Ahorro en calderas

AHORRO DE COMBUSTIBLES EN CALDERAS 

MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS 
 
ING. GILBERTO SALAS  C.
          CONSULTOR 
INTRODUCCIÓN 
* El ahorro de energía térmica  se enfoca a la utilización mas eficiente del vapor u otra forma intermedia de energía como medio de calentamiento y al ahorro de combustible como recurso energético.    
PUNTOS DE EVALUACIÓN 
* Generación de vapor
 
*Distribución de vapor y retorno de condensados
 
* Equipos consumidores de vapor
CALDERO PIROTUBULAR
ASPECTOS GENERALES DEL FUNCIONAMIENTO DE UNA CALDERA 
 
* Función: Equipo en el que se produce intercambio térmico entre la llama y los humos de combustión con el fluido que posteriormente debe transportar este calor a los puntos de utilización.
* Tipos:  pirotubulares,acuotubulares
* Características:  tipo de combustible, tipo de quemadores,parrillas
OBJETIVOS DEL DISEÑO 
* Minimizar las pérdidas a la atmósfera por radiación, convección y conducción colocando aislamiento adecuado
 
* Lograr que los humos se evacuen a la atmósfera a la menor temperatura posible
 
* Estanqueidad, que no permita la entrada de aire parásito.
Teoría de la Combustión Reacciones de combustión     calor reacción
(1)             C  + O2     =   CO2             - 7 850 Kcal/kg
(2)             H2 + O2   =  H2O          -34 100 Kcal/kg
(3)            C +1/2O2  =   CO           - 2 220 Kcal/kg 
* Como consecuencia de la combustión incompleta del carbono, se obtiene la formación de monóxido de carbono (CO), según la reacción (3), esto representa una pérdida de 70 %del poder calorífico, aparte de otros inconvenientes como el enfriamiento de la llama y contaminantes.
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES 
Combustible                                      Diesel N°2            Residual N°6
Gravedad específica (API)             33,50                    15,200
Punto de inflamación (°C)              72,00                     105,00 
Punto de fluidez(°C)                     -1,11                 15,000
Poder calorífico (kcal/kg)        10 830     10 331
Densidad (Kg/lt)                         0,86             0,9200
Temperatura de bombeo (°C)         -----                       45,000
Composición del combustible
    Cenizas (% peso)                  ------                        0,08
    C (%peso)                              87,13                      86,00
    H (%peso)      12,60               11,00
    O (%peso)                               0,040                1,000
    N (%peso)       0,008                0,200
    H2O y sedimentos (%peso)    0,005        0,800
    S (%peso)      0,220                1,000 
 
                                           
EFICIENCIA DE LA COMBUSTIÓN Y BALANCE TÉRMICO 
Balance de materia: [entrada] = [salida] 
masaentrante: - masa del combustible
                          - masa del aire
                          - masa del agua de alimentación
masa saliente: - masa de vapor
                          - masa de gases de chimenea
                          - masa de las purgas
                        
  
BALANCE TÉRMICO: MEDICIONES 
Balance de energía:  [entrada ] = [salida] 
ENTRADA DE ENERGÍA:
-Combustible ( Hcom = Mcom x ( PCS ) + H rx )
- Aire (Haire  = Maire x Cpaire x  [ Taire  -  Tref ]
- Humedad del aire ( H haire = M haire x Cp haire x [ T haire - Tref ]
- Agua de alimentación ( H aalim  =  Maalim x CpH2O x [ Taalim – Tref ] 
SALIDA DE ENERGIA:
- Gas de chimenea  ( H gas  = M gas  x Cp gas x [ Tgas - Tref ] )
- Vapor ( Hvap )
- Pérdidas por radiación y convección
-Pérdidas por inquemados ( sólidos y gaseosos )
- Calor residual 
 
 
TIPOS DE PÉRDIDAS 
-  Pérdidas por radiación y convección por cesión de calor de la superficie exterior del generador al aire ambiente.  No es mayor al 1% de la potencia. 
* Pérdidas por mala combustión y exceso de aire. En una combustión sin pérdidas el % CO2 de los gases de chimenea debe superar...