Análisis De La Eficiencia En CALDeRAS

ARTÍCULO TÉCNICO ANÁLISIS DE EFICIENCIA EN CALDERAS

ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA EN CALDERAS
En el presente artículo se dan a conocer los principales parámetros que influyen en la eficiencia térmica de las calderas, así como también, el análisis de las alternativas existentes para reducir las pérdidas de calor de mayor importancia. Mediante gráficos y ejemplos prácticos se dan a conocer losahorros de combustible que son posibles de conseguir. Introducción.
La eficiencia de una caldera, dicho de manera simple, corresponde a la razón entre el calor absorbido (por el agua, vapor, fluido térmico, etc.) y el calor liberado en el equipo. La diferencia entre el calor liberado y el calor absorbido corresponderá a las pérdidas de calor de la caldera. Dado que una caldera consume durante unaño, por concepto de uso de combustible, varias veces el valor (capital) inicial de uno de estos equipos, los ahorros que son posibles de obtener con el incremento de solo un par de puntos de eficiencia son considerables. Una gran mayoría o prácticamente la totalidad de las plantas que poseen calderas no tienen claridad de la importancia que tiene, en la reducción de los costos operacionales (ahorrode combustible), la operación de los generadores de vapor, fluído térmico o agua caliente en condiciones de máxima eficiencia.

Pérdidas de calor principales.
A continuación se dan a conocer las pérdidas de calor principales que afectan a una caldera, los mecanismos existentes para reducir estas pérdidas y los potenciales ahorros de combustible (dinero) que son posibles de conseguir. Parapoder cuantificar la influencia de las diferentes pérdidas de calor que serán presentadas más adelante, se considerarán los ahorros de dinero (combustible) posibles de conseguir, tomando en cuenta una caldera de 20 ton/h (producción de vapor).

THERMAL ENGINEERING LTDA.

Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile

Fono: 56 – 2 – 3347402

ARTÍCULO TÉCNICO ANÁLISIS DE EFICIENCIA EN CALDERAS1. Pérdida de calor asociada al exceso de aire. El concepto de “exceso de aire” tiene relación con la cantidad de aire para la combustión que debe ser entregado por sobre el estequiométrico, para lograr una buena mezcla aire/combustible y con ello una buena combustión. La magnitud del exceso de aire requerido por una caldera varía principalmente de acuerdo al tipo de combustible y a latecnología del quemador. En la tabla Nº1 se pueden observar valores referenciales para diferentes tipos de combustibles y quemadores. COMBUSTIBLE Gas Natural TIPO DE QUEMADOR EXCESO DE AIRE MÍNIMO 65 % 45 % 10 % 1% 15 % 22 - 35 % 8 - 15 %

Atmosférico Tipo Anillo Boquillas Bajo exceso de aire Petróleo Atomizado por presión Copa rotativa Atomizado con vapor o aire Carbón Parrilla móvil 36 % Parrilla fija36 % Pulverizado 8% Tabla Nº1: Valores referenciales de exceso de aire de acuerdo al tipo de combustible y quemador.

Gráfico Nº1: Eficiencia v/s exceso de aire para el caso del petróleo residual y el gas natural (considerando una temperatura de salida de gases de 220ºC).
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Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 – 2 – 3347402

ARTÍCULO TÉCNICO ANÁLISISDE EFICIENCIA EN CALDERAS

En el gráfico Nº1 se observa la eficiencia térmica de una caldera en relación al exceso de aire con el que se encuentra trabajando, tanto para el caso de gas natural como para el caso del petróleo. A modo de ejemplo, analicemos el ahorro de combustible que significaría la operación de nuestra caldera con un exceso de aire de un 20 % en vez de un 60%. En un período deun año el ahorro asociado al menor consumo de combustible, sería del orden de los US45,000.00., considerando un precio de US$150.00/ton de petróleo residual. A modo de refrencia señalemos que este “ahorro” es equivalente al precio de na de los quemadores de la caldera (en general calderas pirotubulares con una capacidad superior a 15.500 Kg/h de vapor, poseen dos fogones y deben utilizar dos...