4-Puesta Punto Calderas

CURSO TERICO/PRCTICO:

Puesta a Punto de la Combustin en Generadores de Vapor

Puesta a Punto

4 - 1/105

PUESTA A PUNTO DE GENERADORES DE VAPOR

Por: Jess Espinoza Garza



Puesta a Punto

4 - 2/105

CONTENIDO

1.- INTRODUCCIN

2.- COMBUSTIN

3.- PROBLEMTICA DE LA COMBUSTIN

4.- EMISIN DE CONTAMINANTES

5.-METODOLOGA PARA LA PUESTA A PUNTO DEL GENERADOR DE

VAPOR

ANEXO 1. PUESTA A PUNTO CON GAS NATURAL ANEXO 2. PUESTA A PUNTO CON COMBUSTLEO ANEXO 3. PUESTA A PUNTO CON CARBN

BIBLIOGRAFA



Puesta a Punto

4 - 3/105

1.- INTRODUCCIN Durante las dos ltimas tres dcadas, la preocupacin por contar con sistemas de combustin que incrementen su rendimiento energtico (conversin eficiente de energa qumica a trmica), disminuyan la emisin de productos contaminantes y los problemas por corrosin, se convirti en una necesidad en toda planta de proceso. Con mayor nfasis, desde la ltima dcada, de acuerdo a las demandas de la sociedad de disponer de un ambiente limpio y a la apertura comercial que se da.

El beneficio ecolgico que reporta el conducir el proceso de combustin a un estado final ideal hace atractivo su estudio e investigacin ya que la contaminacin por efecto de una combustin incompleta es deseable que se disminuya y en el mejor de los casos que se elimine. Al mismo tiempo, an cuando los costos de los combustibles varan frecuentemente, esto no invalida los esfuerzos que se generen en hacer un uso adecuado de los mismos, pues los costos inherentes al mayor uso de los combustibles se ven reflejados en los costos finales de la energa elctrica. Es necesario por lo tanto, disponer de los elementos necesarios que permitan a las plantas operar en la forma ms apropiada, a fin de cumplir con las reglamentaciones oficiales y sobre todo lograr un ambiente limpio. Algunas acciones para solucionar dicha problemtica son: utilizar combustibles de mejor calidad, mantener una buena operacin continua y en caso necesario restituir el adecuado funcionamiento del sistema de combustin y disponer de sistemas de limpieza de los gases emitidos. De ellas, la ms viable en el corto plazo es la que supone mantener una buena operacin continua y en caso necesario restituir el adecuado funcionamiento del sistema de combustin, ya que tanto mejorar la calidad del combustible, como la limpieza de los gases emitidos, puede implicar grandes costos de inversin, por lo cual para su aplicacin es necesario un estudio profundo y detallado del problema.



Puesta a Punto

4 - 4/105

Al restituir el adecuado funcionamiento operativo y energtico del sistema de combustin, se ha denominado "Puesta a Punto de Generadores de Vapor", implica conseguir la combinacin de parmetros de operacin ms adecuada, con el fin primordial de reducir las emisiones contaminantes, como lo establece la norma ecolgica vigente, sin descuidar la eficiencia termodinmica del generador de vapor. Variando parmetros de operacin como son: la aerodinmica de los fluidos aire-combustible, de acuerdo al tipo de quemador empleado para los tres combustibles manejados, gaseosos, lquidos y slidos (mediante el cambio de posicin de los registros de aire en sistemas que emplean quemadores con ubicacin frontal y mediante la diferencia de presiones entre las cajas de aire y el hogar la variacin de la apertura de las compuertas de aire auxiliares en sistemas de quemadores con ubicacin tangencial); as como la reduccin del tamao del combustible para el caso de los lquidos y slidos (atomizacin y pulverizacin, respectivamente; en el primer caso afectando la relacin msica vapor/combustleo en los atomizadores, mediante la modificacin de la presin de vapor de atomizacin y la variacin de la temperatura del combustible a los quemadores; mientras que en el segundo caso pulverizando el carbn mediante molinos de bolas de rodillos); y la carga de la unidad (potencia generada), etc., se caracteriza el comportamiento del sistema de combustin, y teniendo como base las diferentes condiciones de operacin, se restituye el adecuado funcionamiento de dicho sistema, seleccionando aquello que brinda una mejor eficiencia. El procedimiento descrito anteriormente se aplica en DETECTA DE MORELOS, S.C. y est acorde con lo realizado en otros pases sobre este mismo tema. Como es el caso de la "Puesta a Punto de la Combustin en Calderas Industriales" (PPCCI), realizado en Espaa por la Generalitat Valenciana-Instituto para la promocin de energas alternativas y ahorro energtico. Y la "Optimizacin Secuencial de Procesos" (SPO, Secuential Process Optimization), realizado en los Estados Unidos de Norteamrica por el Electrical Power Research Institute (EPRI) y Ultramax Corp. [4, 5]. En todos los casos, se involucra el diseo de una matriz con la combinacin de todos los parmetros operativos y se procede a evaluar solo un parmetro mientras se mantienen constantes los otros. Despus de efectuar las pruebas que se consideran necesarias, se identifica la mejor condicin de operacin. Como se puede apreciar la importancia que tiene el estudio del proceso de combustin es incuestionable y prueba de ello es el avance tecnolgico que se tiene en esta rea del conocimiento, as lo demuestra la cantidad de libros, artculos, reportes, programas de cmputo, etc., que se han elaborado sobre el tema. Sin embargo, dado lo complejo del proceso de combustin, los estudios sobre dichos aspectos son especficos, particularizando el problema a condiciones debidamente controladas y con reactivos bien caracterizados, esto es necesario de tomar en cuenta, porque en un proceso industrial, dadas las caractersticas del combustible que se maneja, ste tiene una gran cantidad compuestos, hacindose necesaria una simplificacin de su caracterizacin en



Puesta a Punto

4 - 5/105

periodos de tiempo definidos. Por ello, es necesario generalizar los conceptos tericos bsicos e individualizar en los detalles de diseo de cada equipo

2.- COMBUSTIN. La combustin, desde un punto de vista industrial, es una reaccin qumica de oxidacin, en la cual el comburente, principalmente oxgeno, reacciona rpidamente con otras sustancias combustibles resultando esto en un desprendimiento de calor y productos de la reaccin de combustin [2, 6, 7, 8]. Normalmente la combustin industrial no se da espontneamente, a temperatura ambiente las molculas de una mezcla de combustible y comburente, no tienen la energa suficiente para iniciar la combustin, por lo que permanecen en contacto sin liberar energa. Es necesaria una fuente externa que suministre la denominada energa de activacin a la temperatura de ignicin, con objeto de que la combustin se lleve a efecto [2, 8]. La rapidez con que puede iniciarse una combustin depende de que tan fcilmente se pueda convertir un combustible en gas. En el caso de los lquidos y slidos, la ignicin ocurre cuando sus sustancias voltiles han sido liberadas [2]. Cuando los gases arden con rapidez y se acumula gran cantidad de calor en un corto tiempo se forma la flama, ests se clasifican en laminares y turbulentas; en el primer caso el frente de la flama es suave y sin perturbaciones, en el segundo caso la flama tiene forma fluctuante, es a menudo ruidosa y consiste de vrtices (eddies), dicha flama esta asociada a flujos de alta velocidad. Asimismo, de acuerdo con la forma en que los reactivos se ponen en contacto, estos se clasifican en de difusin y premezclado; en el primer caso los reactivos son introducidos a la zona de combustin separadamente, se desplazan el combustible y el comburente por medio del proceso de difusin molecular; en el segundo caso, el combustible y el comburente son mezclados antes de ser introducidos a la zona de combustin [2, 8]. En la prctica se tienen problemas an cuando la relacin promedio entre el combustible y el comburente sea la correcta para tener una buena combustin. Con el fin de reducir estas dificultades y lograr las condiciones ms adecuadas para la combustin el mezclado de los reactivos es importante, esto se consigue mediante el posicionamiento de obstculos o expansiones abruptas donde el flujo tiene mayor velocidad. Asimismo, con el fin de alcanzar un rea de contacto lo ms extensa posible entre combustible y comburente el volumen del combustible se transforma en pequeas partculas; los lquidos son pre-vaporizados o atomizados, mientras que los slidos son pulverizados en pequeas partculas [2].



Puesta a Punto

4 - 6/105

En general una buena reaccin de combustin depende de: La admisin de cantidades suficientes de comburente (O2) para quemar por completo el combustible. La mezcla ntima del comburente y del combustible. La turbulencia que se tiene en los fluidos del proceso. Una temperatura suficiente para encender la mezcla de combustible y comburente, y complementar su combustin. El tiempo necesario de residencia de los reactivos para que la combustin sea completa [7, 9]. Un sistema de combustin esta integrado por diversos elementos, tales como: Quemadores, son los dispositivos encargados de suministrar los reactivos para la combustin, quemar el combustible, disponer de un encendido continuo (mediante un piloto), ubicar la flama y darle forma. La ignicin o encendido, es el elemento que proporciona la energa de activacin necesaria para iniciar y en algunos casos mantener la combustin. Para este fin se pueden emplear chispas elctricas, superficies calientes, otras flamas u ondas de choque, etc. La estabilidad de la flama, que es una funcin de la velocidad del combustible y del comburente. La cmara de combustin, horno u hogar, que es el espacio cerrado en donde se produce la combustin y se presenta el proceso de transferencia de energa por radiacin. Posteriormente se tiene una seccin de conveccin donde se recupera calor de los gases de combustin [9]. Un elemento de particular importancia es el quemador, el cual debe de aportar los reactivos en proporciones que se encuentren dentro de los lmites de flamabilidad para el encendido, as como tambin para lograr una combustin constante y completa, cuidando que no se tenga un desplazamiento de la flama a regiones de baja temperatura, donde se apagara [7, 10]. Los quemadores en forma general se pueden dividir en tres grupos: de gas, lquido y slido, y se pueden clasificar en dos tipos bsicos que son los de premezclado y los directos; en los primeros el combustible y el oxidante, se mezclan antes del encendido. En los segundos, se mezclan el combustible y el oxidante en el punto de ignicin o encendido. En este caso, de acuerdo a los combustibles manejados normalmente en el sector elctrico, son de inters principalmente los quemadores de lquidos, los cuales se clasifican de acuerdo al lugar donde vaporizan o atomizan el combustible en: quemadores de vaporizacin interna y quemadores de vaporizacin en el espacio de combustin; los primeros estn limitados en el rango de combustibles que pueden manejar y en consecuencia tiene poco uso, los segundos requieren para el can una boquilla (atomizador) que proporciona un roco tipo niebla del combustible lquido.



