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v82n1-2a03
ScribdBrowseInterestsCareer & MoneyPersonal GrowthPolitics & Current AffairsScience & TechHealth & FitnessLifestyleEntertainmentBiographies & HistoryFictionBrowse byBooksAudiobooksNews & MagazinesSheet MusicBrowse allUploadSign inJoinv82n1-2a03Uploaded by hakashu0.0 (0)DownloadEmbedView MoreCopyright: Attribution Non-Commercial (BY-NC)List price: $0.00Download as PDF, TXT or read online from ScribdFlag for inappropriate contentISSN 0370-5404Revista Industrial y Agrícola de Tucumán Tomo 82 (1-2): 17-25; 2005
RESUMEN Como alternativa para aumentar la eficiencia térmica de calderas bagaceras productoras de vapor, se evalúa la inyección de aire secundario al hogar, previamente calentado. Además, se reúne información sobre la combustión y los factores que influyen en dicho fenómeno. Se calculó el rendimiento térmico en una caldera bagacera con inyección de aire secundario frío, mediante el empleo de balances de masa y energía con datos de ensayos experimentales. Se planteó luego un modelo teórico para el caso de calentar todo este aire secundario, y se determinó el nuevo rendimiento térmico. Finalmente se realizó un análisis técnico-económico para evaluar la rentabilidad del uso de esta tecnología, teniendo en cuenta el ahorro de bagazo y su equivalente en gas natural. Para el caso analizado, los resultados mostraron: aumento del rendimiento térmico de la caldera (1,62 puntos); mejora del índice de generación de vapor (2,27%); reducción del consumo de bagazo (2,45%); aceptable periodo de repago de la inversión (114 días de zafra). Palabras clave: eficiencia energética, combustión, turbulencia, “overfire”.
ABSTRACT Injection of heated secondary air in steam bagasse boilers and its influence on thermal efficiency Previously heated secondary air injection is evaluated as an alternative to increase thermal efficiency of bagasse steam boilers. Aspects regarding the combustion process and the factors affecting it are also described. Tests were made in a bagasse boiler of a sugar mill. Thermal efficiency of the bagasse boiler with cold secondary air injection was determined by solving mass and energy balances. A new thermal efficiency for the case in which all secondary air is pre-heated with hot gases was determined afterwards. Finally, a technical-economic analysis was made to evaluate the yield of this technology, taking into account bagasse saving and its equivalent in natural gas. For the analyzed case, the results showed: an increase in the thermal efficiency of the boiler (1,62 points); a higher steam production index (2,27%); a reduction in bagasse consumption (2,45%); an acceptable payback period of the investment (114 days of the harvest season). Key words: energetic efficiency, combustion, turbulence, overfire.
EEAOC - RIAT 2005 - Nº 82 TOMO 1 - 2 - 17
. Las segundas son ocasionadas por elementos sólidos todavía combustibles. Este tipo de calderas constituye una opción muy favorable para el quemado de bagazo en suspensión al 100%. En la misma figura se destacan las corrientes de aire primario y secundario que ingresan a la caldera y la de los gases producto de la combustión que fluyen a través de ella. Las primeras se asocian a la presencia de CO.
