdidas de energa

Especificaciones de *alderas


91/184

2


92/184

E3&*&E-*&) vs P"E'&/-

EE:4L,


93/184

&

*#+$,'T&$LE : C 9 #&L

*)P)*&()(: DBB P

P"E'&/- (E #PE")*&/- : FGA P'&


94/184

'

E3&*&E-*&) vs P"E'&/-


95/184

$

4or cada 22.2OC !$O> de incremento de latem'eratura 'or los 12M 'sig la eficiencia delCaldero disminue 1J

4or cada 22.2OC !$O> de cada de latem'eratura 'or debao de los 12M 'sig laeficiencia del Caldero aumenta 1J


96/184

0


97/184

La eficiencia a 12M 'sig es de IJ

a 21M 'si esta cae a MJ

I 'sig esta sube a FJ

)nflue 'ero no es determinante /a otros factores

Transferencia de calor


98/184

Pirotubular

ases

Calientes



99/184

133

Pirotubular

ases

calientes



100/184

131

asescalientes

asescalientes

cuotubular

eat TransferEspesor de

ncrustacionesncremento en

Consumo



101/184

132

11

1/

14+/

12

15%

20%

+9%55%

70%

ncrustaciones

3pulg

Consumo

de combustible

6asado en incrustaciones de calcio magnesio



102/184

13

Pirotubular

asescalientes



103/184

13&

4irotubular

Gasescalientes

#peracin de una caldera: casos queafectan la calidad del vapor

Caso #$ Control de alimentacin de agua on off


104/184

13'

Caso #$ Control de alimentacin de agua on%off!

5ariaciones am'lias en el ni*el de agua dentro de lacaldera que dan como resultado alarmas 'or ni*elbao 'aradas innecesarias.

Caso ##$ &resin de operacin reducida!

,'erando una caldera a una 'resin inferior a la dediseBo( la ebullicin en su interior es muc/o mas*iolenta 'ro*ocando arrastre del agua en el sistemade *a'or

Caso ###$ 'emanda de (apor mayor que la capacidad de

#peracin de una caldera: casosque afectan la calidad del vapor


105/184

13$

Caso ###$ 'emanda de (apor mayor que la capacidad de

dise)o!La sobrecarga es una de las causas que facilitan elarrastre de una e-cesi*a cantidad de agua /acia elsistema de distribucin de *a'or.

Caso #V$ Control de los *'+!

7in el control a'ro'iado de los 76+ el arrastre de agua/acia el sistema de distribucin( adem;s de los gol'es de

ariete( daBara los equi'os que usan *a'or.


106/184

130

*ontrol de )


107/184

13

Nivel deagua

normal

Alarma de nivelalto

Boma a!agada o v"lvulacerradaBoma !rendida o v"lvulaaierta

#a$ Al$ nivel a%o&a$ Al$ nivel a%o

-ivel de vidrio

E i d


108/184

13

=e re/uieren dos por

caldera+odas las min4elas

deben apuntar5acia aba>o

mientras la calderaesta en operacin

Es'acio de

*a'or

Ni*el nominal deagua

(iferencia de nivel de a


109/184

113

Di'erencia de nivel

*ontrol #n>#ff

Sonda de

Controlador


110/184

111

Sonda de

conductividad

Boma de

alimentacion de agua

*ontrol de nivel #n>#ffVenta,as

7im'le


111/184

112

7im'le


112/184

11

Boma de

agua

("lvula decontrol de

alim$ deagua

Sonda de

ca!acitancia

)ecirc

Controlador

Tipos de sonda


113/184

11&

(onda decapacitancia

3mostrada sin

cabe-a

(8itcesde ni#el

(onda deconducti#idad3mostrada con

tres tips

'ondas de nivel instaladas en tubos deproteccin

(i*ore* de Tuo* de


114/184

11'

nivel!rotecci+n

("lvula decontrol

Alimentaci+n deagua

+al e!emplo de un tanque dealimentacin

Retorno de


115/184

11$

,gua de alimentacin

eto o de

condensado

+e!or e!emplo de un tanque dealimentacin

Retorno de


116/184

110

,gua de alimentacinCondensado

'&'TE+) (E &-@E**- (&"E*T)'&'TE+) (E &-@E**- (&"E*T)


117/184

11

"+*(#*R,+:R, 9-(-GS%*,"=I% #TRI,= ," ,(I*%+*

T)-Q,E (E )L&+E-T)*&/- @ )**E'#"'


