generación de vapor

Principios de generación de vapor

Doctor Mario Santizo

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Doctor Mario Santizo 1

AutomatizaciónAutomatización

Operar un proceso sinla necesidad de una

i ió di tsupervisión directa


Objetivo de la jAutomatización

• Reducir la variabilidad de un proceso.

• Mejorar la productividad• Mejorar la productividad.• Mejorar la calidad.Mejorar la calidad.• Reducir los desechos industriales.• Evitar riesgos a operadores.


PREMISA: LA AUTOMATIZACIÓN LA REALIZAMOS EN LOS PROCESOS


Módulos del curso: Balance de Materia y E í li dEnergía aplicados a procesos y potencia1. Generación de producción p

de energía térmica.2. Clasificación de los

procesos.procesos.3. Concepto de procesos y

potencia.4 Balances de materia y4. Balances de materia y

energía I (ecuación de continuidad y propiedadespropiedades termodinámicas.

5. Balances de materia y energía IIenergía II

6. Automatización de un proceso a través de las variables de operaciónvariables de operación.

7. Presentación de CASOS.Doctor Mario Santizo 5

Generación de producción de penergía térmica.

1. Generación de vapor (caladera)2 G ió d ( b )2. Generación de gases (combustores)3 Proceso de combustión eficiencia de3. Proceso de combustión, eficiencia de

combustión y eficiencia de calderay


USOS DEL VAPOR EN LA INDUSTRIA• Indirectamente en intercambiadores de calor.

• Directamente en el proceso de esterilización,

lavado y sanitización.

C l t i t / i i t d• Calentamiento y/o reacciones en corrientes de

procesoproceso.


CALDERAS DE VAPOR PARA PROCESOS


CALDERAS DE VAPOR PARA POTENCIACALDERAS DE VAPOR PARA POTENCIA


Generación de vaporGeneración de vapor

• Proceso de combustión• Eficiencia de combustión• Eficiencia de caldera• Recuperación de calor• Recuperación de calor


Proceso de CombustiónEs el proceso que se realiza en el quemador del generador

Proceso de CombustiónEs el proceso que se realiza en el quemador del generadorde vapor el cual transforma la energía química delcombustible en energía térmica a través de una energía decombustible en energía térmica a través de una energía deactivación


Elementos a tomar en cuentaElementos a tomar en cuenta

Combustible

• Purga tanque primario

Comburente

• Presión de atomización(bunker)

• Purga tanque • Relación de combustible‐

comburente mínimo abastecimiento (bunker)

• Serpentines de l i fl id

permisible• Composición del aire: 79%

2 % 0calentamiento fluido• Limpieza filtros canasta

N2 y 21 % 02• Tune up caldera: boquilla,

caja modutrol viscosidad• Temperatura de combustión caja, modutrol viscosidad, varillas direccionales, levas


REACCIONES DE COMBUSTÍONREACCIONES DE COMBUSTÍON

§ Oxidación del carbonoC O CO C + O2 = CO2 +

§ Oxidación del hidrogeno§ gH2 + 1/2 O2 = H2O +

§ id ió d l f§ Oxidación del azufre1/2 S2 + O2 = SO2 + 1/2 S2 O2 SO2


COLORACIÓN DE LA LLAMACOLORACIÓN DE LA LLAMA

j b rojo obscuro 1000ºF rojo 1350ºF rojo brillante 1500ºF rojo brillante 1500 F salmón 1650ºF naranja 1750ºF amarillo 1850ºF amarillo ligero 2000ºF (mínimo permisible

exceso aire)exceso aire) blanco 2200ºF blanco brillante 2750ºF deslumbrador 3450ºF


AIRE DE COMBUSTIÓN (PRIMARIO)CO US Ó ( O)

�79 % ES NITROGENO�21 % ES OXIGENO� INGRESA A TEMP AMBIENTE Y SALE A� INGRESA A TEMP. AMBIENTE Y SALE A TEM. DE CHIMENEA

�EL NITROGENO NO INTERVIENE EN EL�EL NITROGENO NO INTERVIENE EN EL PROCESO DE COMBUSTION


EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN

Es la energía alimentada a la caldera menos la energíadesechada en los gases de chimenea.

