Fundamentos de Calderas

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OPERACIÓN EFICIENTE DE CALDERAS ACERCAR Julio 2007

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OPERACIÓN EFICIENTE DE CALDERAS

ACERCAR

Julio 2007

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JUSTIFICACION

• En toda planta de producción que cuente con calderas, la calidad del producto final está relacionada con la eficiencia en su operación.

• Buen mantenimiento en equipos térmicos y uso de combustibles adecuados para lograr buena combustión, minimiza– Interrupciones en los procesos– Daños en materia prima y producto final– Contribuye a disminución de costos de funcionamiento– Ayuda a minimizar el impacto ambiental

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OBJETIVO

• Dar herramientas de conocimiento y experiencia práctica a los participantes, para ser traducidos en criterios de operación y mantenimiento que permitan la eficiencia en el uso de calderas.

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METODOLOGIA

• Exposición magistral del docente, con participación permanente de los asistentes y formulación de cuestionamientos que permiten la consolidación de criterios de operación y mantenimiento que permitan la eficiencia en el uso de calderas.

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DOCENTES

• Ricardo Rodríguez– Tecnólogo en mantenimiento industrial, especialista en equipos

de generación de vapor y calentamiento de aceite térmico– Experiencia de más de 20 años en la industria textil, en las áreas

de montajes de equipos térmicos y producción, entre otras.

• Rubén Fajardo– Ingeniero químico, magister en ingeniería civil e ingeniería

mecánica.– Experiencia de 10 años en la industria química, farmacéutica, de

petróleos y metalmecánica, en las áreas de sistemas de gestión,eficiencia energética e impacto ambiental.

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PROGRAMA

1.0R. RodríguezComponentes de las calderas

4.0R. RodríguezOperación y mantenimiento de calderas

R. RodríguezGeneralidades de las calderas 1.5

R. FajardoIntroducción

TIEMPO (h)DOCENTE TEMA

1.0R. FajardoControl de emisiones

2.5R. FajardoProcesos de combustión, combustibles y contaminantes

2.0R. RodríguezCriterios para selección de calderas

2.0R. FajardoEficiencia energética en calderas

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PROGRAMA

2.0R. RodríguezAnálisis de fallas y riesgos en la operación de calderas

4.0R. Rodríguez

R. Fajardo

Visita práctica

1.0R. FajardoTratamiento de aguas en calderas

2.0R. RodríguezSistemas de control en calderas

TIEMPO (h)DOCENTE TEMA

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GENERALIDADES DE LAS CALDERAS

ACERCAR

Julio 2007

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Operación adecuada. Personal idóneo ,manejo y asignación del equipo.

Respuesta oportuna del servicio. La prioridad es el cliente, cumplir parámetros.

Controlar los costos. Operar al menor costo posible

Mantenimiento apropiado. Cumplir programas con mejora continua.

Evitar efectos en la producción. Paros inesperados, contaminación de productos.

Garantizar condiciones seguras. Operario, personal de otras áreas ,vecindad.

Cumplimiento de normas ambientales Salud, costos, daños , imagen corporativa

Procurar nuevas alternativas Motivación personal, ampliar panorama.

RESPONSABILIDADES DEL CARGORESPONSABILIDADES DEL CARGO

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TERMINOS Y UNIDADES BASICASTERMINOS Y UNIDADES BASICAS

• Ebullición Conversión de un liquido en vapor. • Punto de ebullición Temperatura en la cual un liquido pasa a

gas.• Evaporación Conversión lenta de un liquido en vapor

sin acción de temperatura.• Vaporización Pasar de estado liquido a gaseoso por

efecto del calentamiento• Fusión Cambio de estado sólido a liquido por

efecto del calor.• Punto de fusión Temperatura en la cual se produce el

cambio de sólido a liquido.

Page 11: Fundamentos de Calderas

� Inflamación Acción de arder

� Punto de inflamación. Mínima temperatura en la cual los vapores de un combustible arden.

� Sublimación Transformación directa de sólido a gaseoso.

� Sublimación regresiva Condensación directa de gaseoso a fase sólida.

� Condensación Paso de un gas a fase liquida.

� Calor. Cantidad de energía térmica que posee un cuerpo.

