Analisis Tecnico De Un Proceso De Produccion De Vapor De Una calDera

Departamento de Ingeniería Industrial
Termodinámica
Proyecto Final

Análisis Térmico y Económico del Proceso de Producción de Vapor de una Caldera de una Empresa ubicada en el Valle del Cauca
D. Barraza, D. Delgado, N. Olaya
danibp_2@hotmail.com; dany_dj13@hotmail.com; flaca12n@hotmail.com

Introducción

El vapor se utiliza a nivel industrial para la generación de energía eléctrica(plantas de potencia), secado de productos tales como papel, alimentos, fibras textiles, concentración de azúcar, entre otros. Este se obtiene a partir de las calderas de vapor las cuales son unos aparatos en los que el agua en el estado de líquido comprimido o subenfriado se transforma en vapor saturado o vapor sobrecalentado. Este cambio de fase se debe al suministro de calor generado por uncombustible o por una resistencia eléctrica. El vapor es un servicio en cualquier industria y representa aproximadamente entre el 20 al 30% de los costos de operación. Por lo tanto, cualquier acercamiento para reducir los costos por consumo de combustible en un proceso de generación de vapor puede ser muy valioso.

Objetivo General:
* Evaluar el proceso de generación de vapor desde el punto devista termodinámico y económico de una caldera de una empresa vallecaucana.
Objetivos Específicos:
* Aplicar conocimiento de la Primera Ley de la Termodinámica en un proceso de generación de vapor.
* Evaluar económicamente el efecto que tiene variables de operación tales como: flujo, presión y temperatura de vapor producido, así como también, características del tipo de combustible usadoen el proceso.
Metodología:
1. Definir la empresa vallecaucana que suministre los datos de operación de la caldera.
2. Contactar el responsable del proceso de producción de vapor para la obtención del visto bueno.
3. Visitar el proceso de generación de vapor.
4. Adquirir la información necesaria para realizar la evaluación térmica-económica tal como: producción (flujos),temperatura y presión de vapor, temperatura de agua alimentada, eficiencia del sistema de generación, características, precios y tipos combustible (carbón, fuel oil, gas natural), costos de vapor producido.
5. Realización de análisis térmico y económico a partir de la Primera Ley de la Termodinámica.
6. Simulación en el paquete de Excel de efectos de variables de operación sobre la economía delproceso.
7. Informe del proyecto.

La empresa que elegimos para realizar el proyecto fue Smurfit Kappa Carton de Colombia. Esta empresa nos facilito la visita y los datos necesarios para tener una base de análisis de una caldera de vapor que trabaja con gas natural. Carton de Colombia es el mayor productor de papeles y empaques del país, con ventas anuales durante el 2009 de $670 mil millones. Es una Compañía integrada desde la semilla del árbol hasta la fabricación de empaques; en este caso no estudiaremos un proceso de fabricación de sus productos terminados sino un servicio indispensable que la empresa genera para su utilización en la mayoría de sus procesos. Durante la visita fuimos atendidas por el personal de la empresa quien nos amplio información ya estudiada acerca de loque son las calderas y su funcionamiento por este motivo es importante resaltar en este trabajo el funcionamiento de una caldera y los tipos de calderas existentes.
La caldera de vapor es un dispositivo esencial e importante en las industrias como agente de calefacción, ya que brinda facilidades tanto técnicas como económicas como la administración de las materias primas y las insuperablespropiedades que puede obtener el vapor de agua.
El vapor saturado es el vapor de agua que sale de la caldera, es decir el vapor que está a la temperatura de ebullición del líquido. Éste vapor saturado está listo para ceder el calor latente de condensación lo que hace que sea perfecto para calefacción generación de energía eléctrica (plantas de potencia), secado de productos tales como papel,...