Control de calderas

INTRODUCCION
1.1 Generalidades
El control de una caldera es un tema extenso que incluye tanto los procedimientos
de arranque y parada como los enclavamientos de seguridad y la operación en
continuo de la caldera. Tradicionalmente al desarrollar el control de una caldera,
las acciones de modulación de la misma se desarrollaban con equipos analógicos
(continuos). Las secuencias de arranque yparada, así como los enclavamientos,
son acciones digitales (todo/nada) que implicaban equipos digitales. Actualmente,
debido a los avances en los sistemas basados en microprocesador es posible
integrar estos dos sistemas en uno solo, aunque se siguen manteniendo algunos
condicionantes en lo que se refiere a los equipos dedicados a la seguridad de la
caldera.
Para poder desarrollar unaaplicación de control adecuadamente es necesario
entender correctamente los objetivos del sistema de control. En el caso de las
calderas de vapor existen tres objetivos básicos:
a) Hacer que la caldera proporcione un suministro continuo de vapor en las
condiciones de presión y temperatura deseadas.
b) Operar continuamente la caldera al menor coste de combustibles manteniendo
un alto nivel deseguridad.
c) Arrancar y parar de forma segura, vigilar y detectar condiciones inseguras y
tomar las acciones necesarias para una operación segura en todo momento.
Los dos primeros objetivos serán realizados por lo que tradicionalmente se conoce
como sistema de control analógico, mientras que el tercero será labor del sistema
de seguridades y manejo de quemadores.
CONTROL DE CALDERAS
3.1Introducción
El sistema de control de una caldera es la herramienta mediante la cual se
consiguen los equilibrios de masa y de energía de la misma ante las variaciones en
la demanda de los consumidores. La energía y la masa introducidas en la caldera
deben ser reguladas para conseguir las condiciones de salida deseadas. Las
medidas de las variables del proceso darán al sistema la informaciónnecesaria
para ello.
Desde el punto de vista del equilibrio energético se debe generar una demanda de
carga (de fuego), de la cual se generarán a su vez las demandas de combustible y
aire, que proporcionarán el aporte de energía necesario para mantener el equilibrio
respecto a la extraída en el vapor. El control de nivel será el encargado de
mantener el equilibrio entre la masa saliente en formade vapor y la entrante en
forma de agua. La temperatura del vapor será mantenida mediante el control de
temperatura de éste, con su influencia, tanto en el equilibrio de energía como de
masa.
En el sistema de control de una caldera, las diferentes variables interaccionan
sobre los diferentes subsistemas. Así, la demanda de carga influirá sobre la
temperatura de vapor, el caudal de agua sobrela presión de vapor que a su vez es
la causante de la demanda de carga. Por lo tanto, todo el sistema debe ser
coordinado y implementado de forma que minimice los efectos de dichas
interacciones, puesto que el propio diseño del sistema las puede aumentar.
La primera consideración como consecuencia de lo anterior es en donde se
requiere un sistema multivariable o lazos simples independientes.En general,
usaremos lazos de control simples en aquellas variables que no influyen, ni están
influidas, por otras externas al lazo, como pudieran ser, la presión de suministro
de combustibles, de conductos, etc., siempre que sus valores de consigna sean
fijos y no, función de otras variables del sistema.
Usaremos una estructura multivariable, por el contrario, cuando las variables
afectan oestán afectadas por más de una variable medida o manipulada. En este
caso, un sistema cuyas acciones son tomadas en paralelo está generalmente menos
interaccionado que uno que las toma en serie. Un ejemplo de esto sería el control
de combustión en el cual la cantidad de aire y combustible se modifican a la vez
en lugar de una tras de otra, en cuyo caso una perturbación en la primera...