� Temperatura. Es la medida de intensidad del calor.

TERMINOS Y UNIDADES BASICASTERMINOS Y UNIDADES BASICAS

Page 12: Fundamentos de Calderas

TERMINOS Y UNIDADES BASICASTERMINOS Y UNIDADES BASICAS

Caloría Calor necesario para elevar en 1 oC. ,un gramo de agua. (14.5oC--15.5oC)

BTU Calor necesario para elevar en 1 oF , una libra de agua .

BHP Unidad que en que se designa la capacidad de una caldera de vapor. Equivale a 34.5 libras de vapor. Ó a 8434 kilocalorías.

Peso Fuerza de atracción que ejerce la tierra a un cuerpo. ( Kg...)

Presión Intensidad con que una fuerza obra sobre la unidad de superficie.(Kg.../cm2.

Libra de vapor Unidad asignada a la producción de un equipo generador.

Poder calorífico Cantidad de calor desarrollada por una unidad decombustible.

Page 13: Fundamentos de Calderas

DEFINICIONDEFINICION

Una calderas es un recipiente a presióndiseñado para generar vapor de agua,

absorbiendo el calor liberado en la combustión de un combustible o también de gases

calientes provenientes de un proceso externo o de elementos eléctricos.

Page 14: Fundamentos de Calderas

DEFINICIONDEFINICION

Una caldera está compuesta porPartes de presión, incluyendo superficies de calentamientoConexiones para entrada y salida de agua y vaporHogarConexiones para el manejo de aire y gasesAislamiento y refractariosSoportes estructuralesEstructura de soporte para el equipo de combustión y auxiliaresTapas para inspección y accesoVálvulas y accesoriosSistemas de control

Page 15: Fundamentos de Calderas

CLASIFICACION DE CALDERASCLASIFICACION DE CALDERAS

Naturaleza del fluido. Agua .Vapor.Aceite térmico.

Presión de trabajo Baja, hasta 250 PSI

Media, desde 251 hasta590 PSI Alta - desde 591 y más PSI.

Tipo de combustible. Carbón y/o combustibles sólidos.

ACPM - Otros destilados livianos.Fuel Oíl.Gas Natural - Gas propano

Circulación de los gases. PirotubularesAcuotubulares

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CALDERA CALDERA ACUATUBULARACUATUBULAR

CALDERA CALDERA PIROTUBULARPIROTUBULAR

Page 17: Fundamentos de Calderas

Caldera Caldera pirotubularpirotubular

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COMPONENTES DE UNA COMPONENTES DE UNA CALDERA DE VAPORCALDERA DE VAPOR

Sistema de alimentación de agua

Equipos de tratamiento, se usan para retirar lodos, dureza y otros contaminantes del agua de alimentación.

Tanque de suministro, permite el almacenamiento de agua de consumo inmediato.

Bomba de inyección, repone el agua consumida manteniendo el nivel mínimo requerido por el equipo.

Tanque para retorno de condensados, existen plantas donde se recupera el condensado de vapor y luego se mezcla con el agua dealimentación.

Inyectores químicos, accesorios que permiten dosificar el tratamiento.

Page 19: Fundamentos de Calderas

Sistema de combustión

Tanques de recepción y preparación, se utilizan en calderas que utilizan combustibles líquidos.

Filtros, retienen impurezas del combustible.Válvulas de paso, permiten la regulación o interrupción del paso del combustibleBombas de inyección, alimentan el quemador.Precalentadores, se utilizan para bajar la viscosidad de los combustibles pesados.Quemador, sistema electromecánico para el quemado de combustible.Hogar, Lugar donde se desarrolla la combustión, condiciona la forma de la llama.Chimenea, ducto de salida de los gases de combustión.Instrumentación, elementos de medición que indican y controlan el estado de las

diferentes variables que permiten controlar la combustión.

