combustión del petcoke con adición de caliza en un hogar de lecho

Transcripción

combustión del petcoke con adición de caliza en un hogar de lecho
UNIVERSIDAD DEL BIO BIO
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPTO. INGENIERÍA MECÁNICA
PROFESOR GUÍA:
SR. REINALDO SÁNCHEZ ARRIAGADA
“COMBUSTIÓN DEL PETCOKE CON ADICIÓN DE CALIZA EN UN
HOGAR DE LECHO FLUIDIZADO CIRCULANTE”
TRABAJO DE TITULACION PRESENTADO EN CONFORMIDAD A LOS REQUISITOS PARA
OBTENER EL TITULO DE INGENIERO CIVIL INDUSTRIAL, MENCION MECANICA.
Concepción, Julio de 2008
Jean Paul Duhart Ballesteros
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Agradecimientos:
Deseo expresar mis más sinceros agradecimientos a todas aquellas personas que con
su apoyo, han colaborado con la realización de este trabajo de titulación. Especialmente a
Don Reinaldo Sánchez Arriagada, docente de la Facultad de Ingeniería de la Universidad
del Bío Bío, quien amablemente acepto ser mi tutor durante este largo tiempo, además por
su valiosa colaboración, ideas, consejos y disponibilidad hacia mi persona para poder hacer
posible el desarrollo y término de este proceso.
A los profesores, Don Luis Cerda Miskulini y Doña Leticia Galleguillos Peralta.
deseo expresar mis más sinceros agradecimientos por sus excelentes consejos,
conversaciones amenas y su excelente disponibilidad hacia mi persona.
Al cuerpo docente de la Universidad del Bío Bío, especialmente a los profesores del
Departamento de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Industrial, por los conocimientos
entregados durante mi formación profesional y personal.
A mis padres, Bernardo y Ester por su infinito apoyo a lo largo de mi vida y por los
consejos y valores en mí inculcados.
Jean Paul Duhart Ballesteros.
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Resumen
Se evaluó el proceso de combustión de una caldera de lecho fluidizado circulante, lo
cual permitió analizar la situación actual del proceso, cuantificar la cantidad de carbón no
quemado que se deposita en las cenizas y parametrizar las variables de operación a partir
del rendimiento de la caldera y de la temperatura del lecho. Esto se realizó en el marco del
proyecto de investigación denominado “Combustión del petcoke con adición de caliza en
un hogar de lecho fluidizado circulante”.
El proyecto se realizó utilizando un modelo computacional desarrollado por Jean
Paul Duhart B. mediante el software EES (Engineering Equation Solver), el que permitió
cumplir con los objetivos planteados durante la investigación. Como resultados se logró
determinar las cantidades de gases producidos en función de la temperatura del lecho, la
demanda de caliza para la reacción de sulfatación, la cantidad de carbono no quemado
depositado en las cenizas y la relación que existe entre las variables de operación más
importantes y el rendimiento de la caldera.
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Índice
Agradecimientos
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Resumen
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Índice
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Capítulo 1: “Antecedentes generales”
1.1.- Origen del tema y planteamiento del estudio.
1.2.- Objetivo general.
1.3.- Objetivos específicos.
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Capítulo 2: “Caldera de lecho fluidizado circulante”
2.1.- Visión general.
2.2.- Ciclo de agua y vapor.
2.2.1.- Economizador.
2.2.2.- Domo de vapor y circuitos de tubos de agua.
2.2.3.- Ciclón y área de recuperación de calor.
2.3.- Flujo de aire primario y secundario.
2.4.- Flujo de salida de gases y extracción de cenizas.
2.4.1.- Vía de flujo de salida de gas.
2.4.2.- Ciclón y válvula-J
2.4.3.- Stripper / coolers
2.5.- Visión general de la alimentación de combustible.
2.6.- Visión general de la alimentación de caliza.
2.7.- Principios de operación de la caldera.
2.7.1.- Combustión del hogar.