18 . hecho que resulta casi inevitable. Esquema de las corrientes de aire primario. que consiste en calentar todo el aire secundario antes de su ingreso al hogar. inyectando el aire de manera tangencial y provocando la rotación de la masa gaseosa en combustión. denominado “overfire”. Durante la combustión en capa del bagazo (el bagazo se acumula formando una capa o lecho sobre la parrilla). 1983). el calor que se llevan los gases al escapar por la chimenea (calor sensible). El mismo puede ser aportado por un ventilador auxiliar de tiro forzado. Debido a ello es importante inyectar aire en dicha zona. es necesario disminuir todos los factores que producen pérdidas de calor. denominadas así ya que son colocadas en las esquinas del horno. y en grandes proporciones. o extraídas junto con las cenizas de la parrilla y de las tolvas del haz convectivo. y en caso de remodelación. Por ejemplo. las sustancias volátiles se queman a cierta altura sobre ésta. es sólo aplicable a calderas de sección transversal cuadrada. Generalmente. En la Figura 1 se observa una de las alternativas para la inyección del aire secundario. secos o presecados (Salcor Caren. El aire insuflado dentro del hogar contribuye a aumentar la turbulencia dentro de la cámara de combustión.EEAOC . en particular cuando no se suministra este aire secundario. pero de poca aplicación práctica en nuestro medio. ya que permite un mezclado más íntimo del aire con el combustible y una mayor permanencia del mismo en el hogar. Se dispone a su vez de varios niveles de toberas que forman torbellinos organizados de manera tal que giren de forma alterna en diferente sentido. Dichas calderas se hacen óptimas para combustibles con granulometría fina y uniforme. debido a las reducidas dimensiones en altura de las calderas. En este caso se tiene inyección de aire frío a través de dos hileras de toberas traseras y una hilera de toberas delanteras. para lograr una eficiente combustión en calderas para bagazo y obtener un mayor rendimiento energético en la generación de vapor.Revista Industrial y Agrícola de Tucumán (2005) Tomo 82 (1-2): 17-25 INTRODUCCIÓN En la actualidad existen diversas maneras de quemar el bagazo. Por otro lado. ya sean arrastradas por los gases a través de la caldera hasta la chimenea. La inyección de aire secundario frío en el interior del hogar de la caldera. lo que provoca un incremento de la turbulencia. este aire se denomina aire secundario y equivale a un porcentaje del aire total necesario para la combustión (aire primario).
Figura 1. partículas de carbono libre y de bagazo no quemadas. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar una alternativa de mejora en el proceso de la combustión. Para mejorar la combustión. provoca una disminución de la eficiencia térmica de la caldera debido a un enfriamiento del horno. Este es uno de los factores más importantes para la combustión del bagazo. que apuntan a optimizar la generación de energía para luego transferirla al agua y generar vapor. secundario y de los gases de combustión en el interior de una caldera de vapor acuotubular. desprendiéndose alrededor del 50% del calor total de la combustión. al igual que las pérdidas de calor al medio ambiente a través de la superficie exterior de la caldera y las pérdidas de calor debido a la alta temperatura de las cenizas evacuadas al limpiar la parrilla del hogar. En calderas modernas el aire secundario se introduce al hogar a través de toberas tangenciales. y por ello es también llamado “aire de turbulencia”.RIAT 2005 . el incremento de la altura de la capa de bagazo provoca la aparición de zonas con insuficiencia de oxígeno.Nº 82 TOMO 1 . se busca disminuir las pérdidas por combustión incompleta y por incombustión mecánica. H2 y CxHy en los gases de escape.
tomada como modelo de estudio. Esquema de la caldera VU-50 con la indicación de los puntos de medición. uno por cada turno de trabajo de la fábrica. Se midió la temperatura del agua de alimentación. Las muestras de bagazo se tomaron de las bocas de alimentación de la caldera y se procesaron en los laboratorios de la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC). que produce nominalmente 30 t/h de vapor a 20 kg/cm2 de presión manométrica y 300ºC. En el punto 2. utilizándose la desviación estándar como medida de la dispersión de los valores respecto de la media.
EEAOC . Donde: 1) Salida de vapor de la caldera. modelo VU-50. En el punto 3.Inyección de aire caliente en calderas Por medio de balances de masa y energía se determinó la eficiencia energética de una caldera bagacera de un ingenio azucarero del norte de nuestro país. Se pueden observar la ubicación de los puntos de medición y la inyección de aire secundario a través de una hilera de toberas delanteras y traseras. Como valor comparativo. En el 4. 2) Entrada de los gases al precalentador de aire. se determinó la temperatura del aire primario caliente. Los valores del contenido de ceniza se obtuvieron por incineración total a 500ºC.2 . 4) Salida de los gases del precalentador de aire. MATERIALES Y MÉTODOS Se realizaron tres ensayos completos. Para el análisis estadístico de los datos medidos. O2 y CO.19
. representan lecturas de los instrumentos de la fábrica. en una caldera bagacera acuotubular marca Mellor Goodwin. 7) Entrada de bagazo.: desviación estándar de las mediciones de los ensayos. la temperatura de los gases de combustión y su factor de dilución. 6) Entrada del aire secundario. En el punto 5. 5) Salida del aire primario (caliente) para la combustión. O2 y CO. se empleó la hoja de cálculo Excel 2000. es decir.3 m2. 3) Entrada del aire primario (frío) para la combustión. VP: promedio de los valores medidos.RIAT 2005 . se midieron la temperatura de los gases. Se realizaron en promedio tres lecturas de cada uno de los parámetros medidos durante cada ensayo. Se ensayó la caldera en las condiciones óptimas de operación. se evaluaron el caudal de aire secundario total que ingresa a la caldera y su temperatura.5 m2 de superficie de intercambio y sin economizador. La Figura 2 muestra un esquema básico de la caldera ensayada. se definió la desviación estándar porcentual relativa al valor promedio como:
Donde: DESV EST. el factor de dilución y la concentración de CO2. presión y temperatura). se tomó la temperatura del aire primario frío que ingresa a la caldera. con alta demanda de vapor y sin consumo de combustible adicional. equipada con un precalentador de aire de 732.