En otras palabras: Es la energía que queda disponibled i did d bid l iópara producir vapor y perdidas debido a la convección‐

radiación y purga en la caldera.

gases chimeneaQη 1

g

combustiónalimentados a caldera

η 1Q


Medición de la eficiencia de combustiónMedición de la eficiencia de combustión

OPCION 1 OPCION 2

• Porcentaje de oxigeno• Temperatura neta de

• Porcentaje de dióxido de carbono

OPCION 1 OPCION 2

• Temperatura neta de chimenea

de carbono• Temperatura neta de

hichimenea

Para determinar la eficiencia de combustión se utilizantablas, las cuales proporcionan la eficiencia decombustión y el exceso de aire.

T em pera tu ra ne ta de ch im enea

T em pera tu ra de ch im enea T em pera tu ra am b ien te T em pera tu ra de ch im enea T em pera tu ra am b ien te


Tablas de eficiencia de combustiónBúnker

Temperatura neta (F)

Aire %O2 %CO2 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

0.0 0.0 16.5 91.4 91.2 91.0 90.8 90.6 90.4 90.2 90.0 89.8 89.6 89.4 89.1 89.0 88.8

2.3 0.5 16.1 91.3 91.1 90.9 90.7 90.5 90.3 90.1 89.0 89.7 89.5 89.3 88.9 88.9 88.6

4.7 1.0 15.7 91.3 91.0 90.8 90.6 90.4 90.2 90.0 89.9 89.6 89.4 89.2 88.8 88.7 88.5

7.3 1.5 15.3 91.2 91.0 90.8 90.5 90.3 90.1 89.9 89.8 89.5 89.3 88.0 88.5 88.6 88.4

10.0 2.0 14.9 91.1 90.9 90.7 90.4 90.2 90.0 89.8 89.6 89.3 89.1 88.8 88.5 88.3 88.1

12.8 2.5 14.5 91.0 90.8 90.6 90.3 90.1 89.9 89.7 89.4 89.2 89.0 88.8 88.4 88.3 88.1

15.8 3.0 14.1 90.9 90.7 90.5 90.2 90.0 89.8 89.6 89.3 89.1 88.9 88.6 88.2 88.2 87.9

18.9 3.5 13.8 90.8 90.6 90.4 90.1 89.9 89.7 89.4 89.2 88.9 88.7 88.5 88.1 88.0 87.8

22.3 4.0 13.4 90.7 90.5 90.2 90.0 89.8 89.5 89.3 89.0 88.8 88.6 88.3 87.9 87.8 87.6

25.8 4.5 13.0 90.6 90.4 90.1 89.9 89.6 89.4 89.1 89.9 88.6 88.4 88.5 87.7 87.6 87.4

29.6 5.0 12.6 90.5 90.3 90.0 89.8 89.5 89.2 89.0 88.7 88.5 88.2 87.3 87.5 87.5 87.2

33.6 5.5 12.2 90.4 90.1 89.9 89.6 89.3 89.1 88.8 88.6 88.3 88.0 87.1 87.3 87.2 87.0

37.9 6.0 11.8 90.3 90.0 89.7 89.5 89.3 88.9 88.7 88.4 88.1 87.8 87.0 87.3 87.0 86.8

42.4 6.5 11.4 90.1 89.8 89.6 89.3 89.0 88.7 88.5 88.2 87.9 87.6 87.8 87.1 86.8 86.5

47 3 7 0 11 0 90 0 89 7 89 4 89 1 88 8 88 6 88 3 88 0 87 7 87 4 87 6 86 8 86 5 86 347.3 7.0 11.0 90.0 89.7 89.4 89.1 88.8 88.6 88.3 88.0 87.7 87.4 87.6 86.8 86.5 86.3

