Balance Térmico de Calderas

EFICIENCIA TÉRMICA DE CALDERA

LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II
INFORME DE LABORATORIO
EFICIENCIA TÉRMICA DE CALDERA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
SANTAFÉ DE BOGOTÁ
2000EFICIENCIA TÉRMICA DE CALDERA
OBJETIVOS
Determinar mediante el análisis de los humos el porcentaje en peso de hidrógeno y carbono en el combustible.Realizar el balance de masa en la caldera tomando como base de cálculo 100 kg de combustible quemado en la caldera.
Sobre la base de cálculo anterior, realizar el balance de energía alrededor de la sección de combustión (hogar) y determinar el rendimiento térmico de la caldera, despreciando las pérdidas por radiación.
Determinar la calidad del vapor a la entrada de la turbina.
Efectuar elbalance de energía en el condensador de la planta térmica y determinar la pérdidas de calor y el coeficiente de transferencia de calor UD.
Determinar la potencia entregada por la turbina.
Determinar el rendimiento térmico del ciclo termodinámico.
Determinar el costo de 1 kWh de energía eléctrica generada.

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
Caldera pirotubular de dos pasos y 5 pies²/BHP modelo D-240.Potencia: 40 BHP. Presión de diseño: 150 psig. Producción de vapor saturado a 212 °F, 1 atm y agua de alimentación a 212 °F: 1380 lb/h.
Máxima presión de trabajo recomendada de acuerdo a la graduación de las válvulas de seguridad y a la presión de diseño: 142 psig.
Combustible ACPM.
Medidor de humedad: contador para la medición del volumen de agua en galones, con una exactitud de ± 0.5 galones.Planta Westinghouse para generación de electricidad cuyo conjunto turbina generador, consta de un generador de 3750 rpm, 110 voltios, DC, manejado por una turbina de vapor de una etapa simple del tipo impulso de dos hileras.
Condensador: posee tubos de 5/8 de pulgada 18 BWG con un área efectiva de transferencia de calor de 1.45 pie².

MARCO TEÓRICO
COMBUSTION:
Oxidación rápida de una sustancia(combustible) acompañada por el calor
GENERADORES DE VAPOR:
Todo equipo que en virtud de la energía química de un combustible o una reacción nuclear cambiar el estado de agregación de una sustancia de trabajo a un estado final de vapor saturado.
CLASIFICACION DE LAS CALDERAS:
Según su Uso:
Estacionarias (calefacción)
Móviles (Locomotoras)
Según La Situación del Hogar:
Interna
ExternaSegún los Materiales:
Fuertes: acero especiales.
Calefacción: Hierro colado.
Según el Contenido de los Tubos:
Pirotubulares
Acuatubular
Según el Combustible:
Liquido
Sólido
Gaseoso
Según la Combustión:
Fuego
Nuclear
Eléctrica
Según La Potencia:
Baja (150 Tn/h)
Según Forma y Posición de los Tubos:
Rectos
Curvos
Horizontales
Verticales
Inclinados
Según la Circulación:
NaturalForzada
CONSTITUYENTES DE LAS CALDERAS:
Unidad de Presión:
Caldera (Cambio de estado de agregación de la sustancia de trabajo.)
Recalentadores
Precalentadores o Economizadores
Unidad de Combustión
Boquillas
Transformador Elevador (110V a 10000 V)
MANTENIMIENTO DE CALDERAS
Pretratamiento de agua pH 10.5-11
Mantenimiento Eléctrico
Se presentan daños por
Picadura (DBO)
Espuma (Sólidosdisueltos a alta velocidad)
Incrustaciones (Sales Insolubles ca++, Mg++)




LAS CALDERAS INDUSTRIALES
Se emplea principalmente para proporcionar energía en forma de vapor, sin embargo, existe un amplio número de aplicaciones en las que la formación de vapor es incidental para un proceso químico; por ejemplo la unidad de recuperación química en la industria papelera, un calentador de monóxidode carbono en una refinería de petróleo o una caldera de calor residual para gas de enfriamiento en un horno de hogar abierto. En una planta industrial no es extraño que las calderas industriales sirvan para muchas aplicaciones; por ejemplo, en un molino de pulpa de papel, el calentador de recuperación química se emplea para convertir el licor negro en sustancias químicas útiles y de esta...