COMPONENTES DE UNA COMPONENTES DE UNA CALDERA DE VAPORCALDERA DE VAPOR

Page 20: Fundamentos de Calderas

Sistema de control

Indicadores de nivel, permiten visualizar el contenido de líquido en los tanquesModulador, regula el suministro de la mezcla adecuada aire - combustiblePurgas, válvulas de evacuación de lodosFotoceldas, accesorio eléctrico para control de la llamaPresóstatos, instrumentos para control de presionesFlotadores, accesorios para control de nivelDampers, compuertas utilizadas para la regulación del paso de aire o gasesTermostatos, instrumentos para control de temperaturasProgramador, sistema electrónico que maneja la secuencia lógica de

funcionamiento del equipo basado en las necesidades del sistema

COMPONENTES DE UNA COMPONENTES DE UNA CALDERA DE VAPORCALDERA DE VAPOR

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COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA PARA COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA PARA

CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICOCALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICO

• Filtros. Capturan los sólidos contaminantes del aceite.

• I1-I2 Termómetros de salida y entrada de aceite.Indicadores de temperatura en el circuito de aceite.

• K Conducto de suministro de aceite térmico.

• M Manómetro para salida de bomba. Indicador de presión en la circulación.

• PA Sensor de presión. indicador de presión en línea de conducción

Page 22: Fundamentos de Calderas

COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA

PARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICOPARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICO

• A. Alarma. Alarma de presión

• C. Cuerpo de calentamiento o serpentín. Recipiente donde el fluido adquiere el calor a transportar.

• B1. Bomba de circulación. Mantiene en movimiento el aceite térmico.

• B2. Bomba de trasiego. Accesorio para inyección de aceite de nivelación.

• D1. Deposito de expansión. Controla el aumento de volumen por calentamiento.

• D2. Deposito inferior. Almacena el aceite de reposición.

• E. Mando eléctrico del quemador. Recoge señales de los dispositivos de regulación y protección y emite órdenes al quemador para que se encienda o apague.

• F. Separador. División interna de tanque para manejo de nivel.

Page 23: Fundamentos de Calderas

COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA

PARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICOPARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICO

PD. Presóstato diferencial. Monitorea la presión del circuito térmico.

Q. Quemador. Sistema electromecánico para el quemado de combustible

RP. Válvula reguladora de presión. Controla el diferencial de presión en el circuito.

S. Sifón de seguridad. Permite detectar fugas internas de aceite ó combustible

T1. Termostato de ida. Instrumento de control de temperatura de aceite.

T2. Termostato de chimenea. Instrumento de control de temperatura de gases.

U. Consumidor del servicio. Equipos servidos por el circuito.

V. Tubo de ventilación. Deposito inferior.

VA. Válvulas de tres vías. Para cambio de sentido de flujo.

Z. Sifón. Permite desairear el circuito.

Page 24: Fundamentos de Calderas

COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA COMPONENTES BASICOS DE UNA CALDERA

PARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICOPARA CALENTAMIENTO DE ACEITE TERMICO

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CRITERIOS DE SELECCICRITERIOS DE SELECCIÓÓN Y DISEN Y DISEÑÑO DE O DE CALDERAS.CALDERAS.

� Necesidades de aplicación del usuario.

� Fluido de circulación.

� Potencia requerida

� Combustible a utilizar

� Costo de la inversión.

� Costos de funcionamiento.

� Impacto ambiental: ruido- emisiones.

Page 26: Fundamentos de Calderas

1. NECESIDADES DE APLICACI1. NECESIDADES DE APLICACIÓÓN DEL USUARION DEL USUARIO

• Se debe considerar en qué tipo de procesos y qué temperaturas se requieren para el funcionamiento de la caldera. Por Ejemplo:

• Calentamiento de otros fluidos.

• Secado.

• Aplicación de vapor directo.

Page 27: Fundamentos de Calderas

2. POTENCIA REQUERIDA2. POTENCIA REQUERIDA

Evaluar las especificaciones promedio y

máximas que se deben manejar en el proceso.

Por ejemplo:

• Temperaturas requeridas para el proceso.

• Libras de vapor/hora requeridas.

• Necesidades de reserva.

Page 28: Fundamentos de Calderas

2. POTENCIA REQUERIDA2. POTENCIA REQUERIDA

• Evaluar las especificaciones promedio y máximas que se deben manejar en el proceso. Por ejemplo:

• Temperaturas superiores a 150°C.

• Libras de vapor requeridas.