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Capítulo 3: “Antecedentes teóricos”
3.1.- Lechos fluidizados atmosféricos.
3.1.1.- Descripción.
3.1.2.- Eficiencia de la combustión del carbono.
3.1.3.- Eliminación de SO2
3.1.4.- Transferencia de calor.
3.1.5.- Emisiones de óxido de nitrógeno.
3.2.- Combustión.
3.2.1.- Introducción.
3.2.2.- Aspectos básicos.
3.2.2.1.- Balance de materia en combustión completa.
3.2.2.1.1.- Aire estequiométrico.
3.2.2.1.2.- Exceso de aire.
3.2.2.2.- Reacciones químicas de combustión.
3.2.2.3.- Características de los combustibles.
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3.2.2.4.- Análisis de combustibles.
3.2.2.4.1.- Análisis inmediato.
3.2.2.4.2.- Análisis elemental.
3.2.2.5.- Poder calorífico.
3.2.2.6.- Balance de combustión de un combustible sólido.
3.2.2.7.- Energía disponible en los gases de combustión.
3.2.2.7.1.- Temperatura adiabática de la llama.
3.2.2.7.2.- Temperatura real de los productos de la combustión.
3.2.2.8.- Función de Gibbs.
3.2.2.8.1.- Entalpía de formación.
3.2.2.8.2.- Entropía absoluta.
3.2.2.8.3.- Función de formación de Gibbs.
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Capítulo 4: “Condiciones de diseño y balance nominal de combustión”.
4.1.- Condiciones de diseño.
4.2.- Balance nominal de combustión.
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Capítulo 5: “Condiciones reales de combustión y desarrollo de la investigación”
5.1.- Condiciones reales de combustión.
5.1.1.- Reacciones de combustión.
5.1.2.- Reacción de sulfatación.
5.1.3.- Desarrollo.
5.1.4.- Balance energético de combustión.
5.1.5.- Gráficos y tablas paramétricas basados en programa EES
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Capítulo 6: “Conclusiones”.
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Referencias bibliográficas
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Anexo A: Especificaciones técnicas de la empresa.
Anexo B: Programa de combustión desarrollado en EES
Anexo C: Informes diarios de operación de la caldera de lecho fluidizado circulante.
Anexo D: Tabla de entalpía de formación, función de Gibbs y entropía absoluta.
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Capítulo N° 1: Antecedentes generales.
1.1.- Planteamiento del problema.
El siguiente estudio tiene como objetivo principal determinar la influencia de los
diferentes parámetros que intervienen en el proceso de combustión en una caldera de lecho
fluidizado circulante, para obtener y tabular información referente al tema, y desarrollar con
mayor eficiencia el proceso de generación de vapor.
Dado la escala del consumo de combustible en una caldera de lecho fluidizado
circulante es necesario obtener información que permita disminuir toda pérdida por
concepto de carbono no quemado, que deriva en la acumulación de dicho combustible en
las cenizas, por lo cual se debe investigar y tabular las variables mas importantes con el
objeto de disminuir dicha pérdida y por ende mejorar el rendimiento de la caldera y de la
planta.
El ámbito del estudio, contempla analizar el proceso de combustión, calculando de
forma teórica el rendimiento de la caldera, y comparando estos resultados con los
estándares actuales de funcionamiento del equipo, con esto, se busca recolectar y tabular
información para desarrollar una base de datos que permita identificar y cuantificar las
variables más influyentes de dicho proceso.
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1.2.- Objetivo General.
Evaluar el proceso de combustión del petcoke en una caldera con hogar de lecho
fluidizado circulante, considerando la adición de caliza para la captura de azufre.
1.3.- Objetivos Específicos.
•
Elaborar un programa computacional para la combustión del petcoke incorporando
caliza y además cuantificar la formación de NOx y CO en los productos.
•
Parametrización de las variables de operación más importantes analizando la
sensibilidad y su impacto en el rendimiento de la combustión.