Puesta a Punto

4 - 7/105

Entre las partes importantes que integran un quemador est, el can y el atomizador, que tienen como funcin precalentar el combustible para afectar su viscosidad, realizar la transformacin de presin a energa cintica para llevar a cabo la atomizacin del combustible, y proporcionar la forma de la flama [7, 9]. Sin embargo, el quemador por s solo no es un elemento suficiente para una buena combustin, es necesario se tomen en consideracin los elementos citados anteriormente como es la ignicin, la estabilidad de la flama y la cmara de combustin, as como su geometra. Los generadores de vapor son grandes consumidores de energa, son equipos de proceso con alta generacin de contaminantes al medio ambiente, y son caros y peligrosos. Todo esto, obliga a perfeccionar su diseo a fin de reducir sus aspectos negativos [10]. Un generador de vapor consiste de dos recintos de paredes refractarias, una que se denomina seccin de radiacin o cmara de combustin, y otra llamada seccin de conveccin. El calor liberado de la combustin, se transfiere a un fluido que se encuentra en el interior de un serpentn de tubos que comnmente se colocan a lo largo de las paredes y techo de la cmara de combustin, en este lugar en particular, el proceso de transferencia se presenta a altas temperaturas, por lo tanto el mecanismo predominante es el de radiacin. La seccin de conveccin, es una parte integral del calentador y su objetivo es recobrar calor de los gases de combustin. La evaluacin de la transferencia de calor en esta zona es similar a la de un intercambiador de calor [7, 10]. As pues, el calentamiento principia en los serpentines de la seccin de conveccin, la cual esta expuesta al calor de los gases que van a la chimenea, y la vaporizacin tiene lugar al final de cada paso en la seccin de radiacin. Puesto que se deben evitar los desperdicios de calor, es necesario identificar cuales son los puntos donde se pueden tener: El primero es en las paredes del calentador y, El segundo es en el calor sensible de los gases de combustin a la salida de la seccin de conveccin. De estos, el que se refiere a las paredes del calentador es mnimo de 3 a 4 % para calentadores pequeos y de 1 a 2 % para los de mayor tamao, por lo tanto, tratar de reducir esto no es significativo [11]. En el segundo caso las acciones para reducir las prdidas de calor en la chimenea son de dos tipos: controlar el exceso de aire y controlar la temperatura de los gases de combustin.



Puesta a Punto

4 - 8/105

Controlar el exceso de aire en cualquier generador de vapor requiere conocimientos previos de lo que es la combustin y de la forma en que debe hacerse. Si bien perduran las formas antiguas de fogonear, con el color de la flama y el control peridico del tiro (energa de presin para desalojar los gases de combustin a travs de la chimenea y para forzar el aire de combustin a travs de los quemadores). Estas no conducen a un verdadero ahorro energtico [11, 12]. Mejorar la combustin, es decir la relacin aire-combustible, es muy importante. Una reduccin de la cantidad de aire total, dar como resultado un incremento en las perdidas de calor por combustible no quemado, la relacin oxgeno-carbono es incompleta y se forma monxido de carbono, e igual ocurre en el caso de tener un exceso de aire, aunque en menor proporcin, se calentar una cantidad de aire innecesaria que ser expulsada por la chimenea, esto es fcilmente detectable por el humo blanco expelido. Es por ello que es importante mantener la relacin aire-combustible en la zona de mxima eficiencia, cuya magnitud depender de las caractersticas de cada instalacin en particular (tipo de quemadores, tipo de combustible usado, etc.) [10, 12]. El control de la combustin, en una forma apropiada es por medio de anlisis de los gases de combustin, el analizar estos gases no solo permite ahorrar energa sino que tambin sirve para evitar la contaminacin ambiental y compensar los errores de combustin ocasionados por cambios en el poder calorfico de los combustibles [11]. El controlar adecuadamente el proceso de combustin, a travs del oxgeno en los gases de combustin es algo que en la prctica se da. Para ello es imprescindible el uso de instrumentacin y sistemas de control, sin embargo los cambios de carga por demanda y las variaciones cclicas en los procesos industriales, alteran la relacin ptima de aire-combustible, de igual manera la combinacin de combustibles y su contenido en poder calorfico hacen insuficiente este tipo de control [10, 11]. Es posible mejorar an ms el control de combustin incluyendo el monitoreo de los gases de combustin con monxido de carbono ya que permite alcanzar bajas relaciones de aire. El monxido de carbono tiene una relacin directa con la combustin y es usado como un ndice de control, este mtodo puede dar ms sensitividad y precisin en las mediciones, que el control en base al oxgeno. Algunas ventajas son las siguientes: La concentracin de monxido de carbono vara sensitivamente en la ms baja relacin de exceso de aire. La relacin entre la eficiencia trmica y la concentracin de monxido de carbono raramente es afectada por los cambios de carga al horno, de manera que se puede tener una combustin efectiva sobre grandes rangos de control.



Puesta a Punto

4 - 9/105

La medicin de monxido de carbono raramente es afectada por las fugas de aire en el horno. El control de la temperatura de los gases de chimenea, es otro punto importante a considerar. Deber de ser un fluido fro a calentar, el que baje la temperatura de los gases de combustin, para lo cual se pueden emplear precalentadores o economizadores. Para controlar la eficacia del sistema, se requiere la temperatura neta de la chimenea, la cual se obtiene restando la temperatura ambiente de la temperatura de los gases de combustin. La prctica de mantener las temperaturas de chimenea lo mas bajo posibles es muy atractiva, pero no se debe descuidar el problema de la corrosin, la cual es causada por la formacin de cido sulfrico. El azufre forma bixido de azufre y en presencia de grandes cantidades de exceso de aire se forma algo de trixido de azufre el cual se combina con vapor de agua y forma el cido sulfrico. Debido a esto, debe calcularse el punto de roco de los gases, ya que operar por debajo de estos valores es una invitacin a la corrosin. Basta un contenido pequeo de azufre para alcanzar el punto de roco del cido el cual es muy cercano al punto de roco del agua. Una forma de aminorar el peligro de formacin del cido, es disminuir el exceso de aire, ya que se puede reducir la conversin de bixido de azufre a trixido de azufre debido a la falta de oxgeno [11].

3.- PROBLEMTICA DE LA COMBUSTIN Debido a que la calidad de los combustleos utilizados en Mxico para la generacin de la energa elctrica ha cambiado en los ltimos aos, como consecuencia de la incorporacin de crudos mas pesados y residuos de refinacin mas difciles de quemar, resulta por lo tanto necesario adecuar los parmetros de operacin de los sistemas de combustin de los generadores de vapor de las centrales termoelctricas a las nuevas caractersticas de los combustibles en uso con objeto de contribuir a recuperar su disponibilidad y restituir en la medida de lo posible su eficiencia a los valores de diseo. Aunque la combustin es enteramente una reaccin qumica tiene asociados importantes problemas mecnicos, las etapas de preparacin de reactivos, mezclado y fenmenos de transporte involucrados en la combustin, se efectan y afectan mediante dispositivos mecnicos. Producir una mezcla adecuada a la temperatura correcta, es un ejemplo de esto. Otros factores importantes son: el tiempo de quemado y expulsin de los gases de combustin. En el hogar, interior del generador de vapor, la mezcla aire-combustible, la combustin y la transferencia de calor de la flama y los gases, se dan entre el quemador y la salida del hogar. El tiempo disponible para esto, por lo tanto, depende de la distancia que se tiene que recorrer y ello implica tener un volumen adecuado en el hogar.