Figura 2.Nº 82 TOMO 1 . se determinaron la concentración en volumen de CO2. se tomó una muestra de bagazo por turno y se determinó el contenido de humedad y cenizas. con una superficie de calefacción de 945 m2 y una superficie de parrilla de 12. La humedad del bagazo se determinó por desecación en estufa a 105ºC a peso constante. En el punto 7. Los datos correspondientes al punto 1 (producción de vapor. a la que se le incorporó superficie de intercambio para calentar el aire secundario. En el punto 6.
20 . -Un manómetro digital marca TESTO. la carga del hogar. exactitud y resolución del analizador de gases de combustión para los elementos considerados.2
. se considera una cierta cantidad de aire espurio que ingresa a través de infiltraciones por las paredes del hogar. resolución de 1oC y escala de -10 a 1200ºC. resolución de 1ºC y escala de 50 a 500ºC. modelo 454. -Un anemómetro digital con sonda de velocidad (tubo Pitot) y temperatura. modelo TESTO 505P. marca IEA.EEAOC . Rango de trabajo.Nº 82 TOMO 1 . de manera de contrastar los valores medidos de las variables del sistema con los encontrados por cálculo. la cantidad de aire necesario para la combustión y la cantidad de gases producidos en la misma. En este esquema se pueden ver las corrientes que ingresan y egresan del sistema. La sonda de velocidad presenta un rango de trabajo de 0.4 a 60 m/s. más el aire que ingresa como esparcidor del bagazo. Para el caso del horno. resolución de 0. con la alimentación de bagazo. y determinar la cantidad de bagazo consumido. Puede destacarse además. 1949). que contempla el tipo de parrilla. resolución de 1 mmca y rango de trabajo de -200 a + 500 mmca.1ºC y rango de trabajo de 0 a 200ºC. se plantearon los balances de masa y energía en el horno de la caldera y en su precalentador de aire (ICQ). que determina la concentración de CO2. Esquema básico de la caldera de vapor sin optimizar. por las compuertas de limpieza de la parrilla.
Tabla 1. En la Tabla 1. -Un termómetro digital múltiple de seis canales.RIAT 2005 . -Un termómetro digital. el ingreso del aire secundario frío y del aire primario caliente. se muestran los datos técnicos de los sensores del equipo. marca IEA. -Una termocupla tipo K con cabezal de conexión.Revista Industrial y Agrícola de Tucumán (2005) Tomo 82 (1-2): 17-25 Instrumentos y equipos utilizados en los ensayos Para la realización de las mediciones se empleó el siguiente instrumental. cable compensado y vaina de protección y rango de trabajo de -200 a 1370ºC. sellos de domos. la clase de combustible y la combustión más o menos perfecta de los componentes gaseosos del mismo (Heinrich.
Figura 3. el factor de dilución y la temperatura. perteneciente al Laboratorio de Mediciones Industriales de la EEAOC: -Un analizador digital de gases de combustión. O2 y CO en gases secos. Planteo de balances de masa y energía Con la ayuda del esquema de la Figura 3. El aire secundario frío (Gaire2) representa la suma del aire que se inyecta por las toberas traseras y delanteras. por el techo o cielo de la caldera. En el análisis se ha considerado un rendimiento del hogar del 99%. -Dos termoresistencias tipo PT-100 con cabezales de conexión y cables compensados y rango de trabajo de 0 a 400ºC. marca TESTO.
