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CARBÓN
CALIDAD DEL CARBÓN
CENIZAS
CARBÓN FIJO MATERIA VOLÁTIL
CARBÓN LIBRE, HUMEDAD Y CENIZAS
CARBÓN CRUDO
CARBÓN LIBRE DE HUMEDAD BURDA (SECA AL AIRE)
CARBÓN LIBRE DE HUMEDAD
HUMEDAD TOTAL
RESIDUO DE COKEHUMEDAD HIGROSCÓPICA HUMEDAD BURDA
ANALISÍS DEL CARBÓN
Flujo de agua en la calderaacuopirotubular
9 Hileras de tubos
8.3 m8.3 m8.3 m8.3 m
Nivel de agua
1.0 m
CALDERA A CARBÓNCALDERA A CARBÓNCALDERA A CARBÓNCALDERA A CARBÓN
SILLER & JAMARTSILLER & JAMARTSILLER & JAMARTSILLER & JAMART
A tiro inducido
Vista Lateral
Agua retornoAgua retorno
Agua de reposición
Salida agua
A secadores
Cámara de vapor
Vista Frontal
ceniceroAire primario Aire primario
Quemador de parrilla viajera
Alimentador de carbón
Parrilla volcable(Dumping grate)
La llama del carbón debe formarse bien centrada en el el horno.La velocidad de inyección del carbón es muy importante Si la velocidad es muy baja, trata de devolverse la llama
ceniceroUna alta proporción de aire primario, tiende a disminuir la temperaturade la mezcla y perjudicala combustión.
Zonas de proceso de la combustión
secado pirólisis combustión formación de cenizas
9 Hileras de tubos
Nivel de agua
Vista Lateral
Tiro forzado
Tiro inducido
Tiros de la caldera
Los hornos u hogares de tiro balanceado, operan a presiones negativas debido a la alta potencia de extracción del ventilador de tiro inducido.
El horno balanceado depende de:
• Aire priomario (Tiro forzado)•Aire secundario (Regula el aire de ajuste de la llama) •Vacío del horno
Aire secundarioAire primario
FUEL OIL
Crudo
Torre Atmosférica
Torre de Vacío
LPG
GASOLINA
GASÓLEOS
FONDOS DE VACIO
Gas
Crudo Reducido
GENERALIDADES - ESQUEMA BÁSICO DE REFINACIÓN
Gasolina90-400°F )
Nafta(150-300°F )
Kerosene(300-480°F )
Pool residualFUEL OIL # 6
GASÓLEOS
(Aceite Residual 5 & 6)(600-1,000°F )
DestiladoNo.2
(325-700°F )
vacío
∅∅∅∅ (1.2-1.8) m.H (24 – 30) m.
Proceso llamadoStraight-run phisical
(70 -1,000) °F
(Topping) (Vacío, Cracking térmico, Catalítico)
(2,000-3,000 SSF @ 122°F )
Dimensión típica de la torre
∅∅∅∅
H
Crudo des-deshidratadoy desalado
Horno (780°F)
Horno (780°F)
El fuel oil obtenido se ajusta con aceite liviano de cicloa las condiciones de viscosidad de 300 SSF a 300°F
ACEITE LIVIANO DE CICLO
Para extraer la mayor cantidad de productos por destilación, se repite el proceso en una torre que opera a presión de vacío.
PULVERIZACIÓN
IGNICIÓN DEL COMBUSTIBLE
VAPORIZACIÓNZONA DE LLAMA
FLUJO
PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN
VAPOR DE COMBUSTIBLE
GOTA............... .....
..........
..........
..........
........
. .... .
... ... ......... ......
............
......
... ... ...
...
...
.............
....
...
.
..
. .. .... .
. ... .