Page 29: Fundamentos de Calderas

3. FLUIDO DE CIRCULACION3. FLUIDO DE CIRCULACION

• Evaluar qué fluido se requiere o es más conveniente manejar, de acuerdo con las condiciones de operación:

• Agua

• Aceite Térmico

Page 30: Fundamentos de Calderas

4. COMBUSTIBLE A UTILIZAR4. COMBUSTIBLE A UTILIZAR

• Al escoger el combustible a utilizar, tener en cuenta entre otros los siguientes aspectos:

• Costo de adquisición.

• Garantía de suministro.

• Manejo de impactos ambientales: emisiones atmosféricas, residuos sólidos, vertimientos

• Necesidad de tratamientos adicionales (requerimiento de equipos auxiliares y/o aditivos)

Page 31: Fundamentos de Calderas

5. COSTOS DE INVERSION5. COSTOS DE INVERSION

• Considerar la capacidad y expectativas de la Empresa en los siguientes aspectos:

• Capacidad de inversión. Proyectos de expansión.

• Nivel de ocupación del equipo para estimar la recuperación de la inversión.

Page 32: Fundamentos de Calderas

6. COSTOS DE FUNCIONAMIENTO6. COSTOS DE FUNCIONAMIENTO

• Considerar la capacidad de la empresa para asumir entre otros, los siguientes rubros:

• Suministro del combustible y operación de equipos auxiliares.

• Posibilidades para utilizar el equipo en otros procesos.

• Costo asociado por la operación de equipos adicionales para manejo de combustibles y/o control de emisiones.

Page 33: Fundamentos de Calderas

6. IMPACTO AMBIENTAL6. IMPACTO AMBIENTAL

• Evaluar la conveniencia de un equipo y su combustible considerando, los siguientes aspectos, por ejemplo: Impactos a nivel de emisiones atmosféricas, ruido ambiental, vertimientos y residuos sólidos de la operación del equipo. Costos asociados para el manejo de estos impactos.

Page 34: Fundamentos de Calderas

Combustibles y Combustión

Page 35: Fundamentos de Calderas

COMBUSTIBLES

• Son sustancias que reaccionan químicamente con otra sustancia, en general con el oxígeno del aire, para producir calor.

Page 36: Fundamentos de Calderas

PODER CALORÍFICO

• Energía térmica (calor) producida cuando una cantidad dada del combustible se quema bajo condiciones estándar o patrón.• TIPOS. Poder calorífico Superior e Inferior

Page 37: Fundamentos de Calderas

FUNDAMENTOS SOBRE COMBUSTIÓNFUNDAMENTOS SOBRE COMBUSTIÓN

COMBUSTIBLES.

SÓLIDOS. Carbón Bagazo de caña. Retal de madera

GASES. Gas propano.

Gas Natural.

LIQUIDOS. ACPMCrudo Fuel Oíl.

REQUERIMIENTOS PARA QUE EXISTA COMBUSTION

• Combustible. Comburente Calor.

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PROCESO DE COMBUSTIÓN

COMBUSTIBLE LÍQUIDO Y GASEOSO• ATOMIZACIÓN • PRECALENTAMIENTO• VAPORIZACIÓN• MEZCLADO • POST-CALENTAMIENTO• IGNICIÓN• ZONA DE REACCIÓN• ZONA LUMINOSA• ZONA DE GASES CALIENTES• PRODUCTO DE COMBUSTIÓN

Page 39: Fundamentos de Calderas

CARACTERISTICAS TIPICAS DE COMBUSTIBLES CARACTERISTICAS TIPICAS DE COMBUSTIBLES LIQUIDOSLIQUIDOS

• Gravedad API a 60 oF. (15.6 oC)

• Gravedad especifica a 60/60 oF (15.6 / 15.6 oC)

• Punto de inflamación

• Viscosidad

• Contenido de azufre.

• Cenizas. (Vanadio, Níquel, Sodio, Cloruros, Hierro.)

• Residuos de carbón.

• Agua y sedimentos. (BSW) ( Lodo, arena, gomas, resinas,

asfáltenos)

• Poder calorífico.