Gv: producción de vapor en kg/h.Inyección de aire caliente en calderas Para el caso del precalentador de aire (ICQ). tch: temperatura de los gases en chimenea en ºC. por lo que dicha entalpía resulta igual al valor de la temperatura del agua. En los balances de energía se consideró una temperatura de referencia (tref) igual a 25ºC. tbag : temperatura del bagazo al ingresar a la caldera en ºC.Cpg. Para el cálculo del calor específico del aire (Cpaire) y de los gases de combustión (Cpg). 1964). 1949). se consideró la composición elemental del bagazo propuesta por Hugot (1964).2 . se observa la composición elemental en base seca de Hugot y la corregida. Estas últimas son el bagazo que ingresa al hogar (B).76·(1-w)· λ]·B (2) Gaire1: caudal de aire primario en kg/h (Hugot.w). tac : temperatura del aire caliente en ºC.(1-Czas) PCI: poder calorífico inferior del bagazo en kcal/kg (Hugot.Cpaire.(tg-tref.)+B. también se consideró un rendimiento del 99%. el aire empleado para la combustión (Gaire1). Gaire3: cantidad de aire infiltrado en la caldera en kg/h. Czas: cantidad de cenizas del combustible en %/100. tac: temperatura del aire caliente a la salida del ICQ en ºC.76·(1-w)· λ+1]·B (3) Balance de energía en el ICQ:
Gaire1. Cpbag= 0. ya que se encontraba operando en condiciones óptimas de construcción y aislación (Heinrich. η ICQ: rendimiento del calentador de aire.Nº 82 TOMO 1 . tref : temperatura de referencia en ºC. hag: entalpía específica del agua de alimentación en kcal/kg.)+Gv. la temperatura del aire caliente (tg) y la cantidad de aire infiltrado en el hogar (Gaire3).ηICQ (4)
Donde: Gaire1: caudal de aire primario para la combustión que ingresa al ICQ en kg/h. Detalle de la composición elemental de bagazo adoptada y corregida. los gases producto de la combustión (Gg). Cp aire: calor específico del aire en kcal/kgºC. 1964).(1-w)+w Cpbag: calor específico del bagazo en kcal/kgºC (Hugot. B: cantidad de bagazo consumido en kg/h. Cpaire: calor específico del aire en kcal/kgºC. Cpg: calor específico medio de los gases de combustión en kcal/kgºC. 1964).(taf-tref. Hv: entalpía específica del vapor sobrecalentado en kcal/kg. Se consideró confiable la medición de la cantidad de aire secundario efectuada (Gaire2). = Gg.21
.(tbag-25)-w.
Tabla 2.(tac-taf. 1964). Gaire2: caudal de aire secundario en kg/h. Además. Gaire frío = Gaire2 + Gaire3 Gaire frío: caudal total de aire frío que ingresa al hogar (kg/h). PCI= (4250-4850. planteándose un sistema de cinco ecuaciones con cinco incógnitas.Cpg. tg: temperatura de los gases de combustión a la entrada del ICQ en ºC.(tg-tch. ηH: rendimiento del hogar.(tac-tref.(Hv-hag) (1)
Donde: Gaire1 = [5. taf : temperatura del aire frío en ºC. w: humedad del bagazo en %/100. En la Tabla 2. en base a su composición estequiométrica según Hugot (1964).
La cantidad de aire para la combustión y los gases producto de la misma se obtuvieron de las relaciones correspondientes a la combustión del bagazo y aire.)=Gg.Cpaire. Gg= [5.)+Gaire frío. EEAOC . La entalpía del vapor se determinó en función de su presión y temperatura. Cpg: calor específico de los gases de combustión en kcal/kgºC. Gg: caudal de gases de combustión a la entrada del ICQ en kg/h. ηH. λ: factor de dilución.RIAT 2005 . pero corregida en proporción a la cantidad promedio de ceniza obtenida experimentalmente en los ensayos de laboratorio. se utilizaron las composiciones químicas de éstos y los calores específicos de sus elementos constituyentes. Para el caso de la entalpía del agua de alimentación se consideró el calor específico del agua igual a 1.Cpaire.).[Cpbag.42.