Puesta a Punto

4 - 10/105

La posicin de las superficies fras con respecto a la trayectoria de las flamas debe tambin considerarse, ya que la transferencia de calor de una flama hacia las paredes de agua del hogar, se efecta principalmente por conveccin y radiacin. Los medios para producir turbulencia, condicin en que el aire y el combustible se mueven con una aerodinmica adecuada de acuerdo al tipo de quemador, deben proporcionar una distribucin uniforme del aire de combustin y del combustible, ya que para garantizar una mezcla uniforme es necesario dotar al aire de una elevada turbulencia, asegurando una flama de forma bien definida y estable. As, los patrones de flujo de aire de combustin deben combinarse adecuadamente con los del combustible. De esta forma se aumenta el tiempo de combustin, se mejora la mezcla aire-combustible y se tiene una alta velocidad relativa entre s. Los aspectos anteriores son aplicables a cualquier tipo de combustible, pero debido a que los combustibles slidos y lquidos no estn listos para una combustin inmediata, se presentan problemas adicionales. A los lquidos, combustleo en este caso, es necesario cambiarlo de lquido a gas en la boquilla del quemador, esto requiere de una atomizacin, es decir, el combustible tiene que ser dividido en pequeas gotas para que el calor en el interior del hogar pueda convertirlas en gas. En el caso de los combustibles slidos, carbn, se requiere de una pulverizacin mediante molinos de bolas de rodillos, que logran pequeas partculas para producir un efecto equivalente al caso del combustleo. El objetivo bsico de la atomizacin es aumentar el rea superficial del lquido, para que los procesos de transferencia de calor y de masa se realicen de la mejor forma posible, intensificando la vaporizacin para obtener una mejor distribucin del combustible dentro del hogar asegurando de esta manera el fcil acceso del oxidante a una gran cantidad de gotas de partculas. El mecanismo de formacin de gotas depende de las propiedades fsicas del lquido a atomizar y del medio ambiente, as como del tipo de atomizador. Las propiedades fsicas que ms influyen en la calidad de atomizacin son la viscosidad y la tensin superficial. Un lquido sumamente viscoso debe calentarse para facilitar su transporte y en el caso del combustleo tambin, para facilitar su atomizacin. Es conveniente tomar en cuenta que la temperatura del combustleo no puede aumentarse indiscriminadamente, puesto que puede sufrir degradaciones trmicas que alteren sus propiedades e incluso que ocasionen carbonizacin del combustible. Con respecto al atomizador, su funcin es la de inyectar el combustible a la cmara de combustin, haciendo pasar el lquido por un orificio en forma de ranura, convirtindolo en forma de lminas planas o circulares muy delgadas, a travs de aplicar fuerzas hidrodinmicas, y transformndolo posteriormente en forma de pequeas gotas, produciendo un spray, con velocidad y trayectorias tales que propicien un buen mezclado con el aire de combustin. La formacin del spray depende tambin de la velocidad relativa que existe entre el lquido y el gas circundante. El hecho es que se



Puesta a Punto

4 - 11/105

generan esfuerzos y gradientes de velocidad a travs de la interfase lquido-gas que atomizan el lquido de manera eficiente involucrando fuerzas aerodinmicas. Finalmente el perfil del spray y la aerodinmica del quemador (aire de combustin) deben producir una fuerte zona de recirculacin en la flama. Los atomizadores con vapor son los ms ampliamente usados, estos operan con el principio de producir una emulsin de vapor-combustible, la cual, cuando es liberada dentro del hogar, atomiza el combustleo mediante la rpida expansin del vapor. El vapor de atomizacin debe estar seco porque la humedad ocasiona pulsaciones que pueden conducir a la perdida de la combustin. En los atomizadores mecnicos la propia presin del combustible se utiliza como medio de atomizacin. En este ltimo tipo de atomizadores, el combustible se forzar a pasar por una serie de orificios o ranuras, usualmente en posicin tangencial [13]. Los generadores de vapor con quemadores en posicin tangencial, instalacin en las esquinas, y sus toberas ajustables de aire, durante su operacin hacen incidir la mezcla aire-combustible en forma tangencial al centro del hogar formando un cicln con las flamas. Esto permite brindar una densidad de flujo trmico uniforme a las paredes de agua. Este tipo de quemadores al tener la posibilidad de ser inclinables o basculantes pueden ser empleados como una alternativa de control de la temperatura del vapor recalentado, suprimiendo la necesidad del recirculador de gases. Algunos problemas en estos equipos son: que las toberas ajustables de aire suelen sufrir un mayor deterioro, por lo que el generador de vapor necesita ponerse fuera de servicio con mayor frecuencia y la necesidad de operar con mayores excesos de aire. Los quemadores con posicin frontal se encuentran localizados en la pared frontal del hogar, en direccin al edificio del turbogenerador, y a medida que el diseo del generador de vapor es ms grande el nmero de quemadores tambin aumenta, instalando estos, tanto en la pared frontal como en la posterior [13]. Asimismo, en todo sistema de combustin, y en particular en el de un generador de vapor de una planta termoelctrica, el proceso de quemado del combustible se realiza con diversos grados de eficiencia, por lo que la disponibilidad de dicho equipo depende considerablemente de este proceso. La eficiencia terica mxima, corresponde al caso en que tanto el combustible como el comburente se consumiesen en forma ideal, para dar lugar a los productos finales provenientes de la reaccin qumica, esto es lo que se define como combustin estequiomtrica. En los sistemas reales, la condicin anterior es prcticamente inalcanzable debido a las diversas imperfecciones del proceso, particularmente en lo que se refiere a atomizacin y aerodinmica, por lo que es necesario incorporar una cierta cantidad de comburente



Puesta a Punto

4 - 12/105

adicional, en este caso, aire o comnmente denominado "exceso de aire", para que las reacciones tiendan a completarse. Dicho exceso de aire involucra un exceso de oxgeno (O2), siendo ste el comburente mencionado, el cual posteriormente se incorporar a los productos de la combustin. Si bien, cuanto mayor sea el exceso de oxgeno, tanto mejor podrn completarse las reacciones de combustin, evitando la presencia de productos de una combustin incompleta, como se mencion anteriormente, una gran cantidad de ste produce efectos indeseables, como son: disminucin en la eficiencia trmica del generador de vapor y promocin de agentes corrosivos, provocando con stos el deterioro del propio equipo. De lo antes expuesto, puede deducirse que para un sistema dado, que utilice un combustible determinado, la combustin ms eficiente ser aquella que se realice con un exceso de oxgeno tal que sea suficiente para minimizar la formacin de productos de combustin incompleta, sin producir elevadas cantidades de agentes corrosivos, ni disminuir la eficiencia trmica del generador. Por lo que para tener un sistema de combustin eficiente, es necesario mantenerlo en condiciones adecuadas de operacin y una forma de lograrlo es por medio de la afinacin del mismo, esto es lo que en DETECTA DE MORELOS, S.C. se ha denominado "La Puesta a Punto del Generador de Vapor".



Puesta a Punto

4 - 13/105

4. EMISIN DE CONTAMINANTES

4.1. xidos de nitrgeno (NOx) Las emisiones de NOx de los generadores de vapor que emplean combustibles fsiles, esta formada por aproximadamente el 95 % de Oxido Ntrico (NO) y 5% de Dixido de Nitrgeno (NO2). Los niveles de formacin y emisin de NOx dependen de una combinacin de dos mecanismos principales: a partir de la reaccin a altas temperaturas del nitrgeno molecular del aire (N2) y el oxgeno (O2), el cual se denomina NOx-trmico, y por la reaccin del nitrgeno contenido en el combustible con el oxgeno del aire, al cual se le llama NOx-combustible. A su vez, estos dependen de varios parmetros de la combustin como son el exceso de aire, la turbulencia, la temperatura, y el tiempo de residencia, entre otros. La importancia del exceso de aire en la produccin de NOx es grande, ya que la formacin de estos contaminantes se debe bsicamente a una reaccin de oxidacin, por lo que la relacin entre el O2 y los NOx es consistentemente positiva; as mismo, la intensidad de la mezcla aire-combustible se relaciona con la velocidad de oxidacin, por lo cual estos dos factores tienen una influencia directa en la temperatura de la flama. El tiempo de residencia es favorecido por la aerodinmica del sistema, mediante modificaciones a los mecanismos que la determinan (estabilizadores de flama y registros de aire, entre otros) se puede influir en la produccin de los NOx. La calidad de la atomizacin tambin es importante, la cual definida por el promedio del tamao de gota del combustible en el spray y otras variables dinmicas de la combustin como el nmero de swirl, el ngulo del spray y la velocidad de entrada del aire, interactan para caracterizar un diseo de quemador dado en su funcionamiento aerodinmico. Para el caso de combustibles gaseosos, gas natural en este caso, el cual tiene un bajo contenido de nitrgeno, los NOx producidos por su combustin son principalmente ocasionados por la fijacin trmica del nitrgeno atmosfrico. Mientras que en el caso de los combustibles lquidos y slidos, combustleo y carbn, respectivamente, los cuales tienen mayores cantidades de nitrgeno, producen NOx tanto por fijacin trmica como por el nitrgeno del propio combustible. El control o disminucin de generacin de los NOx es posible, ya que su produccin a altas temperaturas se puede reducir por enfriamiento de la flama y el que se produce por el contenido de nitrgeno del combustible, mediante un control eficiente de la relacin aire-combustible, de acuerdo al diseo del sistema de combustin del propio generador de vapor.



Puesta a Punto

4 - 14/105

Es necesario adems efectuar mejoras al funcionamiento del generador de vapor para reducir la produccin de los NOx, esto implica modificar el proceso de combustin, mediante reduccin de la disponibilidad del O2 en etapas crticas de la combustin, disminucin de la temperatura de flama y reduccin del tiempo de residencia durante el cual se realiza la oxidacin del nitrgeno. As mismo, el modificar el diseo del generador de vapor o del quemador puede llegar a ser necesario. En este aspecto, un rea de importante desarrollo es el diseo de quemadores de baja produccin de NOx, los cuales funcionan bajo uno de los dos siguientes principios fundamentales de operacin: escalonamiento de aire o de combustible, o escalonamiento dual [13].

4.2. Monxido de carbono (CO) El monxido de carbono es un paso intermedio en la oxidacin del carbono contenido en los combustibles, por lo que el exceso de oxgeno suministrado a la combustin repercute fuertemente en la reaccin, formando inicialmente CO y terminando la oxidacin hasta CO2. Las mximas concentraciones de CO en flamas son generalmente ms grandes que los valores de equilibrio para la combustin estequiomtrica de una mezcla reactante. Los niveles detectados de CO en las chimeneas son ms bajos que los encontrados en los lmites de la flama pero son significativamente ms grandes que los valores de equilibrio. La rapidez de oxidacin del CO a CO2 es relativamente lenta comparada con la formacin de CO. El monxido de carbono (CO) es afectado principalmente por el oxgeno en exceso suministrado al generador de vapor y posteriormente por otras variables operativas del equipo, dependiendo del tipo de combustible que se este empleando, pero principalmente por el efecto de la aerodinmica entre el aire y el combustible de acuerdo a la posicin de los quemadores en el generador de vapor.

