la combustion
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la combustion
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica INGENIERIA DE EJECUCION MECANICA PROGRAMA DE PROSECUCION DE ESTUDIOS VESPERTINO ASIGNATURA CONTAMINACION AMBIENTAL Y DESARROLLO SUSTENTABLE NIVEL 06 EXPERIENCIA E960 “FENOMENO DE LA COMBUSTION” HORARIO: MARTES DE 19.00 A 21.30 HRS. 1 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Introducción: La combustión es la forma predominante de generar energía térmica principalmente a nivel industrial. A su vez, el consumo de combustible sujeto a las fluctuaciones de precios que ellos tienen en los mercados nacionales e internacionales, lo convierte en un insumo de gran relevancia para el sector productivo, el que se hace sentir, de una u otra forma, en el valor final del producto obtenido. Lo anterior, es una justificación más que valedera para establecer políticas y acciones que tiendan a optimizar el rendimiento de combustión de las Fuentes a racionalizar el uso de combustibles colaborar con las campañas de descontaminación establecidas por el gobierno. El parámetro más importante es el RENDIMIENTO DE UNA FUENTE y para su determinación convergen una serie de variables que hacen muy difícil la compatibilización simultánea de todas ellas. Por lo tanto, he considero - en primer lugar - mostrarles a ustedes las variables que han permitido establecer un “PROTOCOLO DE CONTROL” que se aplica a todas las fuentes estacionarias de combustión y, dejaré para otra oportunidad, lo referido a Fuentes móviles, de responsabilidad del MTT Material particulado, Norma : CH-5 y Análisis de Gases Contaminantes Norma : CH3-A de responsabilidad del SEREMI de SALUD Metropolitano. Procedimientos para Inspección Periódica de las Instalaciones Domiciliarias de Gas Combustible los D.S. 222 Abril de 1996, D.S. 489 de Septiembre de 1999 y D.S. 66 de Febrero del 2007 de responsabilidad de SEC. 2 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica FENÓMENO DE LA COMBUSTIÓN En términos Químicos, la combustión corresponde a la Oxidación de una sustancia conocida como combustible, para generar Energía. La ecuación química teórica que representa al proceso de combustión es : CxHy + ( x+ y y ) O2 x CO2(g) + H2O(v) +E 4 2 Aquí se habla de una ecuación química teórica por 2 razones: El combustible está siendo representado por un hidrocarburo de la forma CxHy, pero en la práctica sabemos que los combustibles contienen además S, N, O como parte de su composición y que no aparecen en la ecuación anterior, sin embargo, deben ser considerados en las ecuaciones de balance de masa y energía asociadas con el proceso. Por otra parte, la combustión desde el punto de vista químico, se realiza con O2 como comburente. Sin embargo, a nivel doméstico e industrial se realiza con aire, el que corresponde a una mezcla - en volumen - formada por 21 % de O2 y 79 % de N2 y, el N2 que ingresa junto al oxígeno es muy estable, prácticamente no experimenta cambios medibles durante el proceso, y abandona finalmente la cámara de combustión tal como ingresó, pero sacando - una cantidad no despreciable de calor sensible desde el hogar para entregarlo al ambiente. En otras palabras, se está calentando el aire ambiente. Composición centesimal promedio (en peso) de los combustibles usados en Chile %C %H %O %N %S Gas Gas Gas P.