52.6 7.5 10.6 89.8 89.5 89.2 88.9 88.6 88.3 88.1 87.8 87.5 87.2 87.4 86.6 86.3 86.0

58.2 8.0 10.2 89.6 89.3 89.0 88.7 88.4 88.1 87.8 87.5 87.2 86.9 87.1 86.3 86.0 85.7

64.3 8.5 9.8 89.5 89.1 88.8 88.5 88.2 87.9 87.6 87.3 86.9 86.6 86.9 86.0 85.7 85.3

71.0 9.0 9.4 89.3 88.9 88.6 88.3 88.0 87.6 87.3 87.0 86.6 86.3 85.6 85.7 85.3 85.0

78.2 9.5 9.0 89.0 88.7 88.4 88.0 87.7 87.4 87.0 86.7 86.3 86.0 85.3 85.3 85.0 84.678.2 9.5 9.0 89.0 88.7 88.4 88.0 87.7 87.4 87.0 86.7 86.3 86.0 85.3 85.3 85.0 84.6

86.0 10.0 8.6 88.8 88.5 88.1 87.8 87.4 87.0 86.7 86.3 86.0 85.6 84.0 84.9 84.5 84.2

94.6 10.5 8.3 88.6 88.2 87.8 87.4 87.1 86.7 86.3 86.0 85.6 85.2 84.6 84.5 84.1 83.7

104.1 11.0 7.9 88.3 87.9 87.5 87.1 86.7 86.3 86.0 85.6 85.2 84.8 83.3 84.0 83.6 83.2

114.5 11.5 7.5 88.0 87.6 87.1 86.7 86.3 85.9 85.5 85.1 84.7 84.3 83.9 83.5 83.1 82.7

126.1 12.0 7.1 87.6 87.2 86.8 86.3 85.9 85.5 85.1 84.6 84.2 83.8 82.4 82.9 82.5 82.1

139.1 12.5 6.7 87.2 86.8 86.3 85.9 85.4 85.0 84.5 84.1 83.6 83.2 82.9 82.3 81.8 81.4

153.7 13.0 6.3 86.8 86.3 85.8 85.4 84.9 84.4 83.9 83.5 83.0 82.5 81.3 81.5 81.1 80.6

170.2 13.5 5.9 86.3 85.8 85.3 84.8 84.3 83.8 83.3 82.8 82.2 81.7 80.7 80.7 80.2 79.7

189.1 14.0 5.5 85.7 85.2 84.6 84.1 83.6 83.0 82.5 82.0 81.4 80.9 89.0 79.8 79.2 78.7

210.9 14.5 5.1 85.1 84.5 83.9 83.3 82.8 82.2 81.6 81.0 80.4 79.9 79.3 78.7 78.1 77.5

236.4 15.0 4.7 84.3 83.7 83.1 82.4 81.8 81.2 80.6 79.9 79.3 78.7 78.1 77.4 76.8 76.2


Ai %O %CO 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440



Aire %O2 %CO2 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440

0.0 0.0 16.5 88.6 88.4 88.2 87.9 87.7 87.5 87.3 87.1 86.7 86.4 86.3 86.1 85.9 88.8

2.3 0.5 16.1 88.4 88.2 88.0 87.8 87.6 87.4 87.2 87.0 86.8 86.5 86.3 86.1 85.9 85.7

4.7 1.0 15.7 88.3 88.1 87.9 87.7 87.4 87.2 87.0 86.8 86.6 86.4 86.1 85.9 85.7 85.5

7.3 1.5 15.3 88.2 87.9 87.7 87.5 87.3 87.1 86.8 86.6 86.4 86.2 86.0 85.7 85.5 85.3

10.0 2.0 14.9 88.0 87.8 87.6 87.3 87.1 86.9 86.7 86.4 86.2 86.0 85.8 85.5 85.3 85.1

12.8 2.5 14.5 87.9 87.6 87.4 87.2 86.9 86.7 86.5 86.3 86.0 85.5 85.6 86.3 85.1 84.9