4.3. Partculas suspendidas totales (PST) La formacin de las partculas suspendidas totales es debido a la combustin incompleta de los hidrocarburos. Las caractersticas del combustible y los parmetros de operacin del sistema de combustin influyen en forma importante, la atomizacin y la posicin de los quemadores, los cuales se consideran de inters, as como la temperatura asociada al combustible. Las PST, se componen de holln y censferas, el primero es un producto compuesto principalmente por carbn, los segundos son cuerpos huecos con un dimetro aproximado a la mitad del dimetro original de la gota atomizada, formadas por residuo de carbn y cenizas, su naturaleza esta asociada con el contenido de asfltenos en los combustibles. Se considera que para prevenir la formacin de PST, se debe mantener la relacin geomtrica de diseo entre las gargantas de los quemadores, los estabilizadores de flama y las fichas de atomizacin. As como mantener la calidad del vapor de



Puesta a Punto

4 - 15/105

atomizacin y la temperatura del combustible, con el fin de mantener la viscosidad ptima de atomizacin.

4.4. Bixido de azufre (SO2) En la combustin, la reaccin del azufre con el oxgeno forma SO2 y en su evaluacin sea determinado que su produccin es independiente de la forma de como se encuentre el azufre combinado con el combustible, as como del modo en que se lleva a cabo la combustin. El disminuir el SO2, por lo tanto, implica disminuir el contenido de azufre en el combustible a travs, por ejemplo, de un proceso de desulfurizacin. La determinacin del SO2 es factible de manera indirecta de acuerdo a la norma NOM-085-ECOL-1994, que contempla la determinacin del SO2, a travs de certificados de calidad del combustible emitidos por el proveedor, con lo cual a su vez se emitirn certificados de emisin.

5.- METODOLOGA PARA LA PUESTA A PUNTO DEL GENERADOR DE VAPOR. Los problemas en el sistema de combustin de los generadores de vapor son entre otros aspectos debido a: cambios en la calidad de los combustibles empleados; utilizacin de los equipos a travs del tiempo, lo cual se refleja en una disminucin de su eficiencia; as como, el no canalizar recursos a un adecuado programa de mantenimiento, aplicando acciones de tipo correctivo y no de tipo preventivo, reduciendo as la vida til de los mismos. Por lo tanto, se hace necesario adecuar los parmetros de operacin de los sistemas de combustin con el objeto de contribuir a recuperar su disponibilidad y restituir su eficiencia. Es por lo tanto necesario caracterizar el funcionamiento de los mismos aplicando una metodologa de optimizacin para evaluar varias condiciones de operacin, actuando entre otros, sobre los siguientes parmetros: temperatura del combustible a los quemadores, en el caso del combustleo, relacin msica vapor/combustleo en los atomizadores (mediante la modificacin de la presin del vapor de atomizacin), diferencia de presiones entre las cajas de aire y el hogar posicin de registros de aire a quemadores (segn la posicin de los quemadores existentes en el generador), carga de la unidad (potencia generada), etc. El variar dentro de ciertos lmites y alcanzar la condicin de operacin deseada define el valor de cada uno de estos parmetros, posteriormente se procede a modificar el exceso de aire y para cada modificacin se determina la composicin de los gases de combustin a la salida del economizador, entrada al precalentador de aire regenerativo (PAR). Con estos datos se construyen las "curvas de operacin", mostrando las variaciones de las diferentes especies contaminantes como funcin del oxgeno en exceso suministrado, permitiendo de esta forma determinar el exceso de aire ms adecuado para cada conjunto de valores. Esto es posible, ya que la concentracin de oxgeno en gases de combustin, indica el porcentaje que no particip en la reaccin y



Puesta a Punto

4 - 16/105

que por lo tanto esta en exceso, ste porcentaje esta a su vez relacionado con el exceso de aire de combustin. Comparando entre s las curvas de operacin se pone de manifiesto la influencia "aislada" de cada uno de los parmetros de operacin en el comportamiento del sistema de combustin y de este modo, se seleccionan los valores que brindan una combustin ms eficiente, respecto a los otros de anlisis. En base a las pruebas citadas en los prrafos anteriores es como se restituye el adecuado funcionamiento del sistema de combustin. Cuantificando de esta forma la calidad de la combustin y seleccionando aquello que brinda una mejor eficiencia desde el punto de vista de reducir las especies contaminantes consideradas como nocivas para la salud, como para que trmicamente se aproveche mejor la energa liberada en la reaccin [13]. Representacin de los puertos de muestreo en los ductos de gases de combustin de una unidad termoelctrica. Antes de los precalentadores de aire regenerativos y en la chimenea. REFERENCIA: NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-085-ECOL-1994. ZMCM (Zona Metropolitana de la Ciudad de Mxico), ZC (Zonas Crticas), RP (Zonas del Resto del Pas). PREPARATIVOS PARA LA PUESTA A PUNTO Puertos de muestreo en la entrada de los precalentadores de aire regenerativos. Puertos de muestreo en la chimenea. REQUERIMIENTOS DE APOYO.

1. Es necesario contar con dos puertos de muestreo, orientados a 90 uno del otro,

y localizados a 8 dimetros aguas abajo de la ltima perturbacin de flujo y a 2 dimetros aguas arriba de la descarga de la chimenea, as como de puertos de muestreo antes y despus de los PARs.

2. Se requiere que la chimenea del sistema de combustin cuente con la plataforma de acceso de al menos 1.2 metros de ancho con barandal de 1.2 metros de altura, con el piso distante a1.5 metros de altura con respecto de los puertos de muestreo.

3. Corriente elctrica de 110 V en el sitio de medicin. 4. Un lugar para almacenamiento del equipo de medicin. 5. Apoyo del personal de operacin para mantener en estado estable las

condiciones de la caldera, durante las mediciones. 6. Apoyo del laboratorio qumico para la preparacin de reactivos y procesamiento

de muestras colectadas. 7. Toma de muestras de los combustibles utilizados. 8. Acceso a la informacin como datos y planos de diseo y parmetros operativos



Puesta a Punto

4 - 17/105

MONITOREO DE GASES, PST Y DETRMINACIONES:

La propuesta incluye las siguientes mediciones y su correspondiente norma mexicana (NMX) o norma oficial mexicana (NOM): Determinacin de la concentracin de CO, CO2, O2 y N2 (composicin de gases) y clculo de exceso de aire: realizando tres mediciones puntuales de 5 minutos cada una, de acuerdo con el mtodo equivalente de celdas electroqumicas para el anlisis de composicin de gases de acuerdo con la NOM-085-SEMARNAT-1994. Determinacin de Partculas Suspendidas Totales (PST): de acuerdo con la norma NMX-AA-10, que establece el muestreo isocintico, para la evaluacin de partculas. Determinacin de Velocidad y flujo: De acuerdo con la NMX-AA-09, que establece la medicin de flujo de gases que fluyen por un conducto, a travs de la evaluacin de presiones dinmicas por medio del tubo de Pitot. Determinacin de humedad: De acuerdo con la NMX-AA-54, que establece el mtodo gravimtrico por condensacin para el contenido de humedad. Determinacin de NOx: por el mtodo de medicin continua de Quimiluminiscencia, de acuerdo con el mtodo 7 E US-EPA 1989, especificado en la NOM-085-SEMARNAT-1994. Determinacin de SO2 por el mtodo de Clculo Estequiomtrico, utilizando el certificado de calidad del combustible. CONDICIONES DE OPERACIN DURANTE LAS MEDICIONES. 1 Operar la maquina en las condiciones establecidas durante la puesta a punto. 2 Mquina amarrada a la carga base y con licencia de operacin - sistema. 3 Limpieza de quemadores en los turnos anteriores a las mediciones. 4 Suspender el soplado de caldera durante las mediciones. La puesta a punto de un generador de vapor consiste en la optimacin de la combustin a travs del anlisis del comportamiento del sistema de combustin. Al iniciar, es necesario cumplir con una serie de condiciones previas. Estas son, entre otras: mantener una carga fija (potencia generada) en la unidad de generacin de energa elctrica (si es posible al 100% de su capacidad nominal), por lo cual es necesario tener una comunicacin estrecha con el personal del Centro Nacional de Control de Energa (CENACE), que es el rea encargada por parte de la CFE de coordinar la operacin de todos las centrales del sistema elctrico nacional, a fin de solicitar la autorizacin correspondiente para las maniobras en el generador de vapor. Mantener la temperatura del vapor sobrecalentado de acuerdo a diseo. Suspender