#6 Licuad Ciudad Natural 81,0 29,5 76,0 86,6 18,9 8,6 23,2 10,6 0,0 46,8 0,0 0,1 0,0 15,1 0,8 0,1 P.#5 Diesel 86,1 12,0 0,1 0,1 86,3 13,1 0,0 0,0 Parafina Leña Carbón 85,9 13,5 0,0 0,0 45,3 8,0 46,4 0,0 72,2 5,6 11,8 1,3 1,7 0,0 0,0 0,0 2,6 1,7 0,6 0,6 0,4 Los productos de combustión son todos gaseosos y emergen desde la cámara de humos a alta temperatura y bajas presiones, lo que significa que los gases de escape se comportan aproximadamente como ideales, ya que para esas condiciones “el factor de compresibilidad Z tiende a 1”. Z=1+ 1 a a a (b )P ( 2a ) P 2 ...... 3 RT RT RT ( RT ) lím ( Z ) P 0 1 P 3 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Para los Organismos Fiscalizadores Chileno ( Seremi Salud; SEC ; ISP; MTT; CONAMA) los resultados de las mediciones deberán estar referidas a la base de cálculo de 25ºC y 1,0 atm, de acuerdo a lo establecido en el D.S. Nº4 del 2 de Marzo de 1992, del Ministerio de Salud. Por lo tanto, el volumen molar de la mezcla será Vm = R·T 0,082(atm ·L / mol º K ) * 298,16º K = 24,45 ( L / mol) P 1atm La reacción de combustión, no podría realizarse si faltará ciertas condiciones tales como: La proporción aceptable entre aire y combustible: RAC Un valor determinado de presión y temperatura conocido como Condición de Ignición. Un mezclado homogéneo entre combustible y comburente De acuerdo con estos parámetros podemos concluir que el RENDIMIENTO de la combustión estará vinculado: Al estado y calibración adecuada de los quemadores. 4 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Se necesita un tiempo de residencia adecuado de la mezcla combustible en el interior del hogar, para garantizar la quema total. Las dimensiones adecuadas del recinto donde se realizará la combustión, llamado hogar, deberá estar a temperatura adecuada para combustionar totalmente la mezcla. Este recinto debería estar tapizado interiormente por refractarios para conservar la temperatura, lo que se conoce como mampostería 5 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica De acuerdo a la composición centesimal del combustible, este contiene C % de carbono ( en masa) y la reacción de oxidación será: C + O2(g) = CO2 (g) entonces: C gr de C 1 mol de C 1 mol de O 2 24,45 lt de O 2 1 m 3 de O 2 1000 gr Cb 100 gr Cb 12 gr de C 1 mol de C 1 mol de O 2 1000 lt de O 2 1 Kg Cb 3 C m NdeO2 0.2445 12 Kgcb Esto significa que para combustionar totalmente el %C contenido en 1 kg combustible, se requieren de 0,2445 ( C 3 )m N Oxígeno 12 de acuerdo con la ecuación anterior el máximo valor de CO2 que se obtendría es : C m 3 N .deCO2 12 Kgcb CO2 0.2445 Las reacciones químicas de combustión para los restantes componentes del combustible: Azufre (S), Nitrógeno(N) y Oxígeno (O) las podemos presentar por las siguientes ecuaciones: S· + O2 = SO2 N· + O2 = NO2 - O· + (1 / 2) O2 = - O2 La cantidad de oxígeno requerido será : Para Nitrógeno: 0,2445 x ( N ) 14 ( m3N Oxig / Kg cb ) Para Azufre : 0,2445 x ( S ) 32 ( m3N Oxig / Kg cb ) Para Oxigeno: (-) 0,2445 x ( O ) 32 ( m3N Oxig / Kg cb ) 6 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica como se está realizando el balance referido al Oxígeno necesario para combustionar 1 kg de combustible, debemos restar el oxígeno propio que trae el combustible. Si