FRENTE DE LA LLAMA
PROCESO DE COMBUSTIÓN DEL COMBUSTIBLE LÍQUIDO
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
ZONA DE COMBUSTIÓN
PRODUCTOS
PRODUCTOS
COMBUSTIÓN DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
Combustión de un combustible liviano con exceso de aire
Gases sin sólidos
Combustión de un combustible residual o crudo pesado con exceso de aire
Gases y hollín
cenosfera
CIRCUITO TÍPICODE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO
COMBUSTIBLELIQUIDO FILTRO
2¨
CANASTILLA3/16 “
RETORNO
TEMPERATURA130 °F
BOMBADE PIÑÓN
15 gpm
VAPOR10 PSI
100°F
CALENTADOR ELÉCTRICO 110°F
3/4 “FILTRO DECUCHILLAS
ENTRELAZADAS(AUTOLIMPIANTE)
VÁLVULA SOLENOIDE DE FLUJO
3/4 “3/8 “
RETORNOMANUAL
3/8 “
RETORNO AL TANQUE
QUEMADOR
15
PSI
PSI
VAPOR FUEL OIL
(203 – 230)°F
160 °F
COMPRESORDE AIRE
PROGRAMADORDE ENCENDIDO
VAPORSATURADO DE LA CALDERA
1”
3/8 “
NOTAS: El rango de viscosidad para una adecuada combustión es de 100- 150 SSU para aceites pesados tipo Rubiales/Castilla/Fuel oil # 6, a un rango de temperatura entre 100 - 110 °C.
CALENTADORDE VAPOR
DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO
3/4 “
CON-DENSADO
PROGRAMADORDE ENCENDIDO
30
98°C(210 °F)
QUEMADOR TÍPICO DE UNACALDERA ACUATUBULAR
COMPUERTASREGISTROS DE
AIRE
DIFUSOR
YUGO DEACOPLE
MANGUERAS DE VAPOR Y
COMBUSTIBLE
AJUSTE DEREGISTROS DE
AIREC
TUBO GUÍA
VAPOR
F.O
F.O
CONTROLADOR DE PRESIÓN
CONTROLADOR DE LA RELACIÓN
AIRE/COMBUSTIBLE
PRESIÓNDE VAPOR
PRESIÓNDE COMBUSTIBLE
PRESIÓNDIFERENCIAL DE AIRE
A T A
CONTROL MAESTRO
QUEMADOR(ES)
CONTROL DE CARGA DE UNA CALDERA ACUATUBULAR
A T A
AIRE
AJUSTE DE EXCESO
DE AIRE
SERVOMOTOR
FUEL OIL
VENTILADOR
SET POINT REMOTO SET POINT
LOCAL
O2
PRESIÓN COMBUSTIBLE
∆∆∆∆ PRESIÓN AIRE
SET POINT LOCAL
AIRE
CHIMENEA SUCCION DE
AIRE
MEDIDOR DEFLUJO DE
AIRE
DAMPER DE CONTROLDE AIRE
VENTILADOR DETIRO FORZADO
AIRE DEL CALENTADOR
1° PASO 2°PASO
TAMBOR DE LODOS SOBRE CALENTADOR
DUCTO AIRECALIENTE A QUEMADORES
COLECTORESLATERALES DE
PAREDES DE AGUA
QUEMADORESN° 1 Y 2
CAJA DE AIRE
QUEMADORESN° 3 Y 4
PARED DEQUEMADOR
GARGANTAREFRACTARIA DEL
QUEMADOR
TAMBOR DE VAPOR VAPOR AL SOBRECALENTADOR
CHIMENEA
GASES AL ECONOMIZADOR
GASES DELCALENTADOR
AIREFORZADO
JUNTA DEEXPANSION
ZONA DECONVECCION
PRECALENTADORDE AIRE CONVAPOR GASTADO
GASESCALIENTES
ZONA DE RADIACION
ZONA DE COMBUSTION
HORNO
CALDERAS DE VAPOR ACUOTUBULARB-2951-52-53-54-55
BAFLE DEFLECTORPRINCIPAL
ECONOMIZADOR
75 ºF
392 ºF
2.405 ºF
800 ºF
640 ºF
425 ºF
506 ºF
2.100 ºF155 ºF
H2O 250 °F
H2O 306 °F
750 °F
TANQUE DIARIO DE FUEL OIL
Calentador de vapor
Calentador eléctrico
FILTRO DE CANASTILLA
LÍNEA DESUMINISTRO
LÍNEA DERETORNO
FILTRO KUNO
MODULADOR
QUEMADOR
VÁLVULA DE CONTROL
DE VAPORVAPOR DE CALDERA
CIRCUITO DE FUEL OIL DE UNA CALDERA PIROTUBULAR
AIRE AL QUEMADOR
CONDENSADO
LÍNEA DERETORNO
RELACIONADOR AIRE/COMBUSTIBLE
LÍNEA DE SUMINISTRO DE FUEL OIL
Resistencia de calenta-miento
De tanques externos
COMBUSTIBLE AL QUEMADOR
TANQUE DIARIO DE FUEL OIL
Calentador de vapor
Calentador eléctrico
FILTRO DE CANASTILLA
LÍNEA DESUMINISTRO
LÍNEA DERETORNO
FILTRO KUNO
MODULADOR
QUEMADOR
VÁLVULA DE CONTROL
DE VAPORVAPOR DE CALDERA
CIRCUITO DE FUEL OIL DE CALDERA
AIRE AL QUEMADOR
CONDENSADO
LÍNEA DERETORNO
RELACIONADOR AIRE/COMBUSTIBLE
LÍNEA DE SUMINISTRO DE FUEL OIL
Aire a lacaldera
Límitesde aire
PITI
QUEMA-DOR
(100 - 105)°CCOMBUSTIBLE
RETORNO
MODUTROLHONEYWELL
El modutrol es un sistema de control de suministro de aceite a la caldera controlado por el programador. Si el límite de aire está en BAJO, la señal se realimenta al modulador para poner bajo caudal de aceite y lo contrario si está en ALTO.