Puesta a Punto

4 - 18/105

durante el tiempo de la prueba el deshollinado del generador de vapor y de los precalentadores de aire regenerativos (PARs). Y disponer de los elementos necesarios para efectuar una regulacin de oxgeno al proceso, esto es, afectar el exceso de aire suministrado por los ventiladores de tiro forzado (VTFs). En primer trmino se realiza un mapeo de la composicin de los gases de combustin al interior de los ductos de entrada de gases de combustin de los PARs, a fin de determinar la posicin ms adecuada de la sonda que servir para el muestreo. Por diversas razones muchos generadores de vapor no poseen todos los puertos de toma de muestra, en estos casos se ha encontrado que se obtienen resultados bastante representativos si se posicionan las sondas en puntos que tengan aproximadamente la composicin media de los gases de combustin, normalmente se sigue la relacin de 1 tanto por arriba de la ltima perturbacin y 0.25 por abajo de la siguiente. Se prosigue determinando el nmero mnimo de puntos de muestreo y se divide la seccin transversal de los ductos en reas iguales, localizando el punto central para cada una de dichas reas y procediendo a la medicin. Este procedimiento se efecta de manera similar a lo planteado por organizaciones internacionales como lo es la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos de Norteamrica (USA-EPA),Environmental Protection Agency). As, aquellos puntos que poseen concentraciones de oxgeno (O2) en exceso y monxido de carbono (CO), principalmente, cercanas al promedio total, se considera que sern representativas de las concentraciones del resto de los componentes de los gases de combustin al permanecer la carga de la unidad constante. Una vez posicionada la sonda en el punto adecuado, se vara el exceso de aire, efectuando tres movimientos como mnimo las cuales corresponden a otras tantas concentraciones de O2, y se procede a medir la concentracin de los productos de la combustin, CO y NOx, esta informacin se grfica en funcin del O2 en exceso y se construye as la curva de operacin, estableciendo si el sistema de combustin presenta desbalances en lo que respecta a la composicin de los gases de combustin entre los ductos, lo cual se manifiesta porque se obtienen curvas diferentes asociadas a cada ducto de entrada de gases de combustin a los PARs, si esto se confirma una opcin tendiente a corregir este problema es realizar una prueba de limpieza y comportamiento de los quemadores. Posteriormente se procede a la determinacin del comportamiento del sistema de combustin en condiciones iniciales, lo cual consiste en evaluar las condiciones con que se encuentra operando el generador de vapor, permitiendo establecer una condicin base como punto de referencia. Al fijar una condicin de operacin del equipo es necesario esperar un tiempo adecuado para que el sistema se estabilice y posteriormente se realiza la medicin de los productos de combustin. El mtodo que actualmente se emplea en la solucin del problema es el de variacin de un factor a la vez, el cual tiene como estrategia variar un factor mientras se mantienen fijos los restantes; posteriormente se evalan stos de la misma forma que el primero, hasta dar por terminado con todos los de inters.



Puesta a Punto

4 - 19/105

Inicialmente, el conjunto de datos a analizar se obtiene mediante un tratamiento previo de la informacin, el cual consiste en obtener un promedio generalizado de la evaluacin efectuada. Esto es posible dado que el problema que se presenta tiene una tendencia definida, el comportamiento de la variable dependiente sobre la variable independiente; emisiones contaminantes, CO y NOx, como funcin del O2 en exceso, respectivamente; puede reproducirse a travs de una lnea curva para el caso del CO y recta o cuasi-recta para el caso de los NOx. Encontrar la lnea que mejor ajuste los puntos de los datos se hace grficamente. As, cuando existen dos ductos de conduccin de gases de combustin a la entrada de los precalentadores de aire regenerativos se muestrea en cada uno de ellos y los valores obtenidos se promedian a fin de dar un comportamiento individual. En el caso de existir nicamente un ducto el procedimiento descrito es el mismo, donde el comportamiento individual equivale al comportamiento general. Posteriormente, se procede a efectuar una comparacin entre grficos de varios niveles, pero de un mismo factor, a fin de determinar cual es el mejor nivel que tiene asociado. Con ellos se realiza una combinacin, para a su vez, detectar una condicin de operacin ptima local, la cual puede coincidir con el ptimo global buscado. Esta deduccin, desafortunadamente es vlida slo si no existe interaccin entre los diferentes factores. De existir, como es ste el caso, al realizar un estudio global del problema, el resultado puede conducir a una conclusin diferente a la esperada [13]. A continuacin se describen las pruebas principales que se efectan al sistema de combustin de un generador de vapor. Normalmente la prueba se realiza para tres valores diferentes, la condicin base de referencia, una condicin a un valor mayor y una condicin a un valor menor, esto ocurre mientras se mantienen constantes los otros parmetros de operacin del sistema, se consigue de esta forma determinar el efecto "aislado" de cada una de las variaciones realizadas. Para mayor detalle de las pruebas a realizar, ver los ejemplos anexos en los que se especifican claramente para cada tipo de combustible, a saber: GAS, COMBUSTLEO Y CARBN.

5.1.- Diferencial de presin entre las cajas de aire y el hogar variacin de la

apertura de compuertas de aire auxiliares. Slo se aplica a generadores de vapor que utilizan quemadores en posicin tangencial y consiste en modificar la apertura de las compuertas de aire auxiliares para producir cambios en la distribucin del aire a los diversos compartimentos del quemador, sin alterar su flujo total. Si se cierran (total o parcialmente) las compuertas auxiliares aumenta la presin diferencial entre las cajas de aire y el hogar, y consecuentemente aumenta el flujo y la velocidad por el compartimiento central del quemador, modificndose, por lo tanto, la aerodinmica del aire de combustin. Lo cual implica flamas ms largas y una mejor formacin del cicln.



Puesta a Punto

4 - 20/105

Por otra parte, si el generador de vapor posee quemadores en posicin frontal se procede actuando sobre la posicin de los registros de aire a quemadores, a fin de ocasionar un efecto similar al anteriormente sealado.

5.2.- Variacin de tamao del combustible (Dimetro promedio de partcula). En caso del combustleo, la relacin msica vapor/combustleo en los atomizadores, mediante la modificacin de la presin del vapor de atomizacin con cual se vara el dimetro de gota del combustible atomizado. Para el carbn, la pulverizacin de ste a travs de los molinos de bolas de rodillos, tiene un efecto equivalente.

5.3.- Temperatura del combustible a los quemadores. Esta afecta de manera importante viscosidad de un combustible lquido, la cual influye en el tamao y velocidad de las gotas del combustible producidas por los atomizadores Para el carbn, se maneja una relacin de temperatura entre el aire de arrastre del carbn y este mismo, lo cual afecta el contenido de humedad en el carbn, por lo cual se considera en las pruebas de puesta a punto del generador de vapor. A partir de las diversas pruebas efectuadas, es posible realizar una comparacin entre los parmetros de operacin evaluados, a fin de detectar una condicin de operacin ptima local, la cual puede coincidir con el ptimo global buscado. Definiendo adems el mnimo exceso de aire requerido por la reaccin, con el cual puede trabajar el generador de vapor, y que por lo tanto, se recomienda para una operacin normal. El comportamiento del sistema de combustin en condiciones finales, fija los parmetros de operacin en aquellos valores que brindaron mayor eficiencia de combustin en cada una de las pruebas individuales, as el resultado del anlisis de los gases de combustin refleja la influencia combinada de los parmetros de operacin variados en cada tipo de combustible y aerodinmica de quemadores [13]. Sin embargo, es conveniente tener presente que esta forma de resolver el problema de identificacin de la condicin de operacin ptima del sistema de combustin, con objeto de reducir las emisiones de contaminantes, tiene asociado un cierto grado de incertidumbre, puesto que se puede estar identificando una condicin ptima local y no el ptimo global del problema. Un ejemplo de aplicacin del mtodo de anlisis es el siguiente, en el cual tres parmetros de operacin de un generador de vapor que emplea combustleo como combustible son investigados con objeto de determinar la condicin de operacin ms adecuada.



Puesta a Punto

4 - 21/105

5.4.- Pruebas complementarias. Limpieza y comportamiento de quemadores. Como se mencion anteriormente, si el sistema de combustin presenta desbalances, una forma de intentar la correccin de este problema es realizar la prueba de limpieza y comportamiento de quemadores, ya que los desbalances tienen frecuentemente su origen en el comportamiento deficiente de uno o ms quemadores por su ensuciamiento del atomizador. Para localizar el quemador que produce el desbalance se procede del siguiente modo: Se verifica que la presin de vapor y combustible sea la misma en todos los quemadores. Se verifica que la posicin de las compuertas de aire sea la misma para cada uno de los quemadores. Se apaga sucesivamente cada uno de los quemadores y se efecta su limpieza por medio de vapor. Se observa el efecto que cada operacin produce en el sistema de combustin, por medio de la medicin continua de O2 y CO en ambos ductos a los PARs, esperando en cada caso el tiempo necesario para que se estabilice el sistema. Es til efectuar una grfica (O2 y CO, contra quemador verificado) con las lecturas obtenidas en la operacin de limpieza de cada quemador ya que frecuentemente ms de un quemador contribuye al desbalance [13]. ANLISIS DE LAS PRESIONES Y TEMPERATURAS DEL CIRCUITO AIRE GASES. Esta determinacin complementaria tiene por objeto conocer las presiones y temperaturas del circuito aire gases de combustin para poder compararlo con los parmetros de diseo de la unidad. Las mediciones de presiones y temperaturas son utilizadas para la determinacin de la eficiencia del generador de vapor, del consumo especfico de combustible y del Rgimen Trmico Bruto de la unidad. Asimismo, sirve para la evaluacin de los precalentadores de aire regenerativos [13].



Puesta a Punto

4 - 22/105

EVALUACIN DEL COMPORTAMIENTO TRMICO DEL GENERADOR DE VAPOR. Determinacin de la eficiencia del generador de vapor, del consumo especfico de combustible y del rgimen trmico bruto de la unidad, en las condiciones iniciales y en las condiciones finales. La prueba tiene por objetivos: Determinar la eficiencia del generador de vapor en las condiciones iniciales y en las finales. Comparar las eficiencias obtenidas con las de diseo. Los dos incisos anteriores aplican tambin a los casos del Rgimen Trmico Bruto de la unidad y/o del consumo especfico del combustible. El clculo de la eficiencia del generador de vapor se realiza mediante el mtodo de prdidas del cdigo ASME, PTC- 4.1. Las prdidas evaluadas por este mtodo son: PGS Prdidas por gases secos (PHA) Prdidas por humedad del aire (PHC) Prdidas por humedad del combustible (PCH) Prdidas por combustin de hidrgeno. (PCI) Prdidas por combustible no quemado (CO y partculas) (PR) Prdidas por radiacin. (PNC) Prdidas no contabilizadas [13].