118/184

11

El tanque dealimentacincon deaereacin

"e4el Control

Vent

Flas5 Condensingeaerator 9ead


119/184

123

Cold (a@e :p

loUdoUn 9eat Reco4ery CondensateReturn

Recirculation=ystem

+o oiler

+emperatureControl =ystem

=ystem

Temp

A#a

Alim $F

.%&

Presion de !raba'o ( psi#

)&

,&

&

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2H.3

2H

2H.I

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GENERC),N 6E 54,R 6)5ER77 4RE7),NE7 U +E:4ER+9R7GENERC),N 6E 54,R 6)5ER77 4RE7),NE7 U +E:4ER+9R7


120/184

121

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Feed

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121/184

122

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122/184

12

#peracin a $a!a Presin

Principio fundamental


123/184

12&

,'erar la caldera a la 'resinrecomendada 'or el fabricante

6istribuir el *a'or a esta 'resin

En los sitios donde se requiere unamenor 'resin utili=ar estacionesreductoras de 'resin

Estacin reductora de presin


124/184

12'


125/184

12$

)umento de la (emanda

Volumen especfico del vapor


126/184

120

4resin @barA

5ol. es'.@m3?#gA

El volumen se incrementa a medidaque cae la presin

4resion )ncremento en el


127/184

12

4resion*ol. es'ecif.

bar g J

1$ $

H 11

L 23

F 3L

I MI

M L1

! 11!

3 1I!

2 2M1

Que pasa cuando cae la presin en la caldera?

4resion 5a'or >las/


128/184

12

bar g #g

1$ $

H !I

L F2

F 1$1I 132

M 1IL

! 21$

3 2I2

2 3$$

5;l*ula corona 7e'arador

5a'or a la 'lanta

)rrastre de a


129/184

13

5a'or a la 'lanta

6reanae

El agua en un sistemade *a'or significa

Gol'e de ariete

Reduccin en el

rendimientoContaminacin

#b!etivos de Tratamiento del a


130/184

11

Larga *ida de o'eracin

Eficiencia :;-ima

,'eracin segura:antenimiento :nimo

Tratamiento de a


131/184

1

7e Vminimi=aW la corrosion en la caldera en lossistemas de distribucion de *a'or condensado.

7e e*ita la formacin de incrustaciones.

7e minimi=a la formacin de es'uma el arrastrede agua asegurando *a'or lim'io seco.

T6cnicas de Tratamiento de a


132/184

1&

re*ersa o de alcalini=acin.blandamiento 'ara con*ertir las sales de Ca :g ensolubles.

6eaereacin del agua de lim. 4ara remo*er o-igeno..

6osificacin de qumicos 'ara mantener el agua algoalcalina asegurando que los slidos en sus'ensin est0ninsolubles 're*iniendo corrosin e incrustaciones.

Tratamiento de a


133/184

1'

#lanta de+ratamiento de

agua

omba dealimentacin

oiler

,gua

reposi

E,guatra

,gua,limentacin

Vapor

#urga

'istema de vaporVapor y p)rdidasde Condensado

,gua de


134/184

1$

oiler

#urga de caldera

Feed +an@

omba dealimentacin

CargaVapor

reposicin


135/184

10

*ontrol de los '(T

'istema de control autom5tico de T('

:antener los +67 en caldera 'r-imos al m;-imo


136/184

1

'ermitido 'ara minimi=ar 'erdidas de calor tratamiento de agua.

4re*enir +67 altos causa del *a'or de mala calidad(bloqueo de tram'as contaminacin de 'roducto.

udar a mantener la caldera sin incrustacionesasegurando condiciones de agua 'redecibles 'aratratamiento correcto.

tender estas *entaas con mnima atencin manual.

El efecto de los '(T slidos ensuspensin altos2Contaminacin de4;l4ulas de control

=+ y slidos ensuspensin

altos


137/184

1

*nsuciamientode IC

lo/ueo de trampasde 4apor

+antener el vapor limpio H

Vapor de buena calidad adistribucin


138/184

1&3

#urga deimpure6as

,umento deimpure6as en lacaldera

,gua de alimenta!cin con impure6as

-a.! +'* tolerados por tipo de caldera-a.! +'* tolerados por tipo de caldera +'* /ppm0+'* /ppm0

"equerimiento de T(' en el a


139/184

1&1

Econmica de 2&'asos !(M$$

4aquete econmica de 3 'asos 3($$$ & 3(M$$

cuotubular de baa 'resin 2($$$ & 3($$$

cuotubular de 'resin media 1(M$$

Consultar siempre con el fabricante

1iguras de referencia solamente

Pur


140/184

1&2

=+enlacaldera

+iempo en 5oras

=+ promedio

*ontrol autom5tico de '(T

( =+ i ibl


141/184

1&

+iempo en 5oras

=+enlacaldera

(a7. =+ permisibles

=+ promedio

'istema de control de pur


142/184

1&&

Control depurga

V;l4ula decontrol depurga

Pur


143/184

1&'