Page 40: Fundamentos de Calderas

PROCESO DE COMBUSTIÓN

COMBUSTIBLES SÓLIDOS• ALIMENTACIÓN• PRECALENTAMIENTO• SECADO• POST-CALENTAMIENTO• PIRÓLISIS• GASIFICACIÓN • QUEMA DE COQUE• IGNICIÓN• ZONA DE REACCIÓN• ZONA LUMINOSA• ZONA DE GASES CALIENTES

Page 41: Fundamentos de Calderas

PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN

• PRESENCIA DE AGUA FÍSICA• GENERACIÓN DE AGUA EN LA COMBUSTIÓN

• AGUA QUE TRAE EL AIRE• CENIZAS DEL COMBUSTIBLE.• SÓLIDOS, MATERIAL PARTICULADO, INQUEMADOS Y HOLLINES FORMADOS EN LA COMBUSTIÓN.

• AIRE DE COMBUSTIÓN• NITRÓGENO• AZUFRE

Page 42: Fundamentos de Calderas

PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN

• CO• CO2• VOLÁTILES ORGÁNICOS Y COMPUESTOS REACTIVOS.

• TEMPERATURA DE LLAMA• COMPUESTOS INTERMEDIOS Y DISOCIACIÓN

• CONDICIONES TTT• ADITIVOS• MODIFICACIONES DE LAS CONDICIONES DE COMBUSTIÓN.

Page 43: Fundamentos de Calderas

TIPOS DE COMBUSTIBLES

Aire propanado

Metanol, disolventes

Basuras y desechos

Gas Manufacturado

CrudosBagazo

PropanoFuel Oil pesado e intermedio

Carbón

Gas NaturalACPM, Kerosene

Madera

GASEOSOSLÍQUIDOSSÓLIDOS

Aire propanado

Metanol, disolventes

Basuras y desechos

Gas Manufacturado

CrudosBagazo

PropanoFuel Oil pesado e intermedio

Carbón

Gas NaturalACPM, Kerosene

Madera

GASEOSOSLÍQUIDOSSÓLIDOS

Page 44: Fundamentos de Calderas

CARACTERISTICAS DE LOS COMBUSTIBLES

8900/m3214922575Gas Natural

23000/gal198542582Gas Propano

35900/gal133780.0713.786ACPM

39200/gal177840.11.8411.586Fuel Oil

39000/gal172500.082.310.687Crudo

7000/kg1359051.55.580Carbón

Kcal/unidad bruta de compra

BTU/lbNeto

%Ceniza%S%H%CCombustible

Page 45: Fundamentos de Calderas

EMISIONES

99 9.6

8800 640

PST SO2

NOx COGas Natural (kg/10exp6 m3)

0.07 0.012S

2.3 0.4

PST SO2

NOx COGas Licuado Petróleo (kg/1000 l)

9.19S+3.22 157S

55 5

PST SO2

NOx COCrudos (lb/1000 gal)

9.19S+3.22 157S

55 5

PST SO2

NOx COFuel Oil 6 (lb/1000 gal)

2 150S

20 5

PST SO2

NOx COKerosene (lb/1000 gal)

2 150S

20 5

PST SO2

NOx COACPM (lb/1000 gal)

9 39S

7.5 6

PST SO2

NOx COCarbón (lb/ton)

Factor de EmisiónContaminanteCombustible

Page 46: Fundamentos de Calderas

APROVECHAMIENTO DEL PODER CALORÍFICO

• NO TODA LA CAPACIDAD CALORÍFICA DEL COMBUSTIBLE SE APROVECHA EN LOS PROCESOS DE COMBUSTIÓN.

• LOS DIAGRAMAS DE SANKEY SON ÚTILES PARA REPRESENTAR LAS PÉRDIDAS

Page 47: Fundamentos de Calderas

Energía para vaporizar agua de combustible y de combustión

Energía sensible en gases

Pérdidas al medio Paredes Fugas e infiltraciones Cenizas calientes Equipo de Transporte Purgas y limpiezas

Poder superior

Poder inferior Calor

Disponible Usado en proceso

Para almacenamientoprocesos discontinuos

Diagrama de Sankey para un proceso de combustión

Page 48: Fundamentos de Calderas

PÉRDIDAS EN LA COMBUSTIÓN

DESVÍO DE ENERGÍA HACIA ALMACENAMIENTO O ARRANQUES Y PAROS

ALMACENAMIENTOS DE CALOR

NO SE AISLA BIEN, CENIZAS CALIENTES, AIRES INFILTRADOS, LIMPIEZA DE LAS PURGAS PRODUCE PRODUCTOS CALIETES.