Gg: caudal de los gases de combustión en kg/h (Hugot. Se desarrollaron a continuación los siguientes balances: Balance de energía en el horno:
(Gaire1.579+PCI]).
para el sistema sin optimizar.2
ig = Gv / B
se consideró que tanto el aire primario para la combustión como el aire secundario se calientan en el precalentador de aire (ICQ). se utilizó la hoja de cálculo Microsoft Excel 2000. pero a los fines del cálculo consideramos una única corriente.
22 . tac: temperatura del aire caliente a la salida del ICQ en ºC.RIAT 2005 .Cpaire. maximizar. De la ecuación 7. De manera similar se plantearon los balances de masa y energía para el sistema con calentamiento del aire secundario.UICQ). ingresan al hogar de la caldera por corrientes separadas. Se asumió para el sistema optimizado un aumento del 10% en el valor del coeficiente de transferencia del calor (U'ICQ = 1. es:
Gaire1+Gaire2+Gaire3+B=Gg (5)
Donde las variables ya fueron definidas anteriormente.Revista Industrial y Agrícola de Tucumán (2005) Tomo 82 (1-2): 17-25 Balance de masa en el sistema caldera-ICQ: En el análisis. se contempló la influencia de las infiltraciones de aire espurio en el interior de la caldera. sujeta a múltiples restricciones. Cpaire: calor específico del aire en kcal/kgºC.1. que es una macro automática que permite analizar tres tipos de problemas de optimización: lineal. UICQ: coeficiente global de transferencia del calor del ICQ del sistema sin optimizar en kcal/hm2 ºC.
Donde: Gaire1: caudal de aire primario para la combustión que ingresa al ICQ en kg/h. no lineal y de entero (Fylstra et al.Cpaire. A'ICQ: área del precalentador de aire del sistema optimizado en m2..AICQ.EEAOC . y también resolver sistemas de ecuaciones. Esta herramienta permite optimizar una función objetivo (minimizar. puede determi-
Figura 4. La ecuación de transferencia de calor en el precalentador de aire. AICQ: área del precalentador de aire del sistema sin optimizar en m2. y que tanto el aire primario como el secundario ingresan al hogar como una única corriente a igual temperatura.∆tm
Qtransf=(Gaire1+Gaire2). ∆tmlog: temperatura media logarítmica en ºC. Una vez resueltos los balances. 1998). (tac-taf)=UICQ.A’ICQ. se calculó el rendimiento energético del esquema considerado con la siguiente expresión:
Qtransf=Gaire1. que permite dibujar dicho esquema y resolver los balances siguiendo una metodología análoga a la propuesta por Paz y Cárdenas (1999). Gaire2 : caudal de aire secundario en kg/h.Nº 82 TOMO 1 . o igualar a un valor fijado por el usuario). mediante el ajuste de las variables de decisión hasta lograr una solución satisfactoria.(tac-taf)=U’ICQ. Esquema básico de la caldera de vapor optimizada. U'ICQ: coeficiente global de transferencia del calor del ICQ del sistema optimizado en kcal/hm2 ºC. El índice de generación (ig) se calculó mediante la siguiente relación: En el caso del sistema optimizado de la Figura 4. Para la resolución del sistema de ecuaciones formado se utilizó el comando Solver de Excel 2000.∆tm
Donde las variables ya fueron definidas anteriormente. Para el planteo de los balances de masa y energía. En la práctica.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se observó baja variabilidad en las lecturas de las mediciones de cada parámetro durante los ensayos efectuados. sin optimizar y el optimizado. dicha temperatura difiere de la correspondiente al ingreso al hogar. .
Tabla 3.Nº 82 TOMO 1 . En la Tabla 3 se observan los valores promedio de las variables medidas para cada ensayo y para los distintos puntos de medición en la caldera original. Donde: GN equiv. Se consideró para el cálculo un poder calorífico del gas natural (PCI GN ) de 8300 kcal/Nm3. de índice de generación de vapor. se consideró la siguiente conversión isocalórica: GN equiv. asumiendo además un rendimiento normal de una caldera a gas natural (ηGN) del 80%.