•
Cuantificar de forma analítica la cantidad de carbono no quemado que se deposita
en la ceniza, con el fin de determinar su influencia sobre la temperatura del hogar y
de la corriente de gases a través de la caldera de lecho fluidizado circulante.
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Capítulo N° 2: Caldera de lecho fluidizado circulante.
2.1.- Visión general.
La caldera en estudio, es una caldera de lecho fluidizado circulante con un domo.
Puede generar 243 ton/hora de vapor sobrecalentado a 106 kg/cm2 y 540 °C en su rango
continúo máximo (MCR: Maximun Continuous Rating). El MCR está calculado sobre la
base de tener una entrada de agua de alimentación al economizador a 140 °C y con una
purga de fondo de la caldera a razón del 1% del MCR.
La caldera está formada por un Hogar enfriado por agua, con paredes de división
parcial (raiser), un ciclón enfriado por vapor y un área de recuperación de calor (HRA)
convectiva enfriada por vapor ( ver figura 2.1). El calor para generar vapor proviene de la
combustión del coke de petróleo en el Hogar. La caliza es mezclada con el combustible en
la cámara de combustión para ayudar en la captura de los óxidos de azufre durante el
proceso de combustión. El coke de petróleo y la caliza forman un lecho de sólidos calientes
que son forzados a subir con los productos de la combustión a través del Hogar, liberando
su energía calórica al agua y al vapor de los tubos de la caldera.
La mezcla de sólidos en suspensión y el gas salen por la parte superior del hogar a
través de una única salida hacia el separador ciclónico. Los materiales gruesos
(combustible, caliza y ceniza) que son impulsados hacia arriba del hogar son separados del
flujo de gases en el ciclón y vuelven al hogar a través de la válvula J. La válvula J conecta
la parte inferior del ciclón con la parte posterior del hogar justo sobre la grilla o suelo, en
donde se encuentran las toberas fluidizantes.
Los gases calientes en el ciclón transfieren parte de su calor al vapor que va por
dentro de los tubos que rodean el ciclón. El flujo de gases es liberado en la parte superior
del ciclón a través de un barril de escape (o vortex finder) antes de ingresar a la parrilla de
entrada que forman los sobrecalentadores del HRA, transfiriendo más calor al vapor. Los
gases calientes fluyen hacia abajo a través del HRA y salen de la caldera por el fondo del
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HRA. El flujo de gases fluye a través de los precalentadores de aire primario y secundario
que están dispuestos en forma paralela para calentar el aire de combustión, el aire de
inyección y el de entrada del transporte del combustible. Posteriormente, el flujo de gases
es dirigido a través de los filtros de manga (baghouse) para remover sus partículas. Desde el
baghouse, el ventilador de tiro inducido (ID) extrae el flujo de gases limpio por la
chimenea.
Figura 2.1: Esquema de la caldera de lecho fluidizado circulante.
Donde: a: Alimentador de combustible; b: Alimentador de Caliza; c: Ventilador de Aire Primario;
d: Ventilador de aire secundario; e: Ventilador de tiro inducido; f: Baghouse (Filtro de mangas); g:
Chimenea.
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2.2.- Ciclo de agua y vapor.
Los componentes principales del ciclo de agua y
vapor son los siguientes:
economizador, Circuito de Pared de Agua y Domo de vapor, Ciclón, Área de Recuperación
de calor (HRA), sobrecalentador primario, sobrecalentador final (secundario).
2.2.1.- Economizador:
El economizador se encuentra en la parte inferior del área de recuperación de calor
(HRA) cerca del escape de los gases de combustión. Desde el cabezal de entrada del
economizador, el agua de alimentación fluye hacia arriba a través de sus tres bancos de
tubos horizontales, absorbiendo el calor del gas caliente que pasa a través de los tubos. El
agua de alimentación pasa por el cabezal de salida del economizador por medio de una
tubería de transferencia hacia un extremo del domo de vapor.
