Análisis energético de una caldera

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Índice

1. Resumen 2
2. Introducción 3
3. Balance Energético 4

3.1. Método indirecto 5
3.2. Método directo 6

4. Conclusión 7

5. Bibliografía 8

1. Introducción

Es innegable la enorme importancia que tiene el equipo de generación de vapor en una central termoeléctrica. Dehecho y como veremos posteriormente, es en la caldera donde se presentan las mayores perdidas de “energía utilizable”, dentro del proceso global de transformación de la energía química presente en el combustible en la energía eléctrica suministrada a la red.

Cuando usted compra combustible para su caldera en forma de gas natural, petróleo, etc., realmente usted esta comprando energía.Dicha energía esta introducida a la caldera mediante el proceso de combustión en forma de calor. El objetivo de una caldera es convertir este calor en la mayor cantidad de vapor posible. Todo calor perdido es realmente una perdida de la energía que usted ha comprado. Hay solo 3 destinos para la energía que entra a la caldera: puede salir en forma de vapor producido, se puede perder al ambiente enforma de radiación de calor o puede ser perdido a la atmosfera en forma de un componente de la chimenea.

Las perdidas al medio ambiente se podrían denominar como radiantes y convectivas. Si uno se encuentra cerca de una caldera en operación, se podrá sentir algunas de estas perdidas, porque es demasiado caliente para poder tocar. Pero aunque parece ser una cantidad de calor impresionante,en realidad la perdida al medio ambiente es solamente un 1% (generalmente). La gran mayoría de calor perdido es dispersado a la atmosfera por a segunda forma, es decir, como un componente de los productos que salen por la chimenea.

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Fig. 1: Caldera real. Fig. 2: Flujo de agua en la caldera.

El balance energético de la calderaes la determinación del calor útil y las pérdidas. En el siguiente resumen se muestra como se abordo.

2. Resumen

En este informe se presentan las bases en que se asienta el balance energético y exergetico de una caldera (o aborda un análisis energético de una instalación de vapor). Se hace un desglose de los conceptos de las perdidas de energía y exergia que tienen lugar en elproceso de generación de vapor. Así también se entregan las expresiones de cómo se determina la eficiencia de la cadera por el método directo e indirecto. Finalmente se expone la conclusión del trabajo realizado sobre la caldera de una típica central térmica.

El objetivo es conocer el análisis energético de una instalación de generación de vapor.

El termino utilizado pro laindustria de las calderas para especificar la cantidad de energía requerida es “eficiencia combustible-vapor”. La eficiencia térmica de todas las calderas esta calculada utilizando la norma ASME Power Test Code PTC 4.1. Esta norma toma en cuenta la cantidad de energía escapándose de la caldera en la forma de vapor y la cantidad de energía entregada hacia la caldera en forma de combustible.El código establece dos métodos para determinar la eficiencia: El método de pérdidas de calor (Indirecto) y el de entradas y salidas (Directo).

1.- El método de pérdidas de calor o sea la determinación de la eficiencia mediante la sustracción en porcentaje de la suma de las pérdidas medidas en la caldera.
2.- El método directo o energía que entrega la caldera en el vapor contra la energíaentregada en la caldera.

3. BALANCE ENERGETICO

En la figura 1 se presenta en forma esquemática la disposición y el diagrama del flujo de energía correspondiente a un generador de vapor típico de las plantas de potencia.

Como puede apreciarse las pérdidas de energía (salvo las incontroladas) son físicamente localizables en flujos de materia o calor (radiación) que abandonan...
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