El aire a la caldera es controladopor una compuerta, la cual es ac-cionada por la varilla de "en-lace" desde el modulador
Varilla de enlace
Compuerta de control de aire
A
BLa solenoide B abre cuando el quemador debe encender.
La solenoide A abre, cuando el quemador se apaga, recir-culando aceite y cierra si es-te enciende.
RECOMENDACIÓN
Se recomienda precalentar el aceite a
Indicador de presión
Indicador de temperatura
TANQUE DIARIO DE FUEL OIL
Calentador de vapor
Calentador eléctrico
FILTRO DE CANASTILLA
LÍNEA DESUMINISTRO
LÍNEA DERETORNO
FILTRO KUNO
MODULADOR
QUEMADOR
VÁLVULA DE CONTROL
DE VAPORVAPOR DE CALDERA
CIRCUITO DE FUEL OIL DE CALDERA
AIRE AL QUEMADOR
CONDENSADO
LÍNEA DERETORNO
RELACIONADOR AIRE/COMBUSTIBLE
LÍNEA DE SUMINISTRO DE FUEL OIL
90909090
85858585
80808080
75757575
70707070
65656565
60606060
55555555
50505050
45454545
40404040
35353535
30303030
25252525
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
10101010
15151515
20202020
25252525
30303030
35353535
40404040
45454545
50505050
55555555
60606060
65656565
70707070
75757575
TEMPERATURA GASES DECHIMENEA MENOS TEMPE-RATURA ENTRADA AIRE (°F)
900 900 900 900 °°°°FFFF
800800800800
700700700700
600600600600
500500500500
400400400400
300300300300
RELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CO2222,,,,TEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDAS
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% DE CO% DE CO% DE CO% DE CO2222
EJEMPLO EJEMPLO EJEMPLO EJEMPLO
LA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASES
DE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HOR----
NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480°°°°F F F F
Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA
CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN
A 20A 20A 20A 20°°°°C (68C (68C (68C (68°°°°F). UN INSF). UN INSF). UN INSF). UN INS----
TRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DE
CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL %
DE CODE CODE CODE CO2222 COMO 15.8 %, COMO 15.8 %, COMO 15.8 %, COMO 15.8 %,
DETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIEN----
CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?
TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 –––– 68686868
= 412= 412= 412= 412°°°°FFFF
EN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTA
412412412412°°°°F CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE CO2222
412 412 412 412 °°°°FFFF
EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %
AIREAIREAIREAIRE
68686868°°°°FFFF
GASESGASESGASESGASES
480480480480°°°°FFFF
CURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OIL
TEMPERATURA
VISCOSIDAD
T1(100)
R1
ZONA PARA BOMBEO ÓPTIMO
INTERPOLACIÓN
TEMPERATURA DE BOMBEO
(SSU1, T1)
TEMPERATURA DEATOMIZACIÓN
ZONA PARA ATOMIZACIÓNÓPTIMA
ASTM STANDARD VISCOSITY TEMPERATUREASTM CHARTS D 341-33SSU
150
3000
91 10030 40
T2 (212)
SSU1
SSU2
(300)
°C°F
15
5000
Determine las temperaturas de manejo y combustión pa-ra un crudo de 350 SSF a 122ºF
SSF
CURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OIL
Determine las temperaturas de manejo y combustión d e un crudo de viscosidad350 SSF a 122ºF.