Durante la partida y en condición de baja carga, cuando no existe o bien hay un
flujo de agua de alimentación mínimo hacia el domo de vapor, se usa el sistema de
recirculación del economizador (Downcomer) para evitar que se genere vapor en el
economizador haciendo recircular el agua desde el cabezal de entrada del economizador al
domo de vapor.
2.2.2.- Domo de vapor y circuito de tubos de agua.
El domo de vapor proporciona una reserva de agua de alimentación que debe ser
mantenida durante la operación de la caldera. El nivel normal de operación del domo es de
aproximadamente 76 mm por debajo de la línea central del domo.
El nivel del domo está controlado por una válvula de control de flujo, esta válvula
controla al flujo de alimentación desde las bombas de alimentación de agua de la caldera
hacia el economizador y, por lo tanto hacia el domo de vapor.
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El agua en el domo de vapor entra a la caldera a través de dos tubos de bajada
(downcomers) al fondo de la caldera, donde es dividida en cuatro cabezales de pared del
hogar y dos cabezales de pared de división del hogar. A medida que el agua es calentada, se
forman burbujas de vapor que se elevan por los tubos (debido a que la densidad del vapor
es menor a la del agua que lo rodea) hacia los cabezales de salida superiores de la pared
lateral, frontal, trasera y de división y re-ingresa al domo a través de los tubos de subida.
El domo de vapor usa separadores ciclónicos para dividir el agua del vapor de la
mezcla que retorna al domo a través de los elevadores de la caldera. Los separadores
ciclónicos son de forma cilíndrica y usan topes fijos para impartir un movimiento de
remolino rápido a la mezcla de vapor y agua. El agua es forzada a salir por la acción de la
fuerza centrífuga y es dirigida de vuelta al reservorio de agua del domo para volver al ciclo
de agua. El vapor se eleva hasta llegar a la parte superior del domo en donde más humedad
es removida por una serie de deflectores ajustados, uno cerca del otro, en un patrón de
zigzag. Los deflectores hacen que la mezcla de agua y vapor cambie constantemente de
dirección con el objeto de interceptar la mayor cantidad de partículas de agua. El agua
recogida mediante los deflectores es enviada de vuelta al domo. El vapor es dirigido hacia
el exterior por la parte superior del domo hacia el ciclón.
3.2.3.- Ciclón y área de recuperación de calor.
Desde el domo, el vapor fluye al ciclón, mediante los tubos de la cubierta de entrada
de gas y sigue hacia los cuatro cabezales inferiores de la cubierta del ciclón cilíndrico, para
luego subir por las tuberías de pared circular de salida del ciclón hacia el cabezal del anillo
superior de la salida. El vapor abandona este cabezal a través de cuatro tuberías de
transferencia y hacia dos áreas de recuperación de calor (HRA) y fluye hacia abajo a través
de la sección de tubos correspondiente hacia cuatro cabezales de salida de la pared laterales
inferior del HRA (2 por lado).
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El vapor sale de los cabezales de salida de la pared lateral inferior a través de ocho
tuberías de transferencia (4 por cabezal) hacia un cabezal de entrada inferior de la pared
frontal del HRA.
Desde el cabezal de entrada inferior, el vapor fluye hacia arriba a través de la
sección de tubos de flujo ascendente y luego pasa a través de los tubos del techo hacia la
pared trasera, hacia abajo de los tubos de la pared trasera y hacia fuera por medio de un
cabezal de salida posterior que sirve como cabezal de entrada del sobrecalentador primario,
el vapor fluye a través de los tubos del sobrecalentador primario y sale a través del cabezal
de salida por un solo extremo.
Desde el cabezal de salida del sobrecalentador primario, el vapor pasa a través de un
tubo de transferencia que va al sobrecalentador final. El atemperador (desobrecalentador) se
usa para controlar la temperatura del vapor sobrecalentado que va a la turbina. Al
atemperador de la caldera se le proporciona agua de alimentación desde el cabezal de
descarga de las bombas de alimentación de agua de la caldera e inyecta una pequeña
cantidad de agua de alimentación (como fino spray) al vapor de paso. El calor aportado por
el vapor se usa para evaporar el agua, bajando, en consecuencia, la temperatura del vapor.