EEAOC . asumiendo como dato de entrada la temperatura de los gases de combustión (tg). ηGN: rendimiento normal de una caldera a gas natural. Por lo tanto. Además. por lo que pueden ser considerados como representativos del funcionamiento de la caldera.23
. empleando la hoja Excel y el comando Solver. ηGN = B . .RIAT 2005 . los resultados obtenidos de rendimiento energético. En la tabla se observa que el valor de la desviación porcentual DESV % para el caso de la concentración de monóxido de carbono es normal para este tipo de calderas. En el análisis de los gases de combustión se encontraron trazas de hidrocarburos no quemados (CxHy) en concentraciones despreciables. PCI Bag: poder calorífico inferior del bagazo en kcal/kg. y determinándose para este caso el nuevo rendimiento energético e índice de generación de vapor.: consumo de gas natural equivalente en Nm3/h.Inyección de aire caliente en calderas narse la superficie de intercambio necesaria para calentar todo el aire que ingresa a la caldera (aire primario + aire secundario). debido a la sensibilidad que presenta este elemento a los cambios en el proceso de la combustión. ηBag. PCI Bag. PCI GN . el combustible consumido. El sistema de ecuaciones formado se resolvió de manera similar al caso sin optimizar. PCI GN: poder calorífico inferior del gas natural en kcal/Nm3. Finalmente se procedió a comparar para ambos sistemas. Debido a que la medición de temperatura de aire caliente (tac) se realizó en un punto muy próximo a la salida del calentador. ηBag. Mediciones realizadas en los puntos de muestreos y sus magnitudes. y de las restantes variables características para iguales condiciones de operación de la caldera.: rendimiento de la caldera de vapor optimizada. se decidió determinar por cálculo dicha temperatura. se presentan las desviaciones estándar de las mediciones realizadas y la desviación expresada en % referido al valor promedio.2 . Para determinar el equivalente en gas natural de un flujo de bagazo. B: cantidad de bagazo consumido en kg/h.
Resultados de los balances de masa y energía para el sistema con inyección de aire secundario caliente. Para este caso. Analizando el esquema de la figura. se muestran en la Figura 6. y como condición de cálculo. Los valores calculados se encuentran dentro del rango de mediciones normales para este tipo de calderas.44ºC. se mantuvo constante la cantidad de aire infiltrado en el hogar de la caldera (31.45%.5 m2 con respecto al caso anterior. El rendimiento energético de la caldera es del orden del 64. Resultados de los balances de masa y energía para el sistema con inyección de aire frío. lo que implica una superficie adicional de 291. Se puede observar que el rendimiento energético de la caldera aumentó en 1. introduciendo aire secundario frío en el hogar de la caldera. También. es decir.
24 .27% (desde 1.6% del aire total). Se puede apreciar un aumento relativo del índice de generación del 2.Nº 82 TOMO 1 . por lo que se consideró que el 68.76 kg vapor/kg bagazo.2
.52% con respecto al sistema sin optimizar.
Figura 6. es decir. un 2. El aire primario para la combustión disminuye un 3. resultando un error del 15% respecto del valor medido.55% y los gases efluentes de la chimenea lo hacen en un 2. La superficie necesaria para el calentamiento del aire total que ingresa a la caldera asciende a 1024 m2. alcanzando un valor del 65.62 puntos.EEAOC .44ºC.4% del aire total que ingresa a la caldera se encuentra caliente a una temperatura de 211.RIAT 2005 . se muestran en la Figura 5.15% y el índice de generación de 1. se observa que el aire secundario es un 20. para el caso de calentar todo el aire secundario antes de introducirlo en el hogar de la caldera.Revista Industrial y Agrícola de Tucumán (2005) Tomo 82 (1-2): 17-25 Los resultados de los balances de masa y energía para el sistema sin optimizar (caldera original).76 a 1.3% del aire total.80 kg vapor/kg bagazo). La temperatura del aire caliente calculada fue de 211. la temperatura de estos gases de chime-
Figura 5. Los resultados encontrados.77%.
