EFICIENCIA DE LA COMBUSTIÓN

BALANCE TÉRMICO DEL GENERADOR DE VAPOR

CALOR DISPONIBLEQDISP

GENERADORDE

VAPOR

CALOR ÚTIL (QU)

PCS

PIQ

PIM

PME

VAPOR

GASES

COMB

COMB

MEDIO

PURGASPP

QDISP = QU + PCS + PIQ + PIM + PME + PP

CALOR ÚTIL QU:

ES LA CANTIDAD DE CALOR INTRODUCIDO A LA CALDERA Y UTILIZADO PARA EL CALENTAMIENTO DEL AGUA HASTA LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN, SU EVAPORACIÓN Y EL SOBRECALENTAMIENTO DEL VAPOR. SE EXPRESA EN KCAL/KG.

QU = D.(HV - H1)

DONDE:

D - PRODUCCIÓN DE VAPOR, T/H.

HV – ENTALPÍA DEL VAPOR A LA SALIDA, KCAL/KG.

H1 - ENTALPÍA DEL AGUA A LA ENTRADA DE LA CALDERA, KCAL/KG.

CALOR DISPONIBLE DE LA CALDERA QDISP.

ES LA CANTIDAD DE CALOR INTRODUCIDA AL HORNO CON EL COMBUSTIBLE .

QDISP = MC.QVCI

DONDE:

MC - CONSUMO DE COMBUSTIBLE.

EFICIENCIA DE LA CALDERA

ES LA RELACIÓN ENTRE LA CANTIDAD DE CALOR ÚTIL Y LA CANTIDAD DE CALOR DISPONIBLE DE LA CALDERA.

MÉTODO DIRECTO = QU = D.(HV - H1) QDISP MC.QVCI

MÉTODO INDIRECTO

= 100 - PCS - PIQ - PIM - PME - PP

PÉRDIDAS POR CALOR SENSIBLE DE LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN

(PCS)

PCS = K. (TG -TA) (CO2 + CO)

DONDE:

K - COEFICIENTE DE HASSISTEIN QUE DEPENDE DEL TIPO DE COMBUSTIBLE. PARA PETROLEOS COMBUSTIBLES MEDIOS VALE 0,58.TG - TEMPERATURA DE LOS GASES A LA SALIDA.TA- TEMPERATURA DEL AIRE AMBIENTE.CO2 - PORCIENTO VOLUMÉTRICO DE CO2 EN LOS GASES (ORSAT).CO - IDEM CO (FÓRMULA)

CÁLCULO DEL PORCIENTO VOLUMÉTRICO DE CO (%).

CO = (21 - B.CO2) - (CO2 + O2)0,6052 + B

DONDE:

O2 - PORCIENTO VOLUMÉTRICO DE O2 (ORSAT).B - CONSTANTE QUE DEPENDE DE LA COMPOSICIÓN ELEMENTAL DEL COMBUSTIBLE.

B = 2,85 (H - 0,126 O + 0,04 N) (C + 0.375 S)

PERDIDAS POR INCOMBUSTIÓN QUÍMICA (PIQ)

SON LAS PÉRDIDAS POR LA PRESENCIA DE INQUEMADOS EN LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN.

PIQ = 60. %CO %CO + %CO2

PÉRDIDAS POR INCOMBUSTIÓN MECÁNICA (PIQ)

ESTA ASOCIADA CON EL COMBUSTIBLE NO QUEMADO QUE SE ESCAPA POR LA CHIMENEA. SE CALCULA SEGÚN EL INDICE DE BACHARACH. SE BASA EN EL ENNEGRECIMIENTO QUE PRODUCE UNA CORRIENTE DE GASES DE LA COMBUSTIÓN, AL PASAR A TRAVÉS DE UN FILTRO ESPECIAL.

PÉRDIDAS AL MEDIO EXTERIOR (PME)

DEPENDE DE LAS DIMENSIONES DE LA CALDERA, SU SUPERFICIE EXTERIOR Y LA TEMPERATURA DEL MEDIO AMBIENTE.

PME = A.(100/Dmax)0,5

DONDE:

DMAX - CAPACIDAD NOMINAL DE LA CALDERA.

A - FACTOR DE CAPACIDAD. SE DETERMINA EN FUNCION DE LA PRODUCCIÓN DE LA CALDERA.

FACTOR DE CAPACIDAD

PRODUCTIVIDAD FACTOR DE CAPACIDAD DE LA CALDERA

100 % 1,00

75 % 1,28

50 % 1,82

PÉRDIDAS POR PURGAS (PP)

ESTA ASOCIADA A LA CANTIDAD DE ENERGÍA QUE ABSORVIÓ EL AGUA DENTRO DE LA CALDERA Y QUE ES EXTRAIDA DEL SISTEMA POR EFECTO DE LA PURGA.

PP = P. (HP - H1) MC.QVCI

DONDE:

P - FLUJO DE PURGASHP - ENTALPÍA DEL AGUA A LA PRESIÓN DEL DOMO.

PARÁMETROS QUE CARACTERIZAN EL TRABAJO DE LOS HORNOS.

1.- CARGA TÉRMICA DEL VOLUMEN DEL HORNO (qv):

qv = Q = MC. QVCI

VH VH

2.- CARGA TÉRMICA DE LA PARRILLA (qa):

qa = Q = MC.QVCI

A A

DONDE:Q - CARGA TÉRMICA DEL HORNO.VH - VOLUMEN DEL HORNO.A - ÁREA DE LA PARRILLA.

VALORES ÓPTIMOS: qa = 700 - 1400 KCAL/M2.H

qv = (200 - 250).103 KCAL/M3H

FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LA CALDERA:

1.- CALIDAD DEL COMBUSTIBLE

•HUMEDAD E HIDRÓGENO.(GRAFICO)•ASFALTENOS.•AZUFRE Y VANADIO.•RESIDUOS MINERALES (SALES DE SODIO).

2.- CALIDAD DE ATOMIZACIÓN.

• FRACCIONAMIENTO DE LAS GOTAS Y EL CARÁCTER DE SU DISTRIBUCION EN LA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CHORRO. • VISCOSIDAD.• FACTORES DE EXPLOTACIÓN Y TEMPERATURA DEL VAPOR DE ATOMIZACIÓN.

FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LA CALDERA:

3.- CARGA TÉRMICA DEL HORNO Y TIEMPO DE PERMANENCIA DE LOS GASES EN EL HORNO.

4.- EXCESO DE AIRE. (GRÁFICO)

5.- INFILTRACIONES DE AIRE.

6.- DEPÓSITOS EN LAS SUPERFICIES DE INTERCAMBIO DE CALOR.

(HUMEDAD)

%PÉRDIDAS)

Pcs

Pim

Piq

(EXCESO

DE AIRE)

%PÉRDIDAS)

Piq

Pim

Pcs

Pt=Pcs+Pim+Piq