Calderas Pirotubulares Analisis del proceso CUJAE

Calderas Pirotubulares Analisis del proceso CUJAE Universidad Tecnológica de La Habana “José Antonio Echeverría” Facultad de Ingeniería Automática y Biomédica Por: Jorge Enrique Sousa Ceballos INTRODUCCIÓN  Hoy en día la utilización de calderas ha crecido conforme ha evolucionado el entorno industrial y el empleo de nuevas técnicas para el control de procesos. El uso de las calderas puede ser a nivel residencial, comercial e industrial esta última toma en cuenta los tramos alimenticios, químicos, automotrices, producción de energía eléctrica entre otros. Objetivo del Proyecto  El proyecto tiene por objeto el uso de software para mostrar el canal de medición de una variable del proceso con su esquema y simulación. Conceptualización  Emplearemos el término caldera o generador de calor para referirnos a un equipo que es capaz de producir calor al quemar un combustible en su interior, transmitiéndolo posteriormente a un fluido que en nuestro caso será agua y que en general se denominará fluido calo portador. Conceptos básicos  Existen muchos tipos de calderas, fabricadas con distintos materiales, para combustibles diversos, cual se usara depende de ciertos parámetros, como por ejemplo: de la aplicación a que se destine la caldera, de la situación de la instalación, del coste económico que puedas o te quieras permitir, etc. Conceptos básicos  La caldera es un elemento en el que el calor que se produce al quemar un combustible, se transmite posteriormente al agua que circula por su interior y que luego, una vez caliente, pasa hacia el circuito de radiadores, de suelo radiante, etc. El calor se transfiere al agua por 3 fenómenos conducción ,radiación y otro por convección. Esquema de una caldera Pirotubular 6 3 2 7 4 1 5 Fig. 1: Esquema de una caldera. Partes principales de la Caldera 1) Quemador: es el encargado de quemar un combustible líquido, gas o sólido produciendo una llama. 2) El hogar o cámara de combustión: es donde se quema el combustible y donde se alanzan las temperaturas más altas, próximas a los 2.000 oC. 3) El circuito de humos: cumple la doble misión de conducir los humos que se producen en la combustión hacia la caja de humos y de arrebatarles el mayor calor posible para luego cedérselo al agua. Partes principales de la Caldera 4) Caja de humos: es la zona en la que confluyen todos los humos para ser enviados posteriormente hacia el exterior por la chimenea (figura 2). Fig. 2: Circuito y caja de humos. Partes principales de la Caldera 5) Retorno de agua: es la toma en la que se conecta la parte de la instalación por la que vuelve el agua mas fría, puede llegar de los radiadores , de un acumulador de ACS, etc. 6) Salida de agua: una vez que el agua ha entrado en la caldera y ha absorbido calor es enviada de nuevo hacia la instalación. 7) Circuito de agua: en este el agua circula calentándose al absorber el calor de las paredes que la contienen y que es transmitido por radiación, conducción y convección. Clasificación de las calderas  A. Según el material de que se construyen: ai) Calderas de hierro fundido. Estas calderas están formadas por elementos de hierro fundido. aii) Calderas de chapa de acero. Como su propio nombre indica están fabricadas en chapa de acero que se conforma para posteriormente ser soldada. Clasificación de las calderas  B. Según el combustible utilizado: ci) Calderas de combustibles sólidos cii) Calderas de combustibles líquidos. Posteriormente se diseñaron calderas específicas para quemadores de gasóleo con las que se consiguen rendimientos muy superiores.  En la figura 9 puedes ver una caldera de pie modelo Vitola 111 de Viessmann. Fig. 9: Caldera Vitola 111. Clasificación de las calderas  C. Según el fluido calentado: - Calderas Pirotubulares: Los humos calientes circulan por el interior de los tubos sumergidos en el fluido. - Calderas Acuotubulares: El fluido circula por el interior de los tubos sumergidos en una masa de humos. Descripción del proceso  Las dos calderas de vapor instaladas en el comedor se usan para producir vapor de agua que será utilizado en el proceso de cocción de los alimentos. Estas poseen una serie de tanques de Diesel para alimentar el quemador, tanques para almacenar el agua de suministro, una planta de tratamiento de agua que esta en desuso, un deposito de agua al cual retorna el agua proveniente de los tachos de la cocina, un pequeño tanque para controlar la presión con válvulas de escape de emergencia ubicado entre las calderas y las tuberías que trasladan el vapor hacia la Cocina. Características relevantes de los medios técnicos de automatización.  Controladores de presión P77 Single Pressure Control for Refrigeration adecuados para casi todas las aplicaciones.  LAL1.25 BT de SIEMENS, para el control y supervisión de quemadores de atomización de aceite para quemadores de llama amarilla y azul sin supervisión de presión de aire.  Termómetros bimetálicos DN 63-80-100-125, NUOVA FIMA, Instrumentos realizados para la industria petroquímica, centrales convencionales, diseñados para resistir las condiciones de trabajo mas desfavorables, determinadas por la agresividad del fluido de proceso y del ambiente. Características relevantes de los medios técnicos de automatización. a):P77 Single Pressure Control for Refrigeration c): Termómetros bimetálicos b): LAL1.25 BT de SIEMENS Características relevantes de los medios técnicos de automatización.  Manómetros de muelle tubular para medir presión en BAR o en Kgf/cm2. Se mide la presión para control o monitoreo de procesos, por protección (seguridad), control de calidad.  Bombas con Siemens. motor trifásico 2HP Características relevantes de los medios técnicos de automatización.  Mobrey Boiler water level controls. Están diseñados para cumplir con todos los requisitos para Control automático de encendido / apagado de la caldera. Bomba de alimentación, corte del quemador, alto y / o alarma de bajo nivel o cualquiera combinación de estos. Cumplen plenamente con la recomendación de la salud y seguridad británicas Nota de orientación ejecutiva P.M.5, y SAFed PSG2. Características relevantes de los medios técnicos de automatización.  Válvulas de globo recta – GG25 cast iron – with below – stainless steel seat –For non-aggressive médium. Presión nominal máxima: 16 bares a temperatura ambiente Temperatura máxima de trabajo: Desde -10 ° C hasta 300 ° C. Características relevantes de los medios técnicos de automatización.  2 calderas atendidas por Alastor empresa cubana que atiende 2 252 calderas pirotubulares, con una edad promedio de 25 años y de doce marcas distintas, provenientes de nueve países. Esquema en Norma ISA de la caldera Canal de medición de una variable  Nivel Esta primera variable es la que tendrá una acción de manera inmediata sobre el sistema, ya que la cadera tiene que contener cierto nivel de liquido a cierta altura puesto que el proceso lo demanda.