15.8 3.0 14.1 87.7 87.5 87.2 87.0 86.8 86.5 86.3 86.1 85.8 85.6 85.3 86.1 84.9 84.6

18.9 3.5 13.8 87.5 87.3 87.l0 86.8 86.6 86.3 86.1 85.8 85.6 85.4 85.1 84.9 84.6 84.4

22.3 4.0 13.4 87.3 87.1 86.8 86.6 86.4 86.1 85.9 85.6 85.4 85.1 84.9 84.6 84.4 84.1

25 8 4 5 13 0 87 1 86 9 86 6 86 4 86 1 85 9 85 6 85 4 85 1 84 9 84 6 84 3 84 1 83 825.8 4.5 13.0 87.1 86.9 86.6 86.4 86.1 85.9 85.6 85.4 85.1 84.9 84.6 84.3 84.1 83.8

29.6 5.0 12.6 86.9 86.7 86.4 86.2 85.9 85.6 85.4 85.1 84.9 84.6 84.3 84.1 83.8 83.5

33.6 5.5 12.2 86.7 86.5 86.2 85.9 85.6 85.4 85.1 84.8 84.6 84.3 84.0 83.0 83.5 83.2

37.9 6.0 11.8 86.5 86.2 85.0 85.7 85.4 85.1 84.8 84.6 84.3 84.0 83.7 83.4 83.2 82.9

42.4 6.5 11.4 86.2 85.7 85.7 85.4 85.1 84.8 84.5 84.2 84.0 83.7 83.4 83.1 82.8 82.5

47 3 7 0 11 0 86 0 85 7 85 4 85 1 84 8 84 5 84 2 83 9 83 6 83 3 83 0 82 7 82 4 82 147.3 7.0 11.0 86.0 85.7 85.4 85.1 84.8 84.5 84.2 83.9 83.6 83.3 83.0 82.7 82.4 82.1

52.6 7.5 10.6 85.7 85.4 85.1 84.8 84.5 84.2 83.9 83.6 83.3 82.9 82.6 82.3 82.0 81.7

58.2 8.0 10.2 85.4 85.0 84.7 84.4 84.1 83.8 83.5 83.2 82.9 82.5 82.2 81.9 81.6 81.3

64.3 8.5 9.8 85.0 84.7 84.4 84.1 83.7 83.4 83.1 82.8 82.4 82.1 81.8 81.5 81.1 80.8

71.0 9.0 9.4 84.7 84.3 84.0 83.7 83.3 83.0 82.6 82.3 82.0 81.6 81.3 81.0 80.6 80.3

78.2 9.5 9.0 84.3 83.9 83.6 83.2 82.9 82.5 82.2 81.8 81.5 81.1 80.8 80.4 80.1 79.7

86.0 10.0 8.6 83.8 83.5 83.1 82.7 82.4 82.0 81.7 81.3 80.9 80.6 80.2 79.8 79.5 79.1

94.6 10.5 8.3 83.4 83.0 82.6 82.2 81.8 81.5 81.1 80.7 80.3 79.9 79.6 79.2 78.8 78.4

104.1 11.0 7.9 82.8 82.4 82.0 81.7 81.3 80.9 80.5 80.1 79.7 79.3 78.9 78.5 78.1 77.7

114.5 11.5 7.5 82.3 81.8 81.4 81.0 80.6 80.2 79.8 79.4 78.9 78.5 78.1 77.7 77.3 76.8

126.1 12.0 7.1 81.6 81.2 80.8 80.3 79.9 79.4 79.0 78.6 78.1 77.7 77.3 76.8 76.4 75.9

139.1 12.5 6.7 80.9 80.4 80.0 79.5 79.1 78.6 78.2 77.7 77.2 76.8 76.3 75.8 75.4 74.9

153.7 13.0 6.3 80.1 79.6 79.1 78.6 78.2 77.7 77.2 76.7 76.2 75.7 75.2 74.7 74.2 73.8

170.2 13.5 5.9 79.2 78.7 78.2 77.6 77.1 76.6 76.6 76.1 75.6 75.1 74.5 74.0 73.5 72.5