sumamos el oxígeno necesario para combustionar cada componente del combustible ( el C; H; N; S y O), y sacando factor común 0,2445 tendremos: O T = 0,2445 x [ H C S N O + + + ] ( m3N Oxigeno / Kg Cb ) 12 4 32 14 32 Cuando en lugar de Oxigeno usamos Aire como comburente, el proceso se denomina Quemado. Considerando que el aire contiene 21% en volumen de Oxígeno, entonces podemos calcular el aire estequiométrico necesario para quemar 1 Kg de combustible: 3 1 m 3N Aire C m N .deOxigeno C m3 aire 0.2445 1.164 N 3 Kgcb 0.21 m N Oxígeno 12 12 Kgcb y, la ecuación general para evaluar la cantidad de aire sería: A T = 1,164 x [ C H S N O + + + ] 12 4 32 14 32 (m3N Aire/Kg Cb) En relación a los gases producto de la combustión, conocidos como gases de escape, estos estarán formados por: CO2 = SO2 = NO2 = H2O = N2 = C ) 12 S 0,2445 x ( ) 32 N 0,2445 x ( ) 14 H 0,2445 x ( ) 2 0,2445 x ( 0,79· AT (m3N / kg Cb) (m3N / kg Cb) (m3N / kg Cb) (m3N / kg Cb) (m3N / kg Cb) 7 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica La suma de estos productos, nos entregan los gases de escape teórico húmedos o gases estequiométricos húmedos. GTH= 0,2445 · [ C H S N + + + ] + 0,79·AT ( m3N / kg Cb) 12 2 32 14 Cuando las combustiones se realizaran con el Aire Teórico o Estequiométrico, éste sólo enciende la llama, pero no es capaz de mantenerla. Para ello se requiere una cierta cantidad de Aire en Exceso. 1.- El Aire en Exceso El exceso de aire está perfectamente controlada por el Organismo Fiscalizador a través del Decreto Supremo Nº 322 de 1993 (SESMA). La razón por la cual se debe controlar el exceso de aire es para evitar: La dilución de cualquier contaminante que se desee medir, principalmente material particulado. Porque el exceso de aire enfría el hogar de la fuente, y la combustión se hace incompleta generando monóxido de carbono CO. El N2 del aire no interviene en la reacción de combustión, sin embargo, saca calor sensible del hogar (Cp · dT) para entregarlo a la atmósfera. Para evaluar el porcentaje de Aire en Exceso, debemos conocer previamente la Relación de Aire . Este parámetro se define operacionalmente como el cuociente entre Aire real y Aire teórico: = Aire Re al que ingresa a la cámara de combustión AR 21 = = Aire Teórico que interviene en la combustión (21 O2 m) AT 8 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Entonces se habla de Gas Real Húmedo cuando hay exceso de aire: Gas Real Húmedo = Gas Teórico Húmedo + El Aire en exceso GRH = GTH + A exceso Definimos : = AR 21 AT (21 O2m ) AR 1 AT - 1 = - 1 = AR - A T AT Pero en termodinámica sabemos que la diferencia entre lo Real y Lo Teórico se llama Exceso Aire en Exceso = AR - AT - 1 = AExceso AT 100 · (-1) = 100 · [ El Aire en exceso será : /· 100 AExceso ] = % A. Exceso AT A.Exceso = AT ·( - 1) Por lo tanto se ha normado el porcentaje de aire en exceso máximo permitido para las combustiones, a través del D.S. Nº4 del 2 de Marzo de 1992 del Ministerio de Salud y también fue acogido por la SEC para las fuentes domiciliarias. Los valores se reportan en la siguiente tabla: 9 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica COMBUSTIBLE % A.Exc. máximo permitido Diesel 20 P# 5 40 P#6 50 Carbón parrilla 100 Carbón pulverizado 50 Leña, Astilla, Aserrín 150 Kerosenne 20 Gases combustibles 10 