Control de nivel en el domo d euna caldera

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

CONTROL DE NIVEL EN EL DOMO DE UN CALDERO ACUOTUBULAR CON COMBUSTIBLE DE CARBÓN

I. INTRODUCCION

Cuando se observo que se podría utilizar el vapor como una fuerza económica que remplazaría la fuerza animal y manual, se empezó a desarrollar la fabricación de calderas, hasta llegar a las que actualmente tienenmayor uso en las distintas industrias.
Las primeras calderas tenían el inconveniente que los gases calientes estaban en contacto solamente con su base, y en consecuencia se aprovechaba mal el calor del combustible. Debido a esto las instalaciones industriales fueron perfeccionándose, colocándose el hogar en el interior de la caldera y posteriormente se le introdujeron tubos, para aumentar lasuperficie de calefacción. Si por el interior de los tubos circulan gases o agua, se les clasifican en calderas igneotubulares (tubos de Humo) y calderas acuotubulares (Tubos de agua)
El control y las mediciones de nivel son de gran importancia en la industria, partiendo del buen funcionamiento del proceso, para obtener el balance adecuado de fluidos intermedios o productos finales. Debendistinguirse dos realidades completamente desiguales en la medición de nivel: la medición de nivel en líquidos y la medición de nivel en sólidos. Se conocen dos tipos de control de nivel: control exacto, para sistemas donde se necesita constante el nivel a pesar de que el proceso sea perturbado, siendo el nivel la variable de mayor relevancia en el proceso; y control promediante, cuando se requiere que eltanque no alcance un valor máximo y no se encuentre por debajo de uno mínimo, sino que el flujo de salida es la variable de importancia
.En presente informe el nivel en el domo de un caldero será modelado a través de ecuaciones matemáticas que representan su dinámica. El proceso tratado es: el control de nivel de agua en el domo de una caldera (generador de vapor) considerando tres variables.Descripción de proceso

Proceso de Generación de Vapor
El sistema debe ser alimentado con agua debidamente tratada y purificada para evitar que impurezas se acumulen en la caldera, dañando a largo plazo el sistema. En el agua cruda deben eliminarse los sólidos de suspensión, mientras que tanto en éste líquido como en el líquido realimentado se debe reducir la dureza del agua provocada por lassales de calcio, magnesio y silicio; y eliminar las impurezas solubles, así como eliminar el oxígeno disuelto en el agua y controlar su grado de acidez. La salida del agua se da por la línea de purgas, por donde se desecha parte del agua sobrante y las impurezas que se encuentren dentro del sistema.
El quemador es donde se consume el combustible fósil en combinación con el aire y se genera elcalor que cambia el estado del agua para producir el vapor. El hogar de la caldera es donde se termina de transmitir el calor del combustible pues es ahí donde se da el cambio de estado del agua y donde termina la combustión iniciado en el quemador. La forma del hogar de la caldera varía dependiendo de la construcción de la misma, pero cumple la misma función final.
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La figura representa elfuncionamiento de un sistema de generación y distribución de vapor.
La alimentación del combustible varía dependiendo de la naturaleza del combustible. En
los casos alimentados por gas es vital controlar la presión del mismo. En los casos de combustible líquido afectan también la temperatura, la recirculación, y el medio de atomización.
La alimentación del aire para la combustión depende delcombustible y la temperatura de operación. Se debe evitar los excesos de aire tanto en el quemador tanto como las filtraciones de aire en otros sectores del sistema.
Por último, la limpieza en el quemador mejora el proceso de combustión y evita las pérdidas de calor.
En el proceso del vapor se define le utilidad final del sistema. Éste proceso debe haber sido diseñado correctamente y luego ser...