189.1 14.0 5.5 78.1 77.6 77.1 76.5 76.0 75.4 74.9 74.3 73.7 73.2 72.6 72.1 71.5 71.0

210.9 14.5 5.1 76.9 76.4 75.8 75.2 74.6 74.0 73.4 72.8 72.2 71.6 71.0 70.4 69.8 69.2

236.4 15.0 4.7 75.5 74.9 74.3 73.6 73.0 72.4 71.7 71.1 70.5 69.8 69.2 68.5 67.9 67.2


Aire %O %CO 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580



Aire %O2 %CO2 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580

0.0 0.0 16.5 85.7 85.4 85.0 84.8 84.6 84.4 84.2 83.9 83.7 83.5 83.3 83.1 83.1 82.9

2.3 0.5 16.1 85.5 85.3 84.8 84.6 84.4 84.2 83.9 83.7 83.5 83.3 83.1 82.9 82.9 82.6

4.7 1.0 15.7 85.3 85.1 84.6 84.4 84.2 83.9 83.7 83.5 83.3 83.1 82.8 82.6 82.6 82.4

7.3 1.5 15.3 85.1 84.8 84.4 84.2 83.9 83.7 83.5 83.3 83.0 82.8 82.6 82.3 82.3 82.1

10 0 2 0 14 9 84 8 84 6 84 2 83 9 83 7 83 5 83 2 83 0 82 8 82 5 82 3 82 1 82 1 81 810.0 2.0 14.9 84.8 84.6 84.2 83.9 83.7 83.5 83.2 83.0 82.8 82.5 82.3 82.1 82.1 81.8

12.8 2.5 14.5 84.6 84.4 83.9 83.7 83.4 83.2 83.0 82.7 82.5 82.3 82.0 81.8 81.8 81.5

15.8 3.0 14.1 84.4 84.1 83.7 83.4 83.2 82.9 82.7 82.4 82.2 82.0 81.7 81.5 81.5 81.2

18.9 3.5 13.8 84.1 83.9 83.4 83.1 82.9 82.6 82.4 82.1 81.9 81.6 81.4 81.1 81.1 80.9

22.3 4.0 13.4 83.9 83.6 83.1 82.8 82.6 82.3 82.1 81.8 81.6 81.3 81.1 80.8 80.8 80.5

25.8 4.5 13.0 83.6 83.3 82.8 82.5 82.3 82.0 81.7 81.5 81.2 81.0 80.7 80.4 80.4 80.2

29.6 5.0 12.6 83.3 83.0 82.5 82.2 81.9 81.7 81.4 81.1 80.9 80.6 80.3 80.0 80.0 79.8

33.6 5.5 12.2 82.9 82.7 82.1 81.8 81.6 81.3 81.0 80.7 80.5 80.2 79.9 79.5 79.6 79.4

37.9 6.0 11.8 82.6 82.4 81.8 81.5 81.2 80.9 80.6 80.3 80.0 79.8 79.5 79.2 79.2 78.9

42.4 6.5 11.4 82.2 82.0 81.4 81.1 80.8 80.5 80.2 79.9 79.6 79.3 79.0 78.7 78.7 78.4

47.3 7.0 11.0 81.8 81.7 80.9 80.6 80.3 80.0 79.7 79.4 79.1 78.8 78.5 78.2 78.2 77.9

52.6 7.5 10.6 81.4 81.2 80.5 80.2 79.9 79.6 79.2 78.9 78.6 78.3 78.0 77.7 77.7 77.4

58.2 8.0 10.2 81.0 80.8 80.0 79.7 79.4 79.0 78.7 78.4 78.1 77.7 77.4 77.1 77.1 76.8

64.3 8.5 9.8 80.5 80.3 79.5 79.1 78.8 78.5 78.1 77.8 77.5 77.1 76.8 76.5 76.5 76.1

71.0 9.0 9.4 79.9 79.8 78.9 78.6 78.2 77.9 77.5 77.2 76.8 76.5 76.1 75.8 75.8 75.4

