Calculo Del Ciclo De Una Caldera
Páginas: 5 (1021 palabras)
Publicado: 25 de septiembre de 2011
INTRODUCCION
El cálculo de la eficiencia es muy importante para el estudio de una caldera ya que de ella depende del tipo de combustible y su composición, en este caso se trata del lignito que es un carbón mineral que se forma por compresión de la turba, convirtiéndose en una sustancia desmenuzable en la que aún se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es de color negro o pardo yfrecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la que procede.
Su concentración en carbono varía entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en agua que la turba.
Es un combustible de mediana calidad, fácil de quemar por su alto contenido en volátiles.
DATOS PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DE LA CALDERA PARA UN COMBUSTIBLE SOLIDO
| COMPOSICION ELEMENTAL DECOMBUSTIBLES SOLIDOS, LIQUIDOS Y GASEOSO en MASA |
COMBUSTIBLE | C | H | O | N | S | A | W | SUMA | Estado |
Lignito | 38.57 | 6.65 | 42.18 | 0.57 | 0.5225 | 6.1275 | 5.00 | 100 | SOLIDO |
COMBUSTIBLE SOLIDO | |
Número de Lista | | 31 |
Temperatura de Salida de los Gases de Combustión | °C | 224 |
Oxígeno en Gases de Combustión | % | 9.04 |
Monóxido de Carbono en Gases | % |0.00498 |
Hidrógeno en Gases de Combustión | % | 0.0 |
Metano en Gases de Combustión | % | 0.0 |
|
Área Total de Paredes de la Caldera | m² | 78.1 |
Temperatura Promedio de las Paredes | °C | 46.1 |
|
Fracción de Cenizas en Residuos del Horno | - | 0.837 |
Carbono en Residuos de Ceniza del Horno | % | 6.32 |
Fracción de Cenizas Volantes en Caldera | - | 0.163 |
Carbono enResiduos de Ceniza Volante | % | 58.24 |
Valor Calórico Inferior | 15100 | kJ/kg |
Treferencia | 30 | °C |
Tambiente | 34 | °C |
Tcombustible | 25 | °C |
Tceniza | 600 | °C |
Cp combustible | 0.904 | kJ/kg °C |
Cp ceniza | 2.5 | kJ/kg °C |
d | 0.024 | |
PROCEDIMIENTO PARA EL CALCULO DE LA EFICIENCIA DE UNA CALDERA
SE DETERMINA LA MASAS DEL AIRE SECO TEORICOMast=0.114307606%C+ 0.340484553%H+0.042901058 %S-%O2
Mast=0.11430760638.57+ 0.3404845536.65+0.042901058 0.5225-42.18
Mast=4.885915816kgaskgcomb
SE DETERMINA LA MASA DEL AIRE HUMEDO
Maht=Mast 1+d
Maht=4.885915816 1+0.024
Maht=5.003177796kgahkgcomb
SE DETERMINA MCO2, MSO2, MN2, MO2
MCO2=0.03664463%C
MCO2=0.0366446338.57
MCO2=1.413376938kgCO2kgcomb
MSO2=0.02%S
MSO2=0.020.5225MSO2=0.01045kgSO2kgcomb
MN2=0.76690552*Mast+%N100
MN2=0.76690552*5.003177796+0.57100
MN2=3.842664669kgN2kgcomb
α=2121-O2=2121-9.04=1.755852843
MO2=α-10.2330*Mast
MO2=1.755852843-10.2330*4.885915816
MO2=0.860476772kgO2kgcomb
SE DETERMINAN LOS VOLUMENES
Velem=Melemρelemstd
ρSO2=0.044615882*64.07=2.85853956
ρCO2=0.044615882*44=1.963098808ρN2=0.044615882*28.2=1.258167872
VCO2=MCO2ρCO2=1.4133769381.963098808=0.719972388m3CO2kgcomb
VN2=MN2ρN2=3.8426646691.258167872=3.054174848m3N2kgcomb
VSO2=MSO2ρSO2=0.10452.85853956=0.003655712m3S02kgcomb
SE CALCULAN LOS PORCENTAJES DE SO2, CO2 (real y máx.), N2
POR REGLA DE 3 TENEMOS:
3.7778029480.003655712=100%S02
SO2=0.0967682023%
RO2max=VCO2+VSO2VCO2+VSO2+VN2*100RO2max=O.719972388+0.003655712O.719972388+0.003655712+3.054174848*100
RO2max=CO2max=19.15473385%
R02real=RO2maxα=19.154733851.755852843=10.90907699%
N2%=100-%CO2-%SO2-%CO-O2
%N2=100-10.90907699-0.00967682023-0.00498-9.04=79.94917481
SE CALCULA LA MASA DE LOS GASES DE COMBUSTION REAL
Mgcr=MCO2+MSO2+%N100+ 0.76690552*α*Mast+0.089366507937%H+0.002%W+ α*d*Mast+ MO2Mgcr=1.413376938+0.01045+0.57100+0.76690552*1.755852843*4.885915816+0.089366507937*6.65+0.02*5+1.755852843*0.024*4.885915816+0.860476772
Mgcr=9.769429246kggckgcomb
SE CALCULA EL PESO MOLECULAR DE LOS GASES DE COMBUSTION
PMgc=44 %CO2100+28 %CO100+32 %O2100+ 28 %N2100
PMgc=4419.15473385100+28 0.00498100+ 32 9.04100+ 28 79.94917481100
PMgc=33.70804624
SE CALCULAN LOS CP’S
Tprom=Tsg-Tamb2=224-342
Tprom=129 °C...