V;l4ula de purga

Caldera

(ani4elaremo4ible

Pur


144/184

1&$

Produccin de Vapor

Vapor limpioy seco

, d,li i


145/184

1&0

,gua de,limentacincon impure6as

,cumulacinde impure6as

en la caldera

*liminacin de impure6as

Produccin de Vapor

,gua alimentacin con8

2'3 ppm N 3


146/184

1&

,cumulacin de impure6as81 9ora8 3


147/184

1&

Valor deseado8ependiendo de la caldera

*ntre 2333 y &333 ppm

ppmEentrada 7 #roduccin 2'3 7 13.333Cantidad purga N N N 3 @g5

ppm Edeseado Y ppm Eentrada 333 Y 2'3

Z #)rdidas de energa[ #urga Z #)rdidas de agua

Z #)rdidas de tratamiento

Z ,umento de salesY #urga Z ,umento de espumas

Z ,rrastres de agua con 4apor

C-%+R-" * #:RG,= * =P"I-= +-+,"*= I=:*"+-= *% "-= C,"*R-=

4roduccin de 5a'or 'or Caldero de , g5.7+6 ctual de gua de limentacin ppm.7+6 ctual en 4urga de Caldero C ppm.Caudal de 4urga E EEC! 7 ,Caudal de 4urga ctual 'or Caldero E 1333 (.Caudal de 4urga ctual 7nCalderos %

4orcentae de 4urga de 7istema de Generacin @ , 7 133+iem'o de ,'eracin 9 5da


148/184

1'3

@ , 7 133+iem'o de ,'eracin 9 5da.#urga ,nual ,ctual E1 8 % 7 7 9 7 2'7 12 1333 +on a?o

7+6 Recomendado 'ara 4urga de Caldero @C1A 3M$$ ''m.

4roduccin de 5a'or 'or Caldero de , g5.7+6 ctual de gua de limentacin ppm.

7+6 recomendado '33 ppm.Caudal de 4urga EE'33! 7 ,Caudal de 'urga recomendado E1 1333 (.#urga ,nual recomendada E2 179 7 2'7 12 1333 +-% a?o,5orro total

8G; Pur


149/184

1'1

,G:, R*C:#*R,, C-% *" C-%+R-" * =+ R*C-(*%,-8

Cantidad de ,gua Recuperada 8 8G; K 8F; m

,?o.Costo +otal de gua +ratada \. 2.20 m.

,9-RR- ,%:," -+*%I- 8 \. E1 Y E2 7 2.20

*l ,5orro total es el ,5orro de energa mas el a5orro de agua

,9-RR- ,%:," -+*%I- 8 \. +on 7 E


150/184

1'2


151/184

1'


152/184

1'&

)provechamiento del "evapori=ado

Con el mismo e>emplo anterior


153/184

1''

Con el mismo e>emplo anteriorsi se recupera como 4apor flas5el L de los 1'33 @g5 decondensado se tienen 1' @g5

de 4apor e7tra disponibles paracual/uier aplicacin /ue use4apor de ba>a presin.

"ecuperacin de vapor flash=alida de 4apor flas5


154/184

1'$

*ntrada

=alida de condensado

=alida de 4apor flas5

"ecuperacin de vapor flash


155/184

1'0

*ntrada

=alida de condensado

"equerimientos para uso del vaporflash

Condensado suficiente


156/184

1'

Condensado suficiente

'licaciones de baa 'resin

7itios de utili=acin 'r-imos a la fuente de alta

'resin

Condensado

Cabe6alme6cla

"ecuperacin de *alor en la Pur


157/184

1'

Vapor

e

+an/uealimentacin

3 @g50 bar r

,9-RR- #-R R*C:#*R,R V,#-R F",=9Recu'erar el 5a'or flas/ de la 'urga nos 'ermite a/orrar 1$J del Caudal en 'romedio en forma de *a'or

1 ,G:, R*C:#*R,, *" R*V,#-RI],-8

Cantidad de gua Recu'erada B.F 4 8*audal flash; m,?o.Caudal de flas5 ECFCosto gua @7E64LA \. 3. m.

Costo de gua @blandamiento +ratamientoumicoA \. 1.22m.


158/184

1$3

Costo +otal de gua +ratada \. 1.'2 m.