78.2 9.5 9.0 79.4 79.2 78.3 77.9 77.6 77.2 76.8 76.5 76.1 75.8 75.4 75.0 75.0 74.7

86 0 10 0 8 6 78 7 78 6 77 6 77 2 76 9 76 5 76 1 75 7 75 4 75 0 74 6 74 2 74 2 73 986.0 10.0 8.6 78.7 78.6 77.6 77.2 76.9 76.5 76.1 75.7 75.4 75.0 74.6 74.2 74.2 73.9

94.6 10.5 8.3 78.0 78.0 76.9 76.5 76.1 75.7 75.3 74.9 74.5 74.1 73.7 73.3 73.3 72.9

104.1 11.0 7.9 77.3 77.3 76.0 75.6 75.2 78.4 74.4 74.0 73.6 73.2 72.8 72.4 72.4 72.0

114.5 11.5 7.5 76.4 76.5 75.1 74.7 74.3 73.9 73.4 73.0 72.6 72.2 71.7 71.3 71.3 70.9

126.1 12.0 7.1 75.5 75.6 74.1 73.7 73.3 72.8 72.4 71.9 71.5 71.0 70.6 70.1 70.1 69.6

139.1 12.5 6.7 74.4 74.6 73.0 72.6 72.1 71.6 71.1 70.7 70.2 69.7 69.2 68.8 68.8 68.3

153.7 13.0 6.3 73.3 73.5 71.8 71.3 70.8 70.3 69.8 69.3 68.8 68.3 67.8 67.2 67.3 66.8

170.2 13.5 5.9 71.9 72.3 70.3 69.8 69.3 68.8 68.2 67.7 67.2 66.6 66.1 65.6 65.6 65.0

189.1 14.0 5.5 70.4 80.9 68.7 68.2 67.6 67.0 66.5 65.9 65.3 64.7 64.2 63.6 63.6 63.0

210.9 14.5 5.1 68.6 67.4 66.8 66.2 65.6 65.0 64.4 63.8 63.2 62.6 62.0 61.4 61.4 60.7

236.4 15.0 4.7 66.6 65.3 64.6 64.0 63.3 62.7 62.0 61.4 60.7 60.1 59.4 68.7 58.7 58.1




Aire% O2 %CO2 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720

0.0 0.0 16.5 82.7 82.4 82.2 82.0 81.8 81.6 81.3 81.1 80.9 80.7 80.5 80.2 80.0 79.8

2.3 0.5 16.1 82.4 82.2 82.0 81.7 81.5 81.3 81.1 80.8 80.6 80.4 80.2 79.9 79.7 79.5

4.7 1.0 15.7 82.1 81.9 81.7 81.5 81.2 81.0 80.8 80.6 80.3 80.1 79.9 79.6 79.4 79.2

7.3 1.5 15.3 81.9 81.6 81.4 81.2 81.0 80.7 80.5 80.3 80.0 79.8 79.5 79.3 79.1 78.8

10.0 2.0 14.9 81.6 81.4 81.1 80.9 80.6 80.4 80.2 79.9 79.7 79.5 79.2 79.0 78.7 78.5

12.8 2.5 14.5 81.3 81.0 80.8 80.6 80.3 80.1 79.8 79.6 79.3 79.1 78.9 78.6 78.4 78.1

15.8 3.0 14.1 81.0 80.7 80.5 80.2 80.0 79.7 79.5 79.2 79.0 78.7 78.5 78.2 78.0 77.7

18.9 3.5 13.8 80.6 80.4 80.1 79.9 79.6 79.4 79.1 78.9 78.6 78.3 78.1 77.8 77.6 77.3

22 3 4 0 13 4 80 3 80 0 79 8 79 5 79 2 79 0 78 8 78 5 78 2 77 9 77 7 77 4 77 1 76 922.3 4.0 13.4 80.3 80.0 79.8 79.5 79.2 79.0 78.8 78.5 78.2 77.9 77.7 77.4 77.1 76.9