El cálculo de la eficiencia es muy importante para el estudio de una caldera ya que de ella depende del tipo de combustible y su composición, en este caso se trata del lignito que es un carbón mineral que se forma por compresión de la turba, convirtiéndose en una sustancia desmenuzable en la que aún se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es de color negro o pardo yfrecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la que procede.
Su concentración en carbono varía entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en agua que la turba.
Es un combustible de mediana calidad, fácil de quemar por su alto contenido en volátiles.
DATOS PARA EL CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DE LA CALDERA PARA UN COMBUSTIBLE SOLIDO
| COMPOSICION ELEMENTAL DECOMBUSTIBLES SOLIDOS, LIQUIDOS Y GASEOSO en MASA |
COMBUSTIBLE | C | H | O | N | S | A | W | SUMA | Estado |
Lignito | 38.57 | 6.65 | 42.18 | 0.57 | 0.5225 | 6.1275 | 5.00 | 100 | SOLIDO |
COMBUSTIBLE SOLIDO | |
Número de Lista | | 31 |
Temperatura de Salida de los Gases de Combustión | °C | 224 |
Oxígeno en Gases de Combustión | % | 9.04 |
Monóxido de Carbono en Gases | % |0.00498 |
Hidrógeno en Gases de Combustión | % | 0.0 |
Metano en Gases de Combustión | % | 0.0 |
|
Área Total de Paredes de la Caldera | m² | 78.1 |
Temperatura Promedio de las Paredes | °C | 46.1 |
|
Fracción de Cenizas en Residuos del Horno | - | 0.837 |
Carbono en Residuos de Ceniza del Horno | % | 6.32 |
Fracción de Cenizas Volantes en Caldera | - | 0.163 |
Carbono enResiduos de Ceniza Volante | % | 58.24 |
Valor Calórico Inferior | 15100 | kJ/kg |
Treferencia | 30 | °C |
Tambiente | 34 | °C |
Tcombustible | 25 | °C |
Tceniza | 600 | °C |
Cp combustible | 0.904 | kJ/kg °C |
Cp ceniza | 2.5 | kJ/kg °C |
d | 0.024 | |
PROCEDIMIENTO PARA EL CALCULO DE LA EFICIENCIA DE UNA CALDERA
SE DETERMINA LA MASAS DEL AIRE SECO TEORICOMast=0.114307606%C+ 0.340484553%H+0.042901058 %S-%O2
Mast=0.11430760638.57+ 0.3404845536.65+0.042901058 0.5225-42.18
Mast=4.885915816kgaskgcomb
SE DETERMINA LA MASA DEL AIRE HUMEDO
Maht=Mast 1+d
Maht=4.885915816 1+0.024
Maht=5.003177796kgahkgcomb
SE DETERMINA MCO2, MSO2, MN2, MO2
MCO2=0.03664463%C
MCO2=0.0366446338.57
MCO2=1.413376938kgCO2kgcomb
MSO2=0.02%S
MSO2=0.020.5225MSO2=0.01045kgSO2kgcomb
MN2=0.76690552*Mast+%N100
MN2=0.76690552*5.003177796+0.57100
MN2=3.842664669kgN2kgcomb
α=2121-O2=2121-9.04=1.755852843
MO2=α-10.2330*Mast
MO2=1.755852843-10.2330*4.885915816
MO2=0.860476772kgO2kgcomb
SE DETERMINAN LOS VOLUMENES
Velem=Melemρelemstd
ρSO2=0.044615882*64.07=2.85853956
ρCO2=0.044615882*44=1.963098808ρN2=0.044615882*28.2=1.258167872
VCO2=MCO2ρCO2=1.4133769381.963098808=0.719972388m3CO2kgcomb
VN2=MN2ρN2=3.8426646691.258167872=3.054174848m3N2kgcomb
VSO2=MSO2ρSO2=0.10452.85853956=0.003655712m3S02kgcomb
SE CALCULAN LOS PORCENTAJES DE SO2, CO2 (real y máx.), N2
POR REGLA DE 3 TENEMOS:
3.7778029480.003655712=100%S02
SO2=0.0967682023%
RO2max=VCO2+VSO2VCO2+VSO2+VN2*100RO2max=O.719972388+0.003655712O.719972388+0.003655712+3.054174848*100
RO2max=CO2max=19.15473385%
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N2%=100-%CO2-%SO2-%CO-O2
%N2=100-10.90907699-0.00967682023-0.00498-9.04=79.94917481
SE CALCULA LA MASA DE LOS GASES DE COMBUSTION REAL
Mgcr=MCO2+MSO2+%N100+ 0.76690552*α*Mast+0.089366507937%H+0.002%W+ α*d*Mast+ MO2Mgcr=1.413376938+0.01045+0.57100+0.76690552*1.755852843*4.885915816+0.089366507937*6.65+0.02*5+1.755852843*0.024*4.885915816+0.860476772
Mgcr=9.769429246kggckgcomb
SE CALCULA EL PESO MOLECULAR DE LOS GASES DE COMBUSTION
PMgc=44 %CO2100+28 %CO100+32 %O2100+ 28 %N2100
PMgc=4419.15473385100+28 0.00498100+ 32 9.04100+ 28 79.94917481100
PMgc=33.70804624
SE CALCULAN LOS CP’S
Tprom=Tsg-Tamb2=224-342
Tprom=129 °C...
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