Con la escala de SSF en 350 y la de temperatura en 120ºF determinamos un punto sobre el gráfico y trazamos una recta paralela a la de 300 SSF que pase por el punto 350, 120ºF. Esta es la curva de 350SSF a 120ºF. Con esta curva podemos determinar otras viscosidades equivalentes a otras temperaturas.
Por ejemplo, tenemos que 4,000 centistokes a 100ºF es equivalente a esta viscosidad900 SSU a 160ºF
Los datos pedidos dan 110 a 115 grados º F (43 a 46 )ºC para la temperatura de manejoy bombeo y 220 a 230 ºF (104 a 110)ºC para las temp eraturas de atomización.
SSF
Temperatura ºF
350 SSF
120ºF
(43 + 46)2
= 44.5ºC
(104 + 113)2
= 108.5ºC
Temperatura de manejo
Temperatura de combustión
110 115 220 235(43 46)ºC (104 113)ºC
Cst4,000
100ºF
CURVA REOLÓGICA DE LOS ACEITES
TEMPERATURA
VISCOSIDAD
ASTM STANDARD VISCOSITY TEMPERATUREASTM CHARTS D 341-33
°F
300200
100
50
3000
SSFSSU
25250
500
1000
2000
500
1000
5000
10000
100
507.5
13
203244
58
110
220
500
1000
2000
ATOMIZACIÓN
BOMBEO
FUEL OIL # 6
C.CASTILLA
C.SALDAÑA
C.N. C.
TqTq.(Doima)
TqTq.(Chicoral)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280
70
200
10 22 30 38 43 54 65 76 82 87 93 99 104 110 115 121 126°C
FUEL OIL # 6CASTILLA
RUBIALES
1044
12
SO3
Fe2O3
V2O5
0
10
20
30
DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS EN LOS DUCTOS DE LA CALDERA
% DE ELEMENTOSEN LOS DUCTOS EXPRESADOS COMO ÓXIDOS
Na2O
SiO2CaO
NiO
MgO
RADIACIÓNSOBRE
CALENTADORCONVEC-
CIÓNECONO-MIZADOR
CALENTA-DOR – CHIM.
Las sales de los combusti-bles líquidos se combinanen la combustión, con el o-xigeno para producir distin-tos sales que se pegan en las diferentes partes de la caldera dependiendo de la temperatura de los gases en cada área.
Áreas en una caldera acuatubular
PÉRDIDA APARENTE DEL CALOR POR CALENTAMIENTO
1. LOS CLIENTES MIDEN LA CANTIDAD DEL COMBUSTIBLE GASTADO Y EL COSTO DEL COMBUSTIBLE
2. EL PODER CALORIFICO DE UN GALON DE COMBUSTIBLE, VARIA CON LA TEMPERATURA.EN OTRAS PALABRAS, SI EL ACEITE ES CALENTADO A UNA ALTA TEMPERATURA, EL GALON DE ESTE SE EXPANDE Y SU PODER CALORIFICO SERÁ MENOR.
3. DE ESTA MANERA AL CALENTAR Y MEDIR LOS GALONES CONSUMIDOS, APARENTEMENTEHAY UNA PERDIDA DE CALOR, SI NO SE HACE EL AJUSTE.
GRADOS API @ 60°F
Btu/g
0 30 60 90 120 150 180 210 240
153,570
154,860681012141618202224262830
152,280151,000149,720148,440147,160
145,880
144,600143,420142,140140,950139,660
°F
API 14 @ 60°F149,720 Btu/g
API 22 @ 210°F144,600 Btu/g
1
1
2
2
6 m.
2" 4"
2"
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE
7.8 m.
3.8 m.
0.6 m
20 kgal
31 kgal.
5 m.