25.8 4.5 13.0 79.9 79.6 79.4 79.1 78.8 78.6 78.3 78.0 77.8 77.5 77.2 76.9 76.7 76.4

29.6 5.0 12.6 79.5 79.2 79.0 78.7 78.4 78.1 77.9 77.6 77.3 77.0 76.7 76.5 76.2 75.9

33.6 5.5 12.2 79.1 78.8 78.5 78.2 77.9 77.7 77.4 77.1 76.8 76.5 76.2 76.0 75.7 75.4

37.9 6.0 11.8 78.6 78.3 78.0 77.7 77.5 77.2 76.9 76.6 76.3 76.0 75.7 75.4 75.1 74.8

42 4 6 5 11 4 78 1 77 8 77 5 77 2 76 9 76 6 76 3 76 0 75 7 75 4 75 1 74 8 74 5 74 242.4 6.5 11.4 78.1 77.8 77.5 77.2 76.9 76.6 76.3 76.0 75.7 75.4 75.1 74.8 74.5 74.2

47.3 7.0 11.0 77.6 77.3 77.0 76.7 76.4 76.1 75.8 75.4 75.1 74.8 74.5 74.2 73.9 73.6

52.6 7.5 10.6 77.0 76.7 76.4 76.1 75.8 75.5 75.1 74.8 74.5 74.2 73.9 73.5 73.2 72.9

58.2 8.0 10.2 76.4 76.1 75.8 75.5 75.1 74.8 74.5 74.1 73.8 73.5 73.1 72.8 72.5 72.1

64.3 8.5 9.8 75.8 75.4 75.1 74.8 74.4 74.1 73.7 73.4 73.1 72.7 72.4 72.0 71.7 71.3

71.0 9.0 9.4 75.1 74.7 74.4 74.0 73.7 73.3 73.0 72.6 72.3 71.9 71.5 71.2 70.8 70.5

78.2 9.5 9.0 74.3 73.9 73.6 73.2 72.8 72.5 72.1 71.7 71.4 71.0 70.6 70.3 69.9 69.5

86.0 10.0 8.6 73.5 73.1 72.7 72.3 72.0 71.6 71.2 70.8 70.4 70.0 69.6 69.3 68.9 68.5

94.6 10.5 8.3 72.6 72.2 71.7 71.4 71.0 70.6 70.2 79.8 69.4 69.0 68.6 68.2 67.8 67.4

104.1 11.0 7.9 71.5 71.1 70.7 70.3 69.9 69.5 69.1 68.6 68.2 67.8 67.4 67.0 66.5 66.1

114.5 11.5 7.5 70.4 70.0 69.6 69.1 68.7 68.3 67.8 67.4 66.9 66.5 66.1 65.6 65.2 64.7

126.1 12.0 7.1 69.2 68.7 68.3 67.8 67.4 66.9 66.4 66.0 65.5 65.1 64.6 64.1 63.7 63.2

139.1 12.5 6.7 67.8 67.3 66.8 66.4 65.9 65.4 64.9 64.4 63.9 63.5 63.0 62.5 62.0 61.5

153.7 13.0 6.3 66.2 65.7 65.2 64.7 64.2 63.7 63.2 62.7 62.2 61.6 61.1 60.6 60.1 59.6

170.2 13.5 5.9 64.5 63.9 63.4 62.9 62.3 61.8 61.2 60.7 60.1 59.6 59.1 58.5 58.0 57.4

189.1 14.0 5.5 62.5 61.9 61.3 60.7 60.2 59.6 59.0 58.4 57.8 57.3 56.7 56.1 55.5 54.9

210.9 14.5 5.1 60.1 59.5 58.9 58.3 57.7 57.0 56.4 55.8 55.2 54.6 53.9 53.3 52.7 52.1

236.4 15.0 4.7 57.4 56.8 56.1 55.4 54.8 54.1 53.4 52.8 52.1 51.4 50.7 50.1 49.4 48.7


Eficiencia de caldera

Radiación y convecciónP

y

4 45s a 4

s a

T 460 T 460 v 34.500.174 0.296 T T100 100 34 50

100 100 34.50

Btuárea superficial caldera expresada enh

h

Btuh

Radiación y convecciónh%P

gal. Btuhr. gal.