PÉRDIDAS AL AMBIENTE

NO SE LOGRA APROVECHAR EL PODER CALORÍFICO INFERIOR

INQUEMADOS Y PROBLEMAS DE COMBUSTIÓN

LOS GASES SECOS SEDEN PARCIALMENTE EL CALOR DEBIDO A PROBLEMAS DE CORROSIÓN Y TIEMPO DE RESIDENCIA

ENERGÍA SENSIBLE PÉRDIDA ENLOS GASES SECOS Y CON EL VAPOR DE AGUA.

UTILIZACIÓN PARCIAL DEL PODER CALORÍFICO SUPERIOR, POR PRESENCIA DE AGUA DE COMBUSTIÓN EN FORMA DE VAPOR

PODER CALORÍFICO INFERIORDESCRIPCIÓNCONCEPTO

DESVÍO DE ENERGÍA HACIA ALMACENAMIENTO O ARRANQUES Y PAROS

ALMACENAMIENTOS DE CALOR

NO SE AISLA BIEN, CENIZAS CALIENTES, AIRES INFILTRADOS, LIMPIEZA DE LAS PURGAS PRODUCE PRODUCTOS CALIETES.

PÉRDIDAS AL AMBIENTE

NO SE LOGRA APROVECHAR EL PODER CALORÍFICO INFERIOR

INQUEMADOS Y PROBLEMAS DE COMBUSTIÓN

LOS GASES SECOS SEDEN PARCIALMENTE EL CALOR DEBIDO A PROBLEMAS DE CORROSIÓN Y TIEMPO DE RESIDENCIA

ENERGÍA SENSIBLE PÉRDIDA ENLOS GASES SECOS Y CON EL VAPOR DE AGUA.

UTILIZACIÓN PARCIAL DEL PODER CALORÍFICO SUPERIOR, POR PRESENCIA DE AGUA DE COMBUSTIÓN EN FORMA DE VAPOR

PODER CALORÍFICO INFERIORDESCRIPCIÓNCONCEPTO

Page 49: Fundamentos de Calderas

PODER CALORÍFICO DE COMBUSTIBLES DE USO EN COLOMBIA

40.83442.857Crudo de Castilla43.56546.904Gasolina12.50012.800Cascarilla de Arroz17.500--Leña46.41453.638Gas Natural24.49529.072Carbón de Amaga43.05046.208Kerosene44.72646.800ACPM41.36342.956Fuel-oil

PCI( K julios / Kg)

PCS( K julios / Kg)

Combustibles

40.83442.857Crudo de Castilla43.56546.904Gasolina12.50012.800Cascarilla de Arroz17.500--Leña46.41453.638Gas Natural24.49529.072Carbón de Amaga43.05046.208Kerosene44.72646.800ACPM41.36342.956Fuel-oil

PCI( K julios / Kg)

PCS( K julios / Kg)

Combustibles

Page 50: Fundamentos de Calderas

ESTEQUIOMETRÍA DE LA COMBUSTIÓNAIRE IDEALIZADO

• Mezcla de 1 mol de oxígeno O2 y 3.76 moles de nitrógeno N2.

• Peso molecular = 28.9 gramos/gramo mol

• El aire tiene 21 % de oxígeno y 79 % de nitrógeno.

• 1 metro cúbico de oxígeno equivale a 4.76 metros cúbicos de aire.

Page 51: Fundamentos de Calderas

ECUACIONES BÁSICAS DE LA COMBUSTIÓNC + O2 = CO212 Kg 32 Kg 44 Kg12 Kg 22.4 m3n 22.4 m3n

• Aire seco requerido para la combustión del carbono = 11.48 kg / Kg de C, ó, 8.86 m3n Aire / Kg Carbono (C). m3n son metros cúbicos a condiciones normales ( 273 °°°°K , 0.0 °°°°C y una atmósfera de presión , (1013 x 105Pa o 760 mmHg).