A tanquediario
Bomba de recibo
Bomba de transferencia
SISTEMAS DE CALDERAS DE AGUA CALIENTE
Válvula cheque
Tanque de expansión
Bomba de circulación
Carga de calor a secadores
Agua de restitución
Colchón de vaporControl de nivel
del líquido
poder calorífico equivalente y costos
los btu´s y el grado api, estan correlacionados, es decir que conociendoel grado api, por tablas o gráficos, podemos conocer su poder calorífico
poder calorífico
btu/gal.
gravedad 138,000
153,300
151,200
148,500
140,700
5 10 20 2515
api3530
RELACIÓN ENTRE GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL FUEL OIL YRELACIÓN ENTRE GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL FUEL OIL YRELACIÓN ENTRE GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL FUEL OIL YRELACIÓN ENTRE GRAVEDAD ESPECÍFICA DEL FUEL OIL YEL CONTENIDO MÁXIMO DE % COEL CONTENIDO MÁXIMO DE % COEL CONTENIDO MÁXIMO DE % COEL CONTENIDO MÁXIMO DE % CO2222 DE GASES DE CHIMENEADE GASES DE CHIMENEADE GASES DE CHIMENEADE GASES DE CHIMENEA
12121212 13131313 14141414 15151515 16161616 17171717 18181818 19191919
50505050
40404040
30303030
20202020
10101010
0000
•
GRAVEDAD ESPECÍFICA @ 60
GRAVEDAD ESPECÍFICA @ 60
GRAVEDAD ESPECÍFICA @ 60
GRAVEDAD ESPECÍFICA @ 60°° °°F (15.6
F (15.6
F (15.6
F (15.6°° °°C)
C)C)C)
GRAVEDAD API
GRAVEDAD API
GRAVEDAD API
GRAVEDAD API
% MÁXIMO DE CO% MÁXIMO DE CO% MÁXIMO DE CO% MÁXIMO DE CO2222 EN GASES DE CHIMENEAEN GASES DE CHIMENEAEN GASES DE CHIMENEAEN GASES DE CHIMENEA
EJEMPLOEJEMPLOEJEMPLOEJEMPLO
QUÉ COMBUSTIBLE SE RECOMENDARÍA PARA UNQUÉ COMBUSTIBLE SE RECOMENDARÍA PARA UNQUÉ COMBUSTIBLE SE RECOMENDARÍA PARA UNQUÉ COMBUSTIBLE SE RECOMENDARÍA PARA UN
PROCESO DE ELABORACIÓN DE COPROCESO DE ELABORACIÓN DE COPROCESO DE ELABORACIÓN DE COPROCESO DE ELABORACIÓN DE CO2222????
EL PROCESO DEBE PRODUCIR EL MÁXIMO DE EL PROCESO DEBE PRODUCIR EL MÁXIMO DE EL PROCESO DEBE PRODUCIR EL MÁXIMO DE EL PROCESO DEBE PRODUCIR EL MÁXIMO DE
COCOCOCO2222........EL MAYOR RANGO DE CO2, SE OBTIENE EL MAYOR RANGO DE CO2, SE OBTIENE EL MAYOR RANGO DE CO2, SE OBTIENE EL MAYOR RANGO DE CO2, SE OBTIENE
QUEMANDO COMBUSTIBLE LÍQUIDO ENTRE 17 Y QUEMANDO COMBUSTIBLE LÍQUIDO ENTRE 17 Y QUEMANDO COMBUSTIBLE LÍQUIDO ENTRE 17 Y QUEMANDO COMBUSTIBLE LÍQUIDO ENTRE 17 Y
17.5 %, CORRESPONDIENTE A UN FUEL OIL EN17.5 %, CORRESPONDIENTE A UN FUEL OIL EN17.5 %, CORRESPONDIENTE A UN FUEL OIL EN17.5 %, CORRESPONDIENTE A UN FUEL OIL EN----
TRE 0 Y 7TRE 0 Y 7TRE 0 Y 7TRE 0 Y 7°°°° API API API API
15.8
90909090
85858585
80808080
75757575
70707070
65656565
60606060
55555555
50505050
45454545
40404040
35353535
30303030
25252525
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 154 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
10101010
15151515
20202020
25252525
30303030
35353535
40404040
45454545
50505050
55555555
60606060
65656565
70707070
75757575
TEMPERATURA GASES DECHIMENEA MENOS TEMPE-RATURA ENTRADA AIRE (°F)
900 900 900 900 °°°°FFFF
800800800800
700700700700
600600600600
500500500500
400400400400
300300300300
RELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CORELACIÓN DE EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN, % CO2222,,,,TEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDASTEMPERATURA DE GASES DE CHIMENEA Y PÉRDIDAS
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% PÉRDIDA DE CHIMENEA
% DE CO% DE CO% DE CO% DE CO2222
EJEMPLO EJEMPLO EJEMPLO EJEMPLO
LA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASESLA MEDICIÓN DE GASES
DE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HORDE CHIMENEA EN UN HOR----
NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480NO, SE LEE COMO 480°°°°F F F F
Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA Y EL AIRE ENTRA A LA
CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN CÁMARA DE COMBUSTIÓN
A 20A 20A 20A 20°°°°C (68C (68C (68C (68°°°°F). UN INSF). UN INSF). UN INSF). UN INS----
TRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DETRUMENTO DE GASES DE
CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL % CHIMENEA LEE EL %
DE CODE CODE CODE CO2222 COMO 15.8 %, COMO 15.8 %, COMO 15.8 %, COMO 15.8 %,
DETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIENDETERMINE LA EFICIEN----
CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?CIA DE LA COMBUSTIÓN ?
TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 TEM. GASES = 480 –––– 68686868
= 412= 412= 412= 412°°°°FFFF
EN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTAEN CURVA INTERCEPTA
412412412412°°°°F CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE COF CON 15.8 % DE CO2222
412 412 412 412 °°°°FFFF
EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %EFICIENCIA = 85.0 %
AIREAIREAIREAIRE
68686868°°°°FFFF
GASESGASESGASESGASES
480480480480°°°°FFFF
EL MODUTROLPOSICIÓN DE ALTO
FUEGO
POSICIÓN DE BAJO FUEGO
MODULACIÓN
Motor, abre el damper
Motor, cierra el damper
Motor, cierra el damper
120
100
ZONA DE BAJO FUEGO
ZONA DE MODULACIÓN
ZONA DE ALTO FUEGOPANEL DECONTROLCALDERA
Psig
90º˚ ˚
˚˚
TANQUE
NO TRATADO TRATADO
POR QUÉ TRATAR EL FUEL OIL ?
• ESTRATIFICACIÓN• LODOS• AGUA
• FLUJO DE SUMINISTRO NO UNIFORME• LIMPIEZA MANUAL• REDUCIDA CAPACIDAD DEL TANQUE• PÉRDIDA DE CONTENIDO DE BTU• CORROSIÓN
AGUA CALDERAS
+
TRATAMIENTO GLOBAL DEL AGUA DE CALDERAS
PRETRATAMIENTOTRATAMIENTO
INTERNO
(FUERA DEL SISTEMA DE VAPOR)(DENTRO DE LA CALDERA)
CRÍTICO
SE REDUCEN O ELIMINANLAS IMPUREZAS A NIVELES ACEPTABLES A LA CALDERA
ABLANDAMIENTO EN FRIO
ABLANDAMIENTO EN CALIENTE
SUAVIZACIÓN CON RESINAS
DESMINERALIZACIÓN
DESALCALIZACIÓN
DESAIREACIÓN
Depende del tipo de agua a tratar
Depende del tipo de
caldera
2
EVAPORACIÓN
TRATAMIENTO GLOBAL DEL AGUA DE CALDERAS
AL (OH)3
FLOC METÁLICO
+ • ••
•••••
• ••
•••••
COLOIDES
VELOCIDAD
+
AGITACIÓN
•••
•
••
••• • ••
•••••• •••••• •
FLOC RESULTANTE
+
COAGULANTECOLOIDE AGITACIÓN FLOC
FILTRACIÓN
ARENA DE FILTRO
GRAVA
AGUA CLARIFICADA
CLRO
Las sales que forman incrustaciones se adhieren dir ectamente a las superficies calientes formando capas de aislamiento sobre el me tal, lo cual hace decrecer laeficiencia en la transferencia de calor.
Si el espesor de la incrustación es de 1/16“ en una caldera pirotubular, el incremento del consumo de combustible es del 6.4 %. Cualquier acumulación sobre la superficiede transferencia, es un problema. Los resultados de la incrustación son: fatiga y falla del metal por efecto de sobrecalentamiento.
También ocurren pérdidas de energía, altos costos d e mantenimiento y riesgos innecesarios en la seguridad del equipo y las perso nas.