0 Nm3 en combustible adicional. aproximadamente un 2. En: Dubbel H.8% más de superficie que la actualmente instalada. disminuyendo los inquemados y obteniendo menores emisiones por la chimenea.300.004. Editorial Labor.27% y reducción en el consumo de bagazo (2.0 $/zafra (513. Rev. BIBLIOGRAFÍA CITADA Fylstra. ya que se obtiene un mejor equilibrio térmico del hogar al ingresar el aire con una cierta energía. y G.. 1983. Bajo estas condiciones. se tendría 256.62 puntos en el rendimiento térmico de la caldera. aumentando además el tiempo de residencia de las partículas en suspensión en el interior del hogar. Es importante mencionar que el efecto favorable de la inyección de aire secundario caliente se manifiesta significativamente cuando se aplica en calderas bagaceras de mayor envergadura a la considerada en el presente trabajo. 1998.680. se obtuvo un ahorro de 256. la inversión en 291. Con la inyección de aire caliente disminuyó el consumo de bagazo en 426. L. En el análisis se tuvieron en cuenta los gastos de aislamiento del precalentador de aire y de las tuberías de conducción del aire secundario. de manera de asegurar las reacciones y la no formación de hollín.45% del bagazo total. O.0 $/m2.3 $/Nm3 (valor promedio zafra 2005). El calentamiento del aire secundario de la caldera permite mejorar la combustión en la misma. tendremos un ahorro de 77. pp.25
. aproximadamente un 39.Nº 82 TOMO 1 . Buenos Aires. precalentar todo el aire secundario que ingresa al hogar de la caldera.3 Nm3/h y considerando una zafra de 150 días. México. J. que representa un equivalente en dinero a 77. Manual para ingenieros azucareros.680. lo que reduce el impacto ambiental.45%.) Manual del constructor de máquinas. 1949. Esta energía es aprovechada para mantener una alta temperatura.3 a 187. redundó en múltiples beneficios respecto a la caldera original: aumento de 1. Esto contribuye a la combustión completa de dichas partículas. es superior al 15%.
EEAOC . Cárdenas. Design and use of the Microsoft Excel Solver. 1. Para el caso analizado.2 . reimpresión en español). Heinrich. En cuanto a la superficie adicional requerida para precalentar todo el aire secundario. Ind. Este ahorro de bagazo tiene un equivalente en gas natural de 71.8ºC). el efecto del enfriamiento del horno no resultaría tan significativo debido a las altas temperaturas que reinan en el hogar de la caldera. (ed. equivalente a 71. D. Para valores inferiores. 1999. se observa que inyectando aire secundario caliente el consumo de bagazo disminuyó 426.0 $/zafra.0 Nm3/zafra de gas natural ahorrado. asciende en este caso a 291.45%) y del aire primario para la combustión (3. Hugot.004. Curso dictado por la firma Salcor Caren S. Con respecto a la temperatura de los gases de combustión que salen por la chimenea. en relación con el aire total que ingresa a la caldera. Lasdon. 3. Documento inédito. Watson and A.6 días de zafra. CECSA. El calentamiento del aire de turbulencia es recomendable para los casos en que la cantidad de aire insuflado por las toberas. de Tucumán 76 (1-2): 1524.95%. Informs interfaces 28 (5): 29-55.3 Nm3/h de gas natural. 963-1085.5 m2) un costo de $58. La inyección de aire secundario. Analizando ambos planteos. si tenemos en cuenta un costo total de fabricación del precalentador de aire de aproximadamente 200 $/m2. en alemán (3. Considerando un precio para el gas natural de 0. ed. mejora del índice de generación de vapor en un 2. Calderas para combustibles celulósicos. Instalaciones de producción de vapor. Paz. ed. con el ahorro en gas natural la superficie adicional del calentador se pagaría en 113. Considerando para el calentador un costo de 200. Al considerar una zafra de 150 días. tendremos para la superficie adicional necesaria para calentar el aire secundario (291. D. E.5 m2.4 $/día). se obtuvo una reducción de la misma aproximadamente en un 11. crea la turbulencia necesaria para mezclar íntimamente el aire con el combustible. CONCLUSIONES La metodología de cálculo propuesta resultó apropiada para abordar este tipo de problemas. en español.RIAT 2005 .5ºC (de 213. en la Facultad Regional Tucumán de la Universidad Tecnológica Nacional.53 kg/h. y Agríc.55%). que equivale a una reducción aproximada del 2. Salcor Caren. Waren. Estos resultados demuestran una viabilidad técnico-económica de la inyección de aire secundario caliente en el hogar de la caldera. convenientemente distribuido. J.Inyección de aire caliente en calderas nea se reduce en 25. 1964. Secadero de bagazo o economizador: análisis comparativo de su influencia en el rendimiento energético neto de una caldera bagacera.6 días de zafra.53 kg/h.A. Por otro lado.5 m2 se pagaría en 113.
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