Sistemas Térmicos y de Fluidos: Diseño de hogares de calderas
Diego F. Cobo [email protected]
Enero 2016
Sistemas requeridos en el hogar
El hogar de las calderas tiene que ser provisto de:
• un sistema de alimentación de combustible
• un sistema de distribución de aire
• un sistema de remoción de cenizas
Parámetros de diseño
1. Requerimiento de vapor: Caudal, presión, temperatura, variaciones de
la carga
2. Fuente para reposición del agua: superficial, subterránea, calidad, etc.
3. Combustible a emplear: análisis elemental, próximo, poder calorífico,
etc.
4. Condiciones ambientales: presión, temperatura, nivel de riesgo, etc.
5. Regulaciones ambientales: nivel de emisiones, ruidos, restricciones,
etc.
6. Especificaciones adicionales: requerimientos futuros, equipos
especiales, etc.
Pasos en el diseño (Steam, Its generation and use. Babcock & Wilcox)
1. Especificar vapor, combustible, aire y
agua
2. Balance de calor, según cada tipo de
área de transferencia
3. Desempeño de la combustión y
requerimientos de flujo de gases
4. Cálculos de equipos de
combustión y emisiones generadas
5. Configurar el horno y superficies de transferencia de
calor: materiales
6. Especificar otros equipos de
recuperación de calor y tratamiento de agua
7. Verificar condiciones de generación de vapor alcanzadas
8. Diseño de detalle de partes a presión
(ASME)
9. Selección de elementos y sistema de
control
Balance de masa y energía
combustible
aire gases
agua
vapor
Q req. = U global* Área*Delta Temperatura
Q disp. = Calor liberado en la combustión
Transferencia de calor
Tasa de liberación de calor Caldera de bagazo Caldera de carbón
Se debe estimar la capacidad de la parrilla para liberar el calor requerido al interior de la caldera.
Diagrama Van Krevelen para combustibles
Análisis de pérdidas de energía por método indirecto
Cálculo de pérdidas por inquemados en parrilla de combustión de bagazo