Balance calderas

EJEMPLO 1. Balance energético en una caldera de vapor de gas natural
Una caldera de vapor de gas natural que trabaja 7.500 h/año produce 20 t/h de
vapor a 20 kg/cm2 y consume 13.000.000 Nm3/año. Lacapacidad máxima de caldera
es de 25 t/h.
Se realiza una purga continua cuyo caudal es de 1.200 kg/h.
El análisis de la combustión revela los siguientes resultados:
O2 = 2%
CO2 = 11%
CO = 500ppm
HC=500 ppm
THUMOS = 230 ºC
Se toma como referencia la temperatura ambiente de 20 ºC.
Suponer calor de entrada únicamente calor de combustión
PCI Gas Natural 9.000 kcal/Nm3
Calor entrante:Calor sensible del combustible (Qc)
Es importante sólo si existe precalentamiento de combustible.
Qc = cc • tc [1]
Donde:
cc = Calor específico del combustible [kcal/Ud. de combustible] TABLA 41
Tc= Temperatura de precalentamiento del combustible [ºC]
No se indica precalentamiento, podemos considerarar Qc=0
Calor del aire de combustión (Qa)
Flujo de calor sensible que depende de latemperatura con que ingresa el aire al
hogar.
Es importante sólo si existe precalentamiento de aire
.
Qa = Ga • cpa • t
t = Diferencia de temperaturas del aire de entrada a la caldera y de referencia(ºC) (20ºC)
cpa = Calor específico del aire [kcal/kg aire ºC] . TABLA 23
Ga = [kg aire/ Ud. de combustible] Se obtiene de las Tablas de 1 a 5
En este caso de la tabla 4 se obtiene : Gasto de aire14.65 kg/Nm3
No se indica precalentamiento, podemos considerarar Qa=0
Calor del fluido de entrada (Qfe)
Donde
hfe = Entalpía del fluido de entrada [kcal/kg] TABLA 16
Ca = caudal del agua dealimentación a caldera (kg/h)
Caudal de agua que entra a la caldera (caudal de vapor + caudal de
purgas)
b = consumo horario de combustible
- Calor de combustión, Qco
Qco = PCI = 9.000 kcal/Nm3
De modoque el calor entrante o aportado es:
Qentra = 9.000 kcal/Nm33
Calor saliente
Parte del calor aportado será empleado en la generación del vapor y otra parte se
perderá.
Calor del fluido de...