Formación de incrustaciones y depósitos
La incrustación es la formación de una sustancia extremadamente dura, en el sistema de vapor
CUÁNDO OCURRE ?
La formación de incrustaciones ocurre cuando las sa les minerales se mantienen fuerade solución. Las solubilidades bajan cuando se incr ementa la temperatura del agua.
El ensuciamiento se genera cuando existen restricciones de flujo en las tuberías y pasajes de los equipos creando ineficientes flujos de agua.
La mayoría de las veces esta situación se presenta por causas externas en el tratamiento del agua de alimentación.
Cuando el ensuciamiento se permite continuar y proliferar en un sistema, los intercambiadores de calor y otros dispositivos críticos, podrían propiciaruna situación de emergencia.
Ensuciamiento
El ensuciamiento es una acumulación de materialesindeseables sobre una superficie, ocasionando restricción al flujo normal.
CUÁNDO OCURRE ?
Corrosión
La corrosión ocurre cuando metales (por ácido o acción electrolítica), atacan otrosmetales. La corrosión incrementa los costos de mantenimiento y resulta en prematuro cambio de partes y causa innecesarios riesgos en la seguridad.
En los sistemas que manejan agua, la corrosión ocurre cuando:
• Los niveles de oxígeno o dióxido de carbono disueltos en el agua, son altos. • Cuando los valores de pH son bajos.• Cuando hay contacto entre metales disímiles y • En ambientes húmedos o atmósferas corrosivas.
La corrosión es un desgaste acelerado de la superfi cie metálica de un material por un agente externo.
El metal es corroído o “comido” como el tubo de escapede gases de un automóvil.
CUÁNDO OCURRE ?
Espumeo
El espumeo es una condición en la cual la concentración de sales solubles (agravado por grasas, sólidos suspendidos o materia orgánica), crean burbujas o espumas (parecido a la espuma de una cerveza al destaparse) en el tambor devapor de la caldera o en la cámara de vapor.
La formación de burbujas en la superficie líquida, es una situación que propicia un potencial de ensuciamiento del vapor que se está generando.
CUÁNDO OCURRE ?
• El metal debe estar sometido a esfuerzos cerca al pu nto de falla.
• El agua de la caldera, debe contener altas concentr acionesde caústica. La presencia de sílice junto con caúst ica, acelera el ataque)
• Un mecanismo que permita que los sólidos del agua e n la caldera, se concentren en la parte del metal bajo e sfuerzo.
Fragilidad Caústica
La fragilidad cáustica es un debilitamiento del met al a causa de altas concentraciones de soda caústica sobre estructuras intergranulares sometidas a altos esfuerzos. Se presenta como una corrosión intergranular
CUÁNDO OCURRE ?
La ausencia de una de ellas, no propicia la ocurrencia de esta.
INTERCAMBIO IÓNICO
Na+
Ca ++
Mg++
Fe+++
NH4 +
CATIÓNICO ANIÓNICO
NO3-
NO2-
Cl -
HCO3-
HSiO3-
OH-
SO4--
HOH
Ca(HCO3)2 +R(Na)2 RCa + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 +R(Na)2 RMg + 2NaHCO3CaSO4 + R(Na)2 RCa + Na2SO4
DEGASIFICADOR
RCa + 2NaCl RNa2 + CaCl 2RMg + 2NaCl RNa2 + MgCl 2
HNO3 + ROH RSO4 + 2H2OHCl + ROH RCl + 2H2O H2SO4 + ROH RNO3 + 2H2O H2SiO3 + ROH RHSiO3 + 2H2O
RCl + NaOH ROH + NaCl
Base fuerteSiO3 , CO3
alta presión
10 lb de sal porpie3 de resina
COMPUESTOS QUÍMICOS A CONTROLAREN EL AGUA DE CALDERAS
DUREZA: SALES DE CALCIO Y MAGNESIO
FORMAN INCRUSTACIONES CALCÁREAS EN LAS ZONAS CALIENTES DE LAS CALDERAS
DUREZA TOTAL, CALCIO Y MAGNESIO
TUBO DE CALDERAPIROTUBULAR
CORROSIÓN
INCRUSTA
FOSFATO: 20-26SULFITO: 20-60ALKALINIDAD: 100-400PH: 10.5 A 11.5