Cuando la temperatura del vapor que entra al atemperador es superior al punto de ajuste, se
inyecta más agua. A medida que la temperatura del vapor baja, el flujo de agua disminuye o
cesa completamente. Desde el cabezal de entrada del sobrecalentador final, el vapor fluye a
través de los tubos del sobrecalentador y sale por medio del cabezal de salida del
sobrecalentador hacia al cabezal de vapor principal que alimenta al turbogenerador.
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2.3.- Flujo de aire primario y secundario.
El aire necesario para la combustión es suministrado a la caldera mediante los
ventiladores de aire primario (PAF) y secundario (SAF) y complementado por el soplador
de la válvula-J y los sopladores de transporte de caliza.
El aire a temperatura ambiente es conducido hacia los ductos de entrada de aire
primario y secundario por los ventiladores respectivos. El aire primario y secundario es
precalentado en calentadores tubulares de aire, separados entre si. El aire primario pasa al
hogar a través del calentador de aire primario. Desde el calentador de aire primario, el aire
es dirigido hacia el plenum inferior de la cámara del hogar pasando a través de la grilla
fluidizante de toberas hacia la cámara de combustión. El aire primario calentado fluidiza el
lecho a través de las toberas que están en el suelo de la grilla y establece una circulación
ascendente de sólidos a través del hogar.
Durante la partida, se añade calor adicional al aire primario por medio de un
quemador auxiliar ubicado más atrás del plenum. El quemador auxiliar precalienta al aire
primario a aproximadamente +/- 800 °C, antes que los calentadores de aire estén lo
suficientemente calientes como para suministrar el calor necesario para precalentar el aire.
El aire precalentado producido por el quemador auxiliar ayuda a elevar la temperatura del
material del lecho y a lograr la auto-combustión del coke cuando se inicia su alimentación.
Una derivación une el ducto de aire primario antes que el aire pase a través del
calentador de aire primario. La derivación proporciona aire primario frío a los
stripper/coolers y aire de sello a los alimentadores de combustible.
El aire primario no calentado del ventilador PAF, es usado para fluidizar el lecho de
los dos (2) stripper/coolers, así como para separar las cenizas finas desde estos lechos y
reinyectarlas de vuelta al hogar. La fluidización del lecho también ayuda en la extracción de
partículas gruesas hacia el drenaje de ceniza de lecho en cada stripper/cooler.
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El aire primario calentado es también suministrado al soplador booster y a su
quemador auxiliar. El soplador booster descarga el aire primario hacia el ducto del
quemador. El aire primario dirigido a la boquilla del quemador, es usado para la
combustión del combustible diesel.
El aire secundario pasa a través del calentador de aire secundario antes de entrar en
el hogar sobre el lecho principal. Este aire secundario calentado es usado como aire caliente
y entra al hogar en un punto sobre el lecho principal. Este aire secundario es usado para
controlar la formación de NOx (Óxidos nitrosos) en el gas de salida mientras mantiene la
temperatura de escape, de los gases del hogar a una temperatura similar a la del lecho
circulatorio. El monóxido de nitrógeno (NOx) y dióxido de nitrógeno (NO2) son derivados
del proceso de combustión en la caldera de lecho fluidizado circulante. Sobre el 50% de
carga, se usa aire secundario para regular los niveles de exceso de aire, según sea el caso y
carga de la caldera. (Control de O2)
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2.4.- Flujo de salida de gases y extracción de cenizas.