5.5.- Condiciones requeridas para las pruebas de combustin: 5.5.1. Mantener una carga fija (potencia generada) en la unidad de generacin de energa elctrica (100% de su capacidad a la carga normal de operacin). Se requiere comunicacin con el Centro Nacional de Control de Energa (CENACE). 5.5.2. Mantener una temperatura y presin del vapor sobrecalentado de acuerdo a diseo. 5.5.3. Suspender durante el tiempo de duracin de cada prueba el deshollinado del generador de vapor y de los precalentadores de aire regenerativos (PARs).



Puesta a Punto

4 - 23/105

5.5.4. Tener habilitados los sitios de muestreo y requerimientos de energa elctrica 120 volts, agua corriente y aire para instrumentos.

5.6.- Mediciones preliminares: 5.6.1. Mapeo en los sitios de muestreo con objeto de determinar los puntos de medicin representativos. En los ductos, antes, de los precalentadores de aire regenerativos (PARs), principalmente, y despus, si se requiere un anlisis de los PARs. Y si es necesario en la chimenea (aunque en este sitio se realiza normalmente un muestreo multipunto). 5.6.2. Verificar el estado en que se encuentra el sistema de combustin del generador de vapor y conocer el comportamiento del control automtico. 5.6.3. Establecer el intervalo de variacin del exceso de aire de combustin, el cual ser utilizado en las dems pruebas. 5.6.4. En caso de un desbalance de productos del proceso de combustin entre los ductos antes de los PARs, ser necesaria una serie de pruebas complementarias de limpieza y comportamiento de quemadores. 5.6.5. Disponer de un anlisis del combustleo (principalmente viscosidad, para calcular la temperatura de atomizacin mas adecuada, CHONS, agua, cenizas, poder calorfico y gravedad especfica).



Puesta a Punto

4 - 24/105

ANEXO 1.

PUESTA A PUNTO CON GAS NATURAL

PUESTA A PUNTO DEL GENERADORE DE VAPOR,

UNIDAD 3, CT VALLE DE MXICO

(Informe final, Julio de 2004)

ING. JESS ESPINOZA GARZA ING. RENE FLORES MORENO

ING. JOS GARCA MERLOS TEC. PEDRO VARGAS DAS



Puesta a Punto

4 - 25/105

CONTENIDO

1. INTRODUCCIN

2. OBJETIVO Y ALCANCE

3. ACTIVIDADES REALIZADAS

4. RESULTADOS OBTENIDOS

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6. ANEXO-I.- ANLISIS DEL (OS) COMBUSTIBLES

7. ANEXO-II.- FIGURAS: COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA DE

COMBUSTIN

8. ANEXO-III.- PARMETROS DE OPERACIN DEL GENERADOR DE

VAPOR

9. ANEXO-IV.- EVALUACIN DE PRECALENTADORES DE AIRE

REGENERATIVOS.



Puesta a Punto

4 - 26/105

1.- INTRODUCCIN.

Los diagnsticos de combustin (puesta a punto) han demostrado ser una excelente herramienta para mejorar la operacin de los generadores de vapor, ahorrar combustible, disminuir las emisiones contaminantes a la atmsfera, sirven as mismo para detectar la presencia de problemas potenciales y su atencin antes de que signifiquen un problema para la operacin. Por lo anterior la Subdireccin de Generacin de la CFE solicito la elaboracin de 3 diagnsticos de combustin en un nmero equivalente de unidades generadoras, en las CTs de la REGIN CENTRAL, con el objetivo de operar los generadores de vapor en sus mejores condiciones, para detectar problemas en su operacin, diseo o mantenimiento as como transmitir los conceptos terico-prcticos para la realizacin de los diagnsticos de combustin de las unidades, al personal de las diferentes centrales termoelctricas de la CFE.

2.- OBJETIVO Y ALCANCE.

Realizar el diagnstico del sistema de combustin al generador de vapor de la unidad 3, C.T. Valle de Mxico y transmitir la tecnologa al personal de la misma, para que posteriormente ellos realicen las evaluaciones de los sistemas de combustin en sus propios generadores de vapor. Los diagnsticos de combustin permitirn conocer la problemtica que algunos quemadores del generador de vapor presentan, con lo cual ser posible presentar alternativas de solucin en los aspectos; operacional, mantenimiento y diseo, para: reducir las emisiones a la atmsfera, reducir el ensuciamiento del interior del generador de vapor, evitar el deterioro prematuro de los atomizadores, difusores y dems partes del sistema de combustin. Con lo anterior se obtendr una combustin mas eficiente, lo que a su vez permitir una distribucin homognea de flujos de calor en el hogar y bancos de tubos de caldera, con lo cual se incrementara la eficiencia de generacin, se disminuirn las emisiones a la atmsfera y se tendr un ahorro importante de combustible. En el alcance de este proyecto se incluye el sistema de combustin del generador de vapor de la unidad 3, C.T. Valle de Mxico, de la REGIN CENTRAL DE CFE, cuyas actividades, resultados, conclusiones y recomendaciones, se describen a continuacin.



Puesta a Punto

4 - 27/105

3. ACTIVIDADES REALIZADAS.

El monitoreo de emisiones contaminantes y la variacin de los parmetros operativos necesarios para optimizar el proceso de combustin en el generador de vapor de la unidad 3, C.T. Valle de Mxico, se llevaron a cabo del 05 al 09 de Julio de 2004, desarrollando el siguiente programa de actividades:

No. Actividad

1 Acuerdos con el personal de la CT Valle de Mxico, instalacin y calibracin de equipos de medicin. Repaso a los aspectos tericos que se utilizan en el trabajo a realizar.

2 Realizacin de una medicin preliminar de la composicin de gases de combustin.

3 Mapeo de los ductos de gases antes y despus de Precalentadores de Aire Regenerativos, para determinar los puntos representativos de medicin de la composicin de gases, para las variaciones de parmetros operativos.

4 Mapeo en chimeneas para determinar la velocidad y flujo de gases para el muestreo isocintico inicial.

5 Medicin de emisiones en chimeneas en condiciones iniciales a 50% y 100% de carga.

6 Variacin de parmetros operativos: presin diferencial de cajas de aire-hogar, carga de la unidad y flujo de aire.

7 Medicin de gases para cada uno de los parmetros variados, en el punto representativo encontrado, con el fin de obtener el punto de operacin ptimo.

8 Mapeo en chimeneas para determinar la velocidad y flujo de gases para el muestreo isocintico final a 50% y 100% de carga.

9 Medicin de emisiones en chimeneas en condiciones finales a 50% y 100% de carga.

10 Elaboracin y entrega de un informe preliminar de resultados.

CONDICIONES DE PRUEBA: Mquina amarrada para una carga de 160 MW. Deshollinado suspendido. Limpieza de quemadores previo a las pruebas.



Puesta a Punto

4 - 28/105

4. RESULTADOS.

A continuacin se presentan los resultados de las mediciones realizadas.

Tabla No. 1A INFORME DE EMISIONES MEDIDAS Y NORMALIZADAS

A 100% DE CARGA, UNIDAD 3

EMISIONES

MEDIDAS

EMISIONES

NORMALIZADAS

Pruebas Condiciones

Iniciales Condiciones

Finales Condiciones


Finales

Parmetros carga 100% 100% 100% 100%

Fecha dd/mes/ao 07/07/2004 08/07/2004 07/07/2004 08/07/2004

O2 (%) Ductos 2.45 1.71 2.45 1.71

CO (ppm) Ductos 75 60 --- ---

O2 (%) Chimenea 5.80 5.20 5.0 5.0

CO (ppm) Chimenea 61 49 64 50

NOx (ppm) Chimenea 73 100 77 101

SO2 (ppm) Chimenea - - - -

PST (mg/m3N) Chimenea - - - -

Humedad (%) Chimenea 16.30 17.80 --- ---

Tabla No. 1B COMPORTAMIENTO TRMICO A 100% DE CARGA, UNIDAD 3

CONCEPTO Unidades Medicin

Inicial Final

CARGA KW 144,000 144,200

EFICIENCIA DEL GENERADOR DE VAPOR % 84.36 84.59

EFICIENCIA EN PRECALENTADORES % 73.13 73.14

FUGAS PRECALENTADORES % 19.11 19.09

TEMPERATURA DE GASES C 140 139

FLUJO DE GASES Ton / h 709.9 685.5

FLUJO DE COMBUSTIBLE m3 / h 40,600 40,400

REGIMEN TERMICO BRUTO Kcal / kWh 2677 2660



Puesta a Punto

4 - 29/105

Tabla No. 2A RESULTADOS DE LAS VARIACIONES DE LOS PARAMETROS

OPERATIVOS A 80 MW, EN LA UNIDAD 3.

VARIACION DE PARAMETROS DIFERENCIAL DE PRESION CAJAS DE AIRE-HOGAR

(n-n-n)

Pruebas Posicin

(1-5-1)

Todos los quemadores

(3-5-3)

Quemadores en servicio

(2-5-2)


Parmetros carga 80 MW 80 MW 80 MW

Fecha dd/mes/ao 06/07/04 06/07/04 06/07/04

O2 (%) Ductos 5.10 5.33 5.54

CO (ppm) Ductos 30 00 00

O2 (%) Chimenea 7.97 8.16 8.33

CO (ppm) Chimenea* 30 00 00

NOx (ppm) Chimenea* 28 50 56

Tabla No. 2B RESULTADOS DE LAS VARIACIONES DE LOS PARAMETROS

OPERATIVOS A 144 MW, EN LA UNIDAD 3.