GN; GC y GLP En la práctica, los equipos analizadores, determinan el O2 que no interviene en la reacción química, por lo tanto se conoce el valor de ( relación de aire), la que conlleva a determinar finalmente la RAC del proceso El aire total que ingresa a la cámara de combustión de la fuente será : ATotal = ATeórico + A Exceso = AT + AT· ( - 1 ) ( = AT· ( m 3 Aire ) Kg combstible m 3 Aire ) Kg combstible Como se conoce la densidad del aire a las condiciones en que se midió el O2 en exceso, el cual es de ( ( m 3 Aire Kg Aire Kg Aire ), tendremos el valor de la RAC = AT· ( )·( 3 ) = AT· · m3 Aire Kg combustible m Aire Kg Aire ) Kg cb 10 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica El mejor valor de la RAC = 15 Kg Aire 1 Kg combustible Cuando una fuente supera el valor establecido por la norma, deberá aplicarse, un factor de corrección por Aire en Exceso, establecido en los decretos Nº 32/ 1990 y Nº 322/ 1991 [C] Corregida = [C ] Medida · fc Donde fc = factor de corrección = [C] Corregida = [C ] Medida · ( 100 % AExc .medido 100 % AExc .máx. permitido 100 % AExc.medido ) 100 % AExc.máx. permitido En lo referente al Q : caudal de los gases de escape, según el D.S. Nº 812 de 1995 del Ministerio de Salud, indica que también debe ser corregido según la ecuación : Q corregido = Q corregido = Q medido · ( Q medido fc 100 % AExc .máx. permitido ) 100 A.Exc.medido 2.- RENDIMIENTO DE LA COMBUSTIÓN: De acuerdo a la ecuación básica de combustión establecida anteriormente CxHy + ( x+ y y ) O2 = x CO2(g) + H2O(v) +E 4 2 Podemos decir que mientras mayor sea la emisión de CO2(g), significa que más completa ha sido la combustión, por lo tanto, el CO2(g) desprendido es un parámetro indicativo de una buena combustión. De acuerdo a lo expresado anteriormente 11 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica CO2 máx 3 C m deCO2 0.2445 12 Kgcb Si este valor lo referimos porcentualmente a los gases Reales Secos (GRS) tendremos: % CO2 máx. C 0.2445 12 = 100 · GRS Por lo tanto, el Rendimiento de la combustión lo determinamos en función del % CO2 medido y el porcentaje de CO2 máx.,teórico % combustión = %CO2 medido x100 %CO2 max 3.- DETERMINACIÓN DE LA PLENA CARGA DE LA FUENTE Los Organismos Fiscalizadores solicitan hacer las mediciones de las fuentes a “plena carga”, ya que a esta condición los parámetros de seguridad son perfectamente conocidos por el fabricante de la fuente y se encuentran debidamente informados en la “placa de la caldera” La Plena Carga se refiere al consumo máximo de combustible en el quemador de la fuente, para lograr su potencia nominal para la cual fue diseñada la fuente La determinación de la plena carga requiere en primer lugar conocer el caudal normalizado y corregido de la fuente problema (Qnc). Este parámetro se determina conociendo el área del ducto de evacuación y la velocidad de los gases de escape. Q medido = v ( m ) x Area ducto ( m2) h La velocidad de los gases efluentes se determina haciendo un barrido con un tubo de Pitot, para determinar la presión de velocidad, en la sección transversal del ducto de chimenea 12 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica pitot = p i n De la ecuación de Bernulli V = 34,97 · Cp · Tg·P (m/s) Pabs·Mw 34,97 = factor que hace dimensionalmente compatible la identidad. Cp = Coeficiente del Pitot que se utilice Tg = Temperatura absoluta de los gases P = Delta Pitot ( mm.c.a.) Pabs = Presión Absoluta ( mm Hg) Mw = Peso molecular del gas húmedo el área de flujo será : Ach = r2 = ( 2 ) (m2) 2 Caudal de los gases de escape Normalizado y corregido será: Pm·Vm PN ·VN Tm TN Pm·Qm PN ·QN Tm TN 13 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Pm·Vm PN ·VN Tm TN Pm·Qm PN ·QN Tm TN fN= Q N TN P 298,16 P P * ( )m = * ( ) m = 0,3923 * ( ) m Qm PN T 760 T T fc = factor de corrección = 100 % AExc .medido 100 % AExc .máx. permitido El contenido de humedad de los gases de escape se determina usando el Nomograma de la EPA Con este nomograma es posible conocer el peso molecular de los gases de escape como secos (Dry) y como húmedos (WET) mediante las relaciones : XH2O = Xgs = MW M D 18 M D M W 18 M D 18 14 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Porcentaje de humedad: % H2O = 100 · Xgs P 3600 · Vch · A · Xgs · 0,3923 · ( ) m T fc El caudal Normalizado y corregido por aire en exceso: Q NC P 1412,3·Vch·Ach·Xgs·( )m m 3 ge T = ( ) h fc El consumo de combustible, para las condiciones de operación de la fuente se puede determinar por la relación : m3 Q NC ( ) kgcb h CC ( ) = h m3 GRS ( ) kgcb El porcentaje de plena carga de la fuente, se determina por la relación: Plena Carga = Consumo Calculado (normaliza. y corregido) x100 Consumo Nominal 80 % < Plena Carga < 100 15 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica 4.- DETERMINACIÓN DEL VAPOR GENERADO POR LA FUENTE El cálculo de la generación de vapor no es un cálculo exacto sino más bien una estimación ya que la fuente está sujeta a cambios constantes de consumo combustible, de variaciones de presión y temperatura, de cambios operacionales afectada por la producción de la empresa y por las exigencia de vapor solicitadas al operador de la fuente. Podríamos de decir que sólo tenemos una buena aproximación en la generación de vapor, al considerar lo teórico Más representativo resulta el cálculo a través de tablas de vapor saturado, ya que para aplicarla debemos considerar la presión manométrica del vapor y la temperatura, el rendimiento de combustión y el consumo de combustible. Todos estos parámetros son valores medidos instrumentalmente en la fuente combustiva y, por ende, nos acercan mucho a lo real. Vapor = Potencia Calórica quemador ( Kcal / h) CC · ·PCI = H Entalpía del vapor( Kcal / Kgv) CC = consumo combustible Kgcb h = rendimiento de la combustión PCI = poder calorífico inferior ( H = Entalpía total ( Kcal ) Kgcb Kcal ) Kgv En esta ecuación es ideal ya que no se ha considerado las pérdidas, sólo hemos supuesto que el consumo de combustible se ha transformado totalmente en calor. Combustible Diesel P#5 P#6 GLP GN GC PCS Kcal Kg cb 12.572 12.014 10.658 11.200 15.079 6.618 PCI Kcal Kg cb 12.228 11.239 10.037 10.108 13.761 6.087 Densidad combustible( Kg cb ) m 3 cb 0.85 0,96 0,98 2,00 0,63 0,68 16 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica RENDIMIENTO EN LA GENERACIÓN DE VAPOR % R Vapor = Vapor producido por la fuente *100 Vapor informado por fabricante (placa) PROBLEMA APLICACIÓN: La caldera de una recauchadora de neumáticos usa petróleo diesel #2 como combustible. La placa de la caldera nos da la siguiente información: Presión de trabajo ( vapor) = 75 psi ( aprox. 