Este sistema está formado por los siguientes componentes principales:
-
Ciclón (lado de gas)
-
Area recuperadora de calor
-
Válvula-J y sopladores
-
Stripper/cooler
-
Baghouse
-
Ventilador ID
-
Chimenea
2.4.1.- Vía de flujo de salida de gas
En al hogar, el aire primario y secundario se mezclan con el coke de petróleo y la
caliza para facilitar la combustión y la captura de óxidos de azufre, los gases generados en
este proceso arrastran consigo un porcentaje de combustible, caliza y finos de ceniza, dicha
mezcla fluye hacia arriba, a través de la cámara de combustión hacia el ciclón, donde la
mayoría de los sólidos en suspensión de mayor tamaño son separados de la corriente y
devueltos a la cámara de combustión a través de la válvula J. El flujo de gases y los finos
restantes, son impulsados a través del área de recuperación de calor (HRA), a los
calentadores de aire y al filtro de mangas por el ventilador de tiro inducido (ID).
Después de pasar a través de la unidad recuperadora de calor, el flujo de gases y la
ceniza fina son llevados al sistema de baghouse. Éste es un filtro de mangas o bolsas de
tela, en que las partículas de ceniza son extraídas de la corriente de gases para que no sean
liberadas a la atmósfera. Las cenizas son depositadas en buzones individuales bajo de cada
sección o cámara del baghouse y son retiradas del equipo mediante un sistema de manejo
de cenizas.
Desde el baghouse, los gases enfriados y libres de polvo son llevados hacia el
ventilador ID y expulsados a la chimenea para su posterior liberación a la atmósfera.
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2.4.2.- Ciclón y válvula-J
El hogar, el ciclón y la válvula –J forman el lazo de circulación caliente. Los sólidos
son barridos hacia la sección superior del hogar por el aire fluidizante y el aire de sobre
fuego, saliendo a través de una abertura en la pared trasera superior del hogar hacia el
ciclón. Los sólidos más gruesos son separados en el ciclón y caen en la válvula –J para ser
reenviados al hogar.
La mitad superior del ciclón es cilíndrica y la mitad inferior es de forma cónica.
Todo el ciclón es enfriado por vapor y se encuentra sobre una construcción de tubos
MONO-WALL que consisten en fijar una pieza de metal de relleno o membrana entre los
tubos del ciclón a ambos lados de los tubos adyacentes. Esto forma una cubierta hermética
para el gas que favorece la transferencia de calor.
2.4.3.- Stripper / Coolers
Los stripper / coolers (dos), remueven el material agotado del lecho del fondo del
hogar a través de dos conexiones de drenaje para sólidos y líneas de transporte asociadas.
Las conexiones de drenaje se encuentran una a cada extremo del hogar (izquierdo y
derecho), estos equipos se dividen en tres celdas con paredes parciales que permiten que el
material agotado del lecho de cenizas fluya libremente alrededor de la pared, ingresando a
la siguiente celda.
Para fluidizar las partículas finas de ceniza es suministrado aire frío primario al
plenum doble de aire del stripper/cooler. El aire entra a la celda separadora (Stripper 1) para
apartar las partículas finas de ceniza del material más pesado del lecho. Estas partículas son
devueltas al hogar a través de aberturas en las paredes laterales del hogar ubicadas en la
parte superior del Stripper/cooler.
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2.5.- Visión general de la alimentación de combustible.
El petcoke es inyectado al hogar a través de la pared frontal del hogar por medio de
tres alimentadores idénticos. Cada conducto de alimentación de combustible está formado
por los siguientes componentes:
-
Silo de coke (común para los tres alimentadores de combustible)
-
Válvula manual de cierre, tipo compuerta
-
Alimentador gravimétrico de combustible
-
Compuerta de cierre del alimentador, neumático
-
Boca para descarga de combustible (montada a aproximadamente 1.8m sobre el
suelo de la grilla).
El combustible es almacenado en el silo para su uso diario, de las siguientes
medidas: 11.5 m de largo x 10.2 m de ancho x 25.5 m de alto. El coke llega al alimentador
gravimétrico mediante gravedad a través de una válvula manual de corredera que
normalmente está abierta. El alimentador gravimétrico funciona por medio de corriente
eléctrica y controla la razón de alimentación al hogar en respuesta a la demanda de
combustible de la caldera que está determinada por el master de la caldera.