VARIACION DE PARAMETROS DIFERENCIAL DE PRESION CAJAS DE AIRE-HOGAR

(n-n-n)

Pruebas Posicin

(1-5-1)

Todos los quemadores

(3-5-3)


(2-5-2)


Parmetros carga 144 MW 144 MW 144 MW

Fecha dd/mes/ao 07/07/04 07/07/04 07/07/04

O2 (%) Ductos 2.45 1.71 1.72

CO (ppm) Ductos 74 60 39

O2 (%) Chimenea 5.80 5.20 5.21

CO (ppm) Chimenea* 64 50 32

NOx (ppm) Chimenea* 77 101 106

* Normalizado al 5 % de oxigeno, de acuerdo con la NOM-085-SEMARNAT-1994.



Puesta a Punto

4 - 30/105

Tabla No. 3A INFORME DE EMISIONES MEDIDAS Y NORMALIZADAS

A 50% DE CARGA, UNIDAD 3

EMISIONES

MEDIDAS

EMISIONES

NORMALIZADAS

Pruebas Condiciones


Finales Condiciones


Finales

Parmetros carga 50% 50% 50% 50%

Fecha dd/mes/ao 06/07/2004 08/07/2004 06/07/2004 08/07/2004

O2 (%) Ductos 5.1 3.12 5.1 3.12

CO (ppm) Ductos 25 47 --- ---

O2 (%) Chimenea 7.97 6.35 5.00 5.00

CO (ppm) Chimenea 31 47 38 51

NOx (ppm) Chimenea 23 30 28 33

SO2 (ppm) Chimenea - - - -

PST (mg/m3N) Chimenea - - - -

Humedad (%) Chimenea 17.48 18.94 - -

Tabla No. 3B COMPORTAMIENTO TRMICO A 50% DE CARGA, UNIDAD 3

CONCEPTO Unidades Medicin

Inicial Final

CARGA KW 79,200 80,870

EFICIENCIA DEL GENERADOR DE VAPOR % 84.25 84.76

EFICIENCIA EN PRECALENTADORES % 75.18 76.02

FUGAS PRECALENTADORES % 19.63 19.39

TEMPERATURA DE GASES C 123 123

FLUJO DE GASES Ton / h 466.6 423.6

FLUJO DE COMBUSTIBLE m3 / h 22,825 23,130

REGIMEN TERMICO BRUTO Kcal / kWh 2736 2715



Puesta a Punto

4 - 31/105

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 1. Se realizaron dos pruebas en cada unidad: en condiciones iniciales y en

condiciones finales, posterior a la variacin de parmetros del sistema de combustin, requerida para determinar el punto ptimo de combustin.

Los parmetros variados fueron: la posicin de compuertas de los quemadores en servicio, el cierre de las compuertas de aire principales y auxiliares de los niveles de quemadores que no se encuentran en servicio y el exceso de oxgeno. El comportamiento del sistema de combustin se presenta en el Anexo II.

En la siguiente tabla, se muestran los valores recomendados para las principales condiciones de operacin de los generadores de vapor, a 144 MW, para mantener en norma la emisin de contaminantes y obtener la mayor eficiencia de generacin.

CONDICIONES DE OPERACIN Unidad 3

Carga de la unidad Kw 144 80

Temperatura vapor principal C 538 538

Oxgeno en ductos de PARs % 1.71 3.12

Apertura de la compuerta del VTF % 67 / 60 41 / 28

Quemadores en servicio # 16 10

Flujo de aire % 92.83 48.44

* Fugas en precalentadores % 19.00 19.05

Temperatura de gases entrada a los precalentadores de aire regenerativos.

C 403 359

Temperatura de gases salida de los precalentadores de aire regenerativos.

C 139 124

Temperatura media lado fro de los precalentadores de aire regenerativos.

C 95 86

* Se indica como una observacin.

2. La emisin de NOX se encuentra por debajo del lmite mximo de la norma; NOM-

085-SEMARNAT-1994 (375 ppm), en la unidad No. 3. 3. Las fugas de aire en precalentadores regenerativos tienen valor de (19.09%), lo

cual dado el tiempo de operacin de la Unidad se considera aceptable, aun as se recomienda realizar un ajuste al sistema de sellos para su reduccin.



Puesta a Punto

4 - 32/105

4. Para corregir la sintonizacin AIRE/COMBUSTIBLE se determinaron los datos para las curvas de flujo de aire contra carga, los cuales se dejan (tabla del inciso 1 del presente Captulo) para su aplicacin.

5. Se recomienda habilitar indicadores de presin en las entradas y salidas del lado

aire en cada uno de los Precalentadores de aire regenerativos. 6. Para mantener bajas las concentraciones de CO y O2 se deber mantener

cerradas las compuertas de los quemadores que estn fuera de servicio. 7. Establecer supervisin para que se conserven las posiciones de compuertas

principales y auxiliares en (3-5-3), para todas las cargas de operacin. 8. Mantenimiento adecuado a mecanismos de: apertura y cierre de las compuertas de

aire a quemadores y de inclinacin de quemadores. 9. Revisar durante la etapa de Mantenimiento las dimensiones de los orificios de

salida de Gas en cada quemador y reemplazarlos si exceden del +/- 5%, referido al dimetro equivalente de diseo.

10. Para obtener una mayor eficiencia del Generador de Vapor a mxima carga, se

requiere operar a un valor de Oxgeno cercano al 1%, con CO menor que 100 ppm y NOx menor que 110 ppm, dado que actualmente no es posible reducir el oxigeno a menos de 1.7%, se recomienda el cambio de los quemadores existentes por otros que cumplan con las especificaciones antes citadas.

11. Se recomienda la adquisicin y empleo del equipo necesario para la medicin de

flujo de Gases en Chimenea. 12. El beneficio obtenido por reduccin en el consumo de combustible, a la carga de

144,200 Kw. con una ganancia de 17 Kcal. / Kw.-hora, es de: $3546,223.00 por un ao de operacin , como se describe a continuacin:

hmhKwKcal

hmhKwKcalWc /5.259

/2660

/600,40*/)26772660( 33

AOmAO

h

h

mAO /223,546,3$)78.0(*

00.2$*

1

8760*

5.259/$

3

3



Puesta a Punto

4 - 33/105

ANEXO-I ANLISIS DEL COMBUSTIBLE

(GAS NATURAL)

ESPECIE (%, V/V)

METANO

88.124

ETANO

9.300

PROPANO

0.320

I-BUTANO

0.020

N-BUTANO

0.023

I-PENTANO

0.013

NITRGENO

2.060

BIXIDO DE CARBONO

0.140

TOTAL 100.00

DENSIDAD (15.55C) 0.7527 Kg. / m3

PODER CALORFICO SUPERIOR

9494 Kcal. / m3



Puesta a Punto

4 - 34/105

ANEXO-II.- FIGURAS

(1) DATOS PARA LAS FIGURAS, (PROMEDIOS AL 5% DE O2)

(CARGA: 80 MW)

POSICIN DE COMPUERTAS

AUXILIARES EN QUEMADORES, (X)

OXGENO EN DUCTOS (Y1), (%)

XIDOS DE NITRGENO (Y2), (ppm)

MONXIDO DE CARBONO

(Y3), (ppm)

1-5-1 (Todos los quemadores)

5.10

28 38

3-5-3 (Solo quemadores E/S)

5.33

50 00


5.54

56 00

Variacin de la Posicin de las Compuertas Auxiliares en Quemadores Para

Carga de 80 MW

-20

0

20

40

60

80

100

Posicin de Compuertas

NOx y CO

0

1

2

3

4

5

6

7

O2NOx

CO

O2

1-5-1

(Todos los quem.)

3-5-3

(Slo quem. E/S)

2-5-2

(Slo quem. E/S)



Puesta a Punto

4 - 35/105

(2) DATOS PARA LAS FIGURAS, (PROMEDIOS AL 5% DE O2)

(CARGA: 144 MW)

POSICIN DE COMPUERTAS AUXILIARES

EN QUEMADORES, (X)

OXGENO EN DUCTOS (Y1), (%)


MONXIDO DE CARBONO

(Y3), (ppm)

1-5-1 (Todos los quemadores)

2.45 77 64


1.71 101 50


1.72 106 32

Variacin de la Posicin de las Compuertas Auxiliares en Quemadores Para

Carga de 144 MW

0

20

40

60

80

100

120

Posicin de Compuertas

NOx y CO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

O2

CO

O2

NOx

1-5-1

(Todos los quem.)

3-5-3

(Slo quem. E/S)

2-5-2

(Slo quem. E/S)



Puesta a Punto

4 - 36/105

(3) DATOS PARA FIGURAS (PROMEDIO AL 5% DE O2)

(80 MW)

CONDICIONES

(X)

OXGENO EN DUCTOS

(Y1), (%)


MONXIDO DE CARBONO

(Y3), (ppm)

INICIALES

5.10 28 38

FINALES

3.12 33 51

Variacin de Condiciones Iniciales y Finales

Carga 80 MW

28

33

38

51

5.1

3.12

25

30

35

40

45

50

55

NOx y CO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

O2

Oxgeno (%)

CO (ppm)

NOx (ppm)

INICIALES FINALES



Puesta a Punto

4 - 37/105

(4) DATOS PARA FIGURAS (PROMEDIO AL 5% DE O2)

(144 MW)

CONDICIONES

(X)

OXGENO EN DUCTOS

(Y1), (%)


MONXIDO DE CARBONO

(Y3), (ppm)

INICIALES

2.45 77 64

FINALES

1.71 101 50

Variacin de Condiciones Iniciales y Finales

Carga 144 MW

77

101

64

50

2.45

1.71

40

50

60

70

80

90

100

110

NOx y CO

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

O2Oxgeno (%)

CO

NOx (ppm)