,9-RR- ,%:," -+*%I- E, 8 \. B.FB 4 8*3; 4 F.AG

2 V,#-R ,#R-V*C9,- *" R*V,#-RI],-8Cantidad de 5a'or B.F 4 8*3;+onelada,?o.Costo de Generacin de +onelada de 5a'or \. 1$.33+onelada.

,9-RR- ,%:," -+*%I- E 8 \. B.F 4 8*3; 4 F9

,9-RR- +-+," 8 E, [ E


159/184

1$1

(eaereadores

C:2

C:2

:2

:2

:2:2


160/184

1$2

luminum Clorides

;luorides


161/184

1$

(eaeradores

X4orqu0 eliminar el o-genoY

4roduce 'itting @corrosinA en el caldero


162/184

1$&

' g @ A

El ,-geno 'uede ser eliminado 'or medios

qumicos4ero ello significa un costo

7e incrementa la frecuencia de 'urgas

(eaereador

L$s ($#!6,$s !8"6$s ($#!6)* )*s!6"a8")*,$

#) s)&&$s #) -$8-as ,!-$s "s$()s


163/184

1$'

E& #)sa()a#$( #)-) 3a(a*,";a( &a )&"8"*a6"%* #)()s"#!a&)s #) O/3)*$

(eaereador

Remue*e los gases disueltos

,-geno @,2A6i id d C b @C, A


164/184

1$$

6i-ido de Carbono @C,2A

Calienta el agua /asta

1$!, C Z M 'si de 'resin en tanque

4uede ser atmosf0ricoReduce el ,-geno a

.$$M cc ? liter

$.$F 4artes 'or milln

(eaereador

Remue*e el di-ido de Carbono /asta

'(?6,"6a8)*,) 6)($


165/184

1$0

'(?6,"6a8)*,) 6)($

Es,$ a!#a a ()#!6"( &a 6$(($s"%* )* &as &*)as#) (),$(*$ #) 6$*#)*sa#$

S) #"s8"*!) )& !s$ #) a8"*as *)!,(a&";a*,)s

Tipos de desareadores

+i'o Columna 'aquete

+i'o 7'ra


166/184

1$

+i'o bandeas o reillas

+i'o Cabe=al con tubo de inmersin

+odos o'eran bao el mismo 'rinci'io

V54,R EN C,N+R >L9, L6)74ER7),N 6E G9W

)ngresa *a'or agua

*olumna paquete


167/184

1$

g ' g'ul*eri=ada al cabe=altiene anillos de ino-idable

Tipo 'pra

+iene internamente un cono

5;l*ula de *a'or @'ul*eri=aA


168/184

103

5;l*ula de agua @'ul*eri=aA

Calentamiento en el tanque

*ono &nterno


169/184

101


170/184

102


171/184

10

(eareador tipo *abe=al


172/184

10&

*abe=al desareador


173/184

10'

(eaereador

Cuando se debe usar un 6esareador

C!a#$ s) $)(a a 8?s #) 75 s"'& , "# # # , # -


174/184

10$

'&a*,as 6$* $6a 6aa6"#a# #) s,a*#H-

'&a*,as 6$* 25 a 8?s a3!a #) ()$s"6"%*

'&a*,as #$*#) &a ($#!66"%* #))*#) #) &a6$*,"*!a $)(a6"%* #) &a Ca)(a

(>stem ?a>out

(team

=.P. &eturn

Minimum 8ater Pressure 10@12 PsiAent

EBaust :r

;las (team Cold MaFe@,pater


175/184

100

"o6oiler

6oiler ;eedater Pump

:#erDo8rainer

a e

?.P. Condensate

MaFe@,p Aal#e

CecF Aal#e

(imensionamiento del (eaerador

Ca'acidad de las Calderas4orcentae de retorno de condensado


176/184

10

4orcentae de retorno de condensado

4resin de retorno de condensado m;s baa

6efinir ni*el de automati=acin


177/184

10

Economi=adores


178/184

13

7e Necesita7e Necesitacontrol de Ni*elcontrol de Ni*el

continuocontinuo

Economi=adores


179/184

11

Economi=adores


180/184

12


181/184

1

Economi=adores

..[Economi=ador2 @2A.d\g


182/184

1&

EC:


183/184

1'

#reguntas
http://economizador2%20%282%29.dwg/http://economizador2%20%282%29.dwg/http://economizador2%20%282%29.dwg/http://economizador2%20%282%29.dwg/


184/184

1$

#reguntasX

Ahorro de Energia en Calderas

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