100

agua fresca sensible

purga

STD h%P 100hSTD

La eficiencia de combustión menos las pérdidas de energía por purga

p gvaporagua caldera hSTD

y radiación‐convección, equivale a la energía que se aprovecha paraproducir vapor. Doctor Mario Santizo 34

vapor

Eficiencia de caldera

lbh h

vapor

vapor agua alimentación caldera

calderacombustible

h hhr.

gal MBtuhr gal

hr. gal.

vapor

Bhp utilizados

lbh h

vapor

vapor agua alimentación caldera

utilizadosvapor

vapor

h hhr.

Bhplb Btu34.50 970.30

hr. lb

vapor

Btu33,475.35h

lb vapor agua alimentación calderah h

Btu970.30lb

vaporvapor agua alimentación caldera

lbh h

hr.Btu970.30

lb

vaplb or vapor

Factor de evaporación Evaporación equivalente

lb

Porcentaje c arga caldera

Bhp%Bhp utilizados

nominales

100Bhp Doctor Mario Santizo 35

Producción de vapor y costo de 1,000 libras de vapor

Método riguroso:

Producción de vapor cuando se conoce el porcentaje de Producción de vapor cuando se conoce el porcentaje de retorno de condensado y porcentaje de purga

caldera o

gal.HHV combustible 1 %PhVp

h h fracción cond h h fracción agua fresca

vapor sensible vapor agua frescah h fracción cond. h h fracción agua fresca

Costo de 1 000 libras de vaporCosto de 1,000 libras de vapor

QBtugal h h

vapor agua a lim entación

caldera

h hMBtu lbgal

Costo 1,000 lb. vapor1 0001,000


Balance de agua de retornoBalance de agua de retorno

agua alimentación condensados agua frescam m m

Tanque Tanque condensado Retorno de condensados

Agua fresca (make up)Agua fresca (make up)

Agua alimentación a caldera


CASO

lblbflujo alimentación 100 y temperatura 145Fmin

lbflujo condensados 48 y temperatura 200F

flujo condensados 48 y temperatura 200Fmin

Deter minar flujo de agua fresca y su temperatura

agua alimentación condensados agua fresca agua frescaBalance total : m m m m lb52min

agua frescalb lb lbBalance temperatura : 100 145F 48 200F 52 T

min min min

lb lb100 145F 48 200F

agua fresca

lb lb100 145F 48 200Fmin minT 94.23F

lb52min

min


CÁLCULO VAPOR GENERADO Y COSTO DE 1,000 LIBRAS DE VAPOR

DATOS

Eficiencia caldera = 78%

Búnker consumido = 100 gal/h

Costo búnker = 8.00 Q/gal

Poder calorífico = 150,000 Btu/gal

Vapor producido a 155 psig saturado

Agua entrando a la caldera a 162.21 ºf

Determinar el costo de 1,000 libras de vapor


Btu MBtupoder calorífico búnker 150 000 0 15

Btuh 1193 8

poder calorífico búnker 150,000 0.15gal gal

vapor 155 psig saturadoh 1,193.8lb

agua caldera 162.21ºFBtuh 130.17lb

Btu Btu BtuH 1,193.8 130.17 1,063.63lb lb lb

5gal Btu BtuEnergía consumida 100 150 000 150x10 Energía consumida 100 150,000 150x10h gal h


Energía utilizada para producir vapor

Bt Bt 5 5Btu Btu0.78 150x10 117x10h h

lb Btu 5lb BtuVapor generado = 117x101,063.63 Btu h

lb vapor

lb vapor= 11,000 a 155 psigh

Q

Q8.00Btu Btugal 1,193.8 130.170.15 MBtu lb lb0 78

0.78gal

Costo Vapor1,000

Q72.7278

1,000 lbs vapor, p


generación de vapor

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