5 atm) Vapor generado = 900 kgv/h Consumo nominal = 45 (Kg cb/h) Diámetro de flujo chimenea = 15,7 pulgadas (0,4 m) Presión absoluta ( barométrica) = 718 mm Hg Los parámetros de combustión leídos a la condición de plena carga son los siguientes: 17 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica % CO2= 6,5 % O2 = 8 CO en el ambiente laboral = 42 ppm Temperatura de los gases = 170 ºC Presión de velocidad promedio de los gases = 0,8 mm.c.a. Peso molecular promedio gases de escape secos = 29,7 (g/mol) Desarrollo: A T = 1,164 x [ C H S N O 86,3 13,1 0,6 + + + ] = 1,16 · ( ) = 12,16 (m3N Aire/Kg Cb) 12 4 12 4 32 32 14 32 AR 21 21 1,6 AT ( 21 O2 m ) ( 21 8) 1 %AExc = 100 · (-1) = 100 ( 1,6 -1) = 60 % ge = P·Mw RT 1Atm ·28,9 0,082 g mol Atm ·L ·(170 273,16)º K º K ·mol 0,74 Kg m3 RAC = At · · ge = 12,16 · 1,6 · 0,74 = 14,4 1 fC = 100 % AExc . medido 100 60 160 1,33 = 100 % AExc .máx. permitido 100 20 120 % CO2 (correg) = % CO2 (medido)· fC = 6,5 · 1,33 = 8,6 % Respecto al monóxido de carbono ambiental CO CO corregido = CO m · fc = 42 · 1,33 = 56 ppm. 18 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Considerando que lo máximo permitido para interiores es 45 ppm, la fuente queda con sello amarillo y sujeta a revisión mecánica. GRH = 0,2445 ( C H N S m 3GRH ) ) AT ( 0,21) ( 12 2 14 32 Kg.cb GRH = 0,2445 · ( m 3 GRH 86,3 13,1 0,6 ) + 12,16 · (1,6- 0,21 ) = 20,2 12 2 32 Kg .cb GRS = GRH – 0,2445 · ( m 3GRS H 19 ) = 24 – 0,2445 · ( ) = 18,6 ( ) 2 2 Kg .cb De acuerdo a la composición centesimal del combustible: CO2 máx . = 0,2445 · ( m 3 N .CO2 C 86,3 ) = 0,2445 · ( ) = 1,76 ( ) 12 12 Kg .cb m 3 N CO 2 1,76 Kg cb % CO2 máx. = x 100 = 9,46 % m3 N GRS 18,6 Kg cb Combustivo = CO2 medido y corregido 8,6 CO2 máx. 9,46 X 100 = 91 % De acuerdo con el Nomograma tenemos: Xgs = Vch = 34,97 · Cp · Ach = r2 = ( M W 18 28,9 18 = 0,94 M D 18 29,6 18 Tg·P =34,97 · 0,84 · Pabs·Mw 443,16·0,8 m 3,9( ) 718·28,9 s 2 0,4 2 ) (m2)= ( ) = 0,126 m2 2 2 19 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Q NC 718 P ) 1412,3·Vch·Ach·Xgs·( )m 1412,3 ·3,9 · 0,126 · 0,94 · ( m 3 ge 443,16 T = = ) 782,4 ( h fc 1,33 El consumo de combustible, para las condiciones de operación de la fuente se puede determinar por la relación: m3 Q NC ( ) kgcb h = 782,4 42 Kg cb CC ( ) = h 18,6 h m3 GRS ( ) kgcb El porcentaje de plena carga de la fuente, se determina por la relación: Plena Carga = Consumo Calculado (normaliza. y corregido) x100 Consumo Nominal 42 = *100 93,5% 45 80 % < Plena Carga < 100 % Por lo tanto la fuente, durante la medición, se mantuvo a plena carga como exige la Norma. El vapor producido por la caldera: A través de la tabla de vapor saturado y con la presión manométrica del vapor de 75 psi ( 5 Atm ), la entalpía total es de 657 ( Vapor = Kcal ), entonces: Kgv Potencia Calórica quemador ( Kcal / h) CC · ·PCI = H Entalpía del vapor( Kcal / Kgv) Potencia del quemador será: Pc ( kcal Kcb Kcal kcal ) = 42( ) · 0,91 · 12.228( ) = 467.354,2 ( ) h h Kcb h 20 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería Mecánica Programa Vespertino de Prosecución de Estudios Ingeniería de Ejecución en Mecánica Kcal h 467.354,2 712 Kgv Vapor = Kcal 657 h Entalpía Kgv Potencia Rendimiento en Vapor = Vapor calculado 712 *100 *100 79,1 % Vapor nominal 900 21