Page 52: Fundamentos de Calderas

ECUACIONES BÁSICAS DE LA COMBUSTIÓN

H 2 + ½ O2 = H2O2 Kg 16 Kg 18 Kg2 Kg 11.2 m3n 22.4 m3n

• Aire seco requerido para la combustión del Hidrógeno= 34.52kg / Kg Hidrógeno (H2), ó, 26.6 m3n Aire / Kg Hidrógeno (H2)

Page 53: Fundamentos de Calderas

ECUACIONES BÁSICAS DE LA COMBUSTIÓNS + O2 = SO232 Kg 32 Kg 64 Kg32 Kg 22.4 m3n 22.4 m3n

• Aire seco requerido para la combustión del Azufre = 4.31 kg de Aire / Kg Azufre (S), ó, 3.33 m3n Aire / Kg Azufre (S)

Page 54: Fundamentos de Calderas

13,016,812,215,8Propano14,218,413,517,4Gas natural

5,26,74,45,7Madera de Eucalipto

5,57,14,96,4Carbón mineral,35% Cenizas

6,78,66,07,8Carbón de Amagá12,115,611,314,6Crudo de Castilla11,514,910,813,9Fuel-6 (Fuel-oil)12,315,911,514,9Kerosene12,015,511,214,5Fuel-2 (Diesel)

m3n/Kg Combustible

Kg/KgCombustible

m3n/KgCombustible

Kg/KgCombustible

Combustibles

GASES DE COMBUSTION

AIRE DE COMBUSTIÓN

AIRE Y GASES DE COMBUSTIÓN PARA LA QUEMA ESTEQUIOMÉTRICA DE COMBUSTIBLES USADOS EN COLOMBIA

13,016,812,215,8Propano14,218,413,517,4Gas natural

5,26,74,45,7Madera de Eucalipto

5,57,14,96,4Carbón mineral,35% Cenizas

6,78,66,07,8Carbón de Amagá12,115,611,314,6Crudo de Castilla11,514,910,813,9Fuel-6 (Fuel-oil)12,315,911,514,9Kerosene12,015,511,214,5Fuel-2 (Diesel)

m3n/Kg Combustible

Kg/KgCombustible

m3n/KgCombustible

Kg/KgCombustible

Combustibles

GASES DE COMBUSTION

AIRE DE COMBUSTIÓN

AIRE Y GASES DE COMBUSTIÓN PARA LA QUEMA ESTEQUIOMÉTRICA DE COMBUSTIBLES USADOS EN COLOMBIA

Page 55: Fundamentos de Calderas

ACCIONESACCIONES

EQUIPOS DE CONTROL

CONTAMINACIÓN

CAMBIO DE COMBUSTIBLE

MEJORA EN LA EFICIENCIA DE

LOS PROCESOS

REDUCCIÓN DE COSTOS

REDUCCIÓN DE LA

EMISIÓN DE CO2

REDUCCIÓN DE LA

CONTAMI-NACIÓN

COSTOSCOSTOS

NORMAS NORMAS AMBIENTALESAMBIENTALES

RESERVASRESERVAS

OBJETIVOSOBJETIVOSFACTORESFACTORES

COMBUS-TIBLE

Page 56: Fundamentos de Calderas

61,3

53,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Gas natural G.L.P. Kerosene ACPM Crudo Carbón

kgCO2/GJ

EMISIONES DE COEMISIONES DE CO22 POR UNIDAD DE ENERGÍAPOR UNIDAD DE ENERGÍA

93,1

73,672,4 69,7

Page 57: Fundamentos de Calderas

Combustibles fósiles

5

Respiración de las

plantas

50

Fotosíntesis de las plantas

100

Difusión en el mar

100

Dilución en el mar

104

Penetración neta anual en la atmósfera: 33

Descomposición del suelo

50

Tala de bosque

s2

EMISIÓN GLOBAL DE CARBONOEMISIÓN GLOBAL DE CARBONO(miles de millones de ton/año)(miles de millones de ton/año)

Fuente: ESPECTRO DE LA CIENCIA. 1989