Eficiencia En Calderas

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EFICIENCIA EN CALDERAS
EFICIENCIA EN CALDERAS




MÉTODO DE CÁLCULO DE EFICIENCIA
Método Directo
La eficiencia de una caldera puede ser calculada de muchas maneras. El Método basado en las medidas directas realizadas de algunos parámetros, es conocido como “método directo”. Consiste en medir la energía que entra (cantidad de combustible consumido) y laenergía que sale de la caldera (cantidad total de vapor recalentado).

ε=Energía total del vapor de salidaEnergía de entrada*100

ε=magua*(h1-h2)mcombustible*PCI*100

Método Indirecto
En el método indirecto o método de pérdidas, la eficiencia se calcula restándole a 100 el valor de las pérdidas de calor; se expresa en porcentaje:

Eficiencia de la Caldera=100-pérdidas%

Dentro de laspérdidas se consideran:

Pérdidas de Calor sensible en gases de combustión
Pérdidas por combustible no quemado
Pérdidas por radiación
Pérdidas de calor en purgas y otros

También es utilizada la siguiente ecuación:

ε=mcombustible*PCI-Pérdidasmcombustible*PCI*100

CONCEPTOS RELACIONADOS
Calor que sale con el vapor
Este valor se calcula mediante el uso de las “Tablas de Vapor”; para ellose necesita conocer los siguientes parámetros:
* Temperatura del Agua de Alimentación.
* Presión a la cual se está produciendo el vapor.
* Flujo de vapor.

Calor suministrado por el Combustible
El calor suministrado se calcula en base a la cantidad de combustible (mcombustible) suministrado y su poder calorífico (PC):
QSuministrado=mcombustible*PC

Poder Calorífico
El podercalorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación. El poder calorífico expresa la energía máxima que puede liberar la unión química entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las moléculas de combustible (energía de enlace), menos la energía utilizada en laformación de nuevas moléculas en las materias (generalmente gases) formadas en la combustión. La magnitud del poder calorífico puede variar según como se mida. Según la forma de medir se utiliza la expresión poder calorífico superior (abreviadamente, PCS) y poder calorífico inferior (abreviadamente, PCI).
Este valor puede expresarse como poder calorífico “bruto” o “neto”.

* Poder Calorífico Bruto(PCB)

Es la cantidad total de energía contenida en el combustible. Sin embargo, la mayoría de los combustibles contienen hidrógeno, que durante el proceso de combustión se mezcla con el oxígeno del aire para formar agua, la cual pasa a la chimenea en forma de vapor.

* Poder Calorífico Neto (PCN)

Es la cantidad de calor que se produce en la combustión, con exclusión del calor norecuperable. Equivale al calor del proceso de combustión que se aprovecha en la práctica. Para el carbón (sólidos) y los combustibles líquidos es un 5% menor que el PCB, para las diversas modalidades de gas natural y procesados es del 10%, mientras que en la electricidad no hay diferencia alguna entre el PCB y PCN.

A continuación se muestra una tabla con algunos tipos de combustible y su podercalorífico correspondiente:

TIPO DE COMBUSTIBLE | PODER CALORÍFICO NETO |
Carbón Térmico | 19,405 MJ/t |
Gasolinas y naftas | 4,872 MJ/bl |
Coque de Petróleo | 30,675 MJ/t |
Gas Licuado | 3,675 MJ/bl |
Diesel | 5,426 MJ/bl |
Combustóleo | 6,019 MJ/bl |
Gas natural | 33,913 KJ/m3 |
Bagazo de Caña | 7,055 MJ/t |


PROCESO DE COMBUSTIÓN
Reacción Básica
Durante el proceso de combustiónse producen muchas transformaciones y reacciones químicas, dependiendo de la composición del tipo de combustible utilizado y de las condiciones en que se realice la combustión. Básicamente, cuando se quema un hidrocarburo, el hidrogeno contenido en éste se combina con el oxígeno del aire para producir agua, el carbón se combinará con el oxigeno del aire para formar bióxido de carbono y,...