INICIALES FINALES



Puesta a Punto

4 - 38/105

ANEXO-III.- PARMETROS OPERATIVOS (BTG) CONDICIONES: INICIALES

C.T: VALLE DE MXICO; UNIDAD-3, (50%) FECHA: 06/07/04

No. PARAMETRO UNIDADES LADO-A LADO-B

1 Hora hh:mm 17:03 17:25

2 Carga MW 79.40 79.00

3 Flujo de combustible m3/h 22.68-22.97

4 Flujo de aire % 53.14-55.40

5 Flujo de vapor sobrecalentado ton/h 232 232

6 Temperatura de vapor sobrecalentado C 538 538

7 Presin de vapor sobrecalentado kg/cm2 124.8 124.5

8 Presin de combustible a quemadores kg/cm2 1.52 1.55

9 Presin en cabezal de combustible kg/cm2 8.3

10 Inclinacin de quemadores () -05

11 Apertura de la vlvula de combustible % 44.3 44.1

12 Amperaje de ventiladores de tiro forzado AMP 137 134

13 Apertura de ventiladores de tiro forzado % 44 31

14 Amperaje de VRG AMP 78 78

15 Apertura de VRG % 27.5 27.5

16 Quemadores en servicio Nmero 10

17 Agua de atemperacin:(VSH/VRH) ton /h 14.51 /0.70

18 Temperatura de aire a la entrada de P.A.R. C 28 32

19 Temperatura de aire a la salida de P.A.R. C 282 293

20 Temperatura de gases entrada de P.A.R. C 363 353

21 Temperatura de gases salida de P.A.R. C 107 110

22 Presin a la descarga de V.T.F. mm CA 358 348

23 Presin de aire a la entrada del P.A.R. mm CA - -

24 Presin de aire a la salida del P.A.R. mm CA - -

25 Presin cajas de aire mm CA - -

26 Presin del hogar mm CA 210 214

27 Diferencial de presin cajas de aire-hogar n-n-n 1-5-1 (todos)

28 Presin de gases a la entrada del P.A.R. mm CA - -

29 Presin de gases a la salida del P.A.R. mm CA - -

30 Vaco en el condensador mm Hg 548 - 542



Puesta a Punto

4 - 39/105

PARMETROS EN QUEMADORES CARGA: 79.2 MW

C.T: VALLE DE MXICO UNIDAD: 3

PRUEBA: CONDICIONES INICIALES FECHA: 21/07/2004

PRESIONES (kg/cm2)

QUEMADOR/ ESQUINA

1 2 3 4

F - - - -

E - - - -

D 1.45 1.57 1.47 1.49

C 1.45 1.52 1.49 1.59

B 1.39 F/S F/S 1.42

A F/S F/S F/S F/S



Puesta a Punto

4 - 40/105

ANEXO-III.- PARMETROS OPERATIVOS (BTG) CONDICIONES: FINALES



1 Hora hh/mm 12:00

2 Carga MW 80.87

3 Flujo de combustible m3/h 23,130

4 Flujo de aire % 48.44

5 Flujo de vapor sobrecalentado ton/h 237


7 Presin de vapor sobrecalentado kg/cm2 126 125

8 Presin de combustible a quemadores kg/cm2 1.52



11 Apertura de la vlvula de combustible % 31.0



14 Amperaje de VRG AMP 78

15 Apertura de VRG % 27.5 27.5


17 Agua de atemperacin:(VSH/VRH) ton /h 11.65 /0



20 Temperatura de gases entrada de P.A.R. C 338 342






26 Presin del hogar mm CA 185

27 Diferencial de presin cajas de aire-hogar n-n-n 3-5-3 (E/S)



30 Vaco en el condensador mm Hg 540



Puesta a Punto

4 - 41/105




PRESIONES (kg/cm2)

QUEMADOR/ ESQUINA

1 2 3 4

F - - - -

E - - - -

D 1.45 1.42 1.55 1.65

C 1.50 1.45 1.60 1.70

B F/S 1.48 1.58 F/S

A F/S F/S F/S F/S



Puesta a Punto

4 - 42/105

ANEXO-III.- PARMETROS OPERATIVOS (BTG) CONDICIONES: INICIALES



1 Hora hh:mm 17:10- 18:25

2 Carga MW 144.0

3 Flujo de combustible m3/h 40,600


5 Flujo de vapor sobrecalentado ton/h 472.50



8 Presin de combustible a quemadores kg/cm2 1.72 1.67







15 Apertura de VRG % 27.5


17 Agua de atemperacin:(VSH/VRH) ton /h 33 / 0



20 Temperatura de gases entrada de P.A.R. C 400 F/S







27 Diferencial de presin cajas de aire-hogar n-n-n 1-5-1 (todos)






Puesta a Punto

4 - 43/105

PARMETROS EN QUEMADORES CARGA: 144 MW



PRESIONES (kg/cm2)

QUEMADOR/ ESQUINA

1 2 3 4

F - - - -

E - - - -

D 1.60 1.65 1.65 1.65

C 1.60 1.70 1.65 1.73

B 1.45 1.60 1.65 1.56

A 1.55 1.55 1.55 1.55



Puesta a Punto

4 - 44/105

ANEXO-III.- PARMETROS OPERATIVOS (BTG) CONDICIONES: FINALES



1 Hora hh:mm 14:10 16.33

2 Carga MW 144.2

3 Flujo de combustible m3/h 40.400


5 Flujo de vapor sobrecalentado ton/h 481.9



8 Presin de combustible a quemadores kg/cm2 1.72







15 Apertura de VRG % 27.5


17 Agua de atemperacin:(VSH/VRH) ton /h 28.7 / 0



20 Temperatura de gases entrada de P.A.R. C 391.3 F/S







27 Diferencial de presin cajas de aire-hogar n-n-n 3-5-3 (E/S)






Puesta a Punto

4 - 45/105



PRUEBA: CONDICIONES FINALES FECHA: 08/07/04

PRESIONES (kg/cm2)

QUEMADOR/ ESQUINA

1 2 3 4

F - - - -

E - - - -

D 1.57 1.60 1.68 1.70

C 1.61 1.60 1.70 1.75

B 1.38 1.60 1.60 1.65

A 1.52 1.55 1.60 1.53



Puesta a Punto

4 - 46/105

ANEXO-IV.- EVALUACIN DE PRECALENTADORES DE AIRE

REGENERATIVOS.

CENTRAL: VALLE DE MXICO FECHA: 06/07/2004

UNIDAD: 3, PRECA-A, CONDICIONES INICIALES AL 50 %

Datos de entrada: Oxgeno en gases, entrada PAR: 5,79 % vol Oxgeno en gases, salida PAR: 8.77 % vol Temperatura del aire, entrada PAR: 28 C Temperatura de gases, entrada PAR: 365 C Temperatura del aire, salida PAR: 282 C Temperatura de gases, salida PAR: 120 C Humedad absoluta del aire: 0,022 kgagua/kgaire seco

Anlisis elemental del combustible: Carbono = 73,15 % peso Hidrgeno = 23,24 % peso Nitrgeno = 3.61 % peso Oxgeno = 0 % peso Azufre = 0 % peso Cenizas = 0 % peso Humedad = 0 % peso

Resultados

Flujo de gases entrada 23,570 kggases/kgcomb

Flujo de gases de salida 28,703 kggases/kgcomb

Flujo de aire de entrada 27,756 kggases/kgcomb

Flujo de aire de salida 22,621 kggases/kgcomb

Temperatura de gases corregida 138,6 C

Temperatura media del lado fro 83,3 C

Eficiencia promedio 71,27 %

Fugas de aire (calculadas con oxgeno) 22,11 %

Fugas de aire (calculadas con flujo) 21,78 %



Puesta a Punto

4 - 47/105

Central: VALLE DE MXICO Fecha: 06/07/2004

Unidad: 3, PRECA-B, CONDICIONES INICIALES AL 50% DE CARGA

Datos de entrada

Oxgeno en gases, entrada PAR : 4,41 % vol

Oxgeno en gases, salida PAR : 7,14 % vol

Temperatura del aire, entrada PAR : 32 C

Temperatura de gases, entrada PAR : 373 C

Temperatura del aire, salida PAR : 293 C

Temperatura de gases, salida PAR : 126 C

Humedad absoluta del aire : 0,022 kgagua/kgaire seco

Anlisis elemental del combustible:

Carbono = 73,15 % peso

Hidrgeno = 23,24 % peso

Nitrgeno = 3,61 % peso

Oxgeno = 0 % peso

Azufre = 0 % peso

Cenizas = 0 % peso

Hmedad = 0 % peso

Resultados

Flujo de gases de entrada 21,821 kggases/kgcomb


Flujo de aire de entrada 24,672 kgaire/kgcomb

Flujo de aire de salida 20,872 kgaire/kgcomb



Eficiencia Promedio 72,26 %





Puesta a Punto

4 - 48/105


Unidad: 3, PRECA-A, CONDICIONES FINALES AL 50%

Datos de entrada












Oxgeno = 0 % peso

Azufre = 0 % peso

Cenizas = 0 % peso

Hmedad = 0 % peso

Resultados












Puesta a Punto

4 - 49/105


Unidad: 3, PRECA-B, CONDICIONES FINALES AL 50%

Datos de entrada












Oxgeno = 0 % peso

Azufre = 0 % peso

Cenizas = 0 % peso

Hmedad = 0 % peso

Resultados












Puesta a Punto

4 - 50/105

CENTRAL: VALLE DE MXICO FECHA: 07/07/2004

UNIDAD: 3, PRECA-A, CONDICIONES INICIALES AL 100 %

Datos de entrada: Oxgeno en gases, entrada PAR: 2,78 % vol Oxgeno en gases, salida PAR: 6,34 % vol Temperatura del aire, entrada PAR: 31 C Temperatura de gases, entrada PAR: 398 C Temperatura del aire, salida PAR: 307 C Temperatura de gases, salida PAR: 133 C Humedad absoluta del aire: 0,022 kgagua/kgaire

4-Puesta Punto Calderas

Documents

Transcript of 4-Puesta Punto Calderas