Desde el alimentador gravimétrico, el petcoke es alimentado en la boquilla de
combustible por acción de la gravedad y el sistema de aire primario proporciona aire de
transporte. La razón de flujo de aire de transporte para los alimentadores de combustible
individuales es controlada por sus respectivas válvulas de flujo. Cada boca de combustible
distribuye el coke de petróleo en el lecho fluidizado de manera uniforme.
Las válvulas de compuertas deslizantes de cierre del silo de coke son operadas en
forma manual y las compuertas deslizantes o de caída al alimentador de combustible son
operadas de manera neumática. Ambos set de válvulas son usadas principalmente para
propósitos de mantención. Es decir, permanecen abiertas durante operación normal.
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2.6.- Visión general de la alimentación de caliza.
Este sistema está formado por los siguientes componentes principales:
-
Silo de caliza
-
Válvula de compuerta deslizante de cierre del silo de caliza
-
Ducto de llegada de la caliza.
-
Válvula rotatoria (305 mm) con motor 1 ½ HP y un variador de velocidad (RV201 A/B)
-
Líneas de inyección (4) con Válvulas de control al hogar.
-
Sopladores de caliza de 100 HP (2)
El sistema de inyección de caliza está diseñado para transportar caliza desde el silo e
inyectar el material neumáticamente en la caldera. La línea de transporte se divide en cuatro
ramales entre el silo y la caldera. El flujo que pasa a través de cada ramal es balanceado
mediante dispositivos reguladores de flujo, e inyectados en la caldera por medio de cuatro
lanzas de inyección.
La razón de alimentación de flujo en la caldera está controlada por un alimentador o
válvula rotatoria de sello de aire ubicada debajo del silo de caliza. Ésta cuenta con un
accionamiento de velocidad variable para ajustar la cantidad de caliza que está siendo
alimentada en el sistema. La cantidad de caliza inyectada a la caldera está determinada por
el sistema de control de SO2 en la caldera, mediante un set-point dado por el operador de
sala de control (set-point actual: 210 ppm o < a 4 ton / dia).
El silo de caliza tiene las siguientes dimensiones: 11.5 m de largo x 4.6 m de ancho
x 19.87 m de alto. La caliza que proviene del silo es alimentada por acción de gravedad en
la válvula de compuerta deslizante de cierre y luego a un ducto de llegada a una de las
válvulas rotatorias, encargadas de regular el flujo de caliza para controlar las emisiones de
dióxido de azufre (SO2).
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La caliza es alimentada en la cámara de combustión a través de cuatro líneas
ramales de transporte y a las aberturas del hogar, mediante aire de transporte, suministrado
por uno de los dos sopladores de caliza. Se proporcionan lanzas de inyección así como los
conductos y las válvulas asociadas para cada una de las cuatro líneas de ramales de
transporte.
Cada lanza cuenta con una válvula de control de flujo operada por aire, una válvula
de aislamiento manual y una válvula solenoide para el aire de purga. Éste es proporcionado
por el sistema de aire comprimido. Cuando no fluye aire desde el soplador de caliza a través
de las lanzas de inyección, el aire de purga es automáticamente activado para destapar las
lanzas. Este proporciona aire frío y mantiene a los gases de la caldera lejos de los asientos
de las válvulas de las líneas de transporte.
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2.7.- Principios de operación de la caldera.
En términos muy simples, la caldera produce vapor sobrecalentado al recuperar el
calor generado por la quema de petcoke en un lecho fluidizado circulante. La energía
térmica del vapor sobrecalentado es utilizada para accionar un turbogenerador y producir
energía eléctrica.
2.7.1.- Combustión del hogar
El calor para generar vapor proviene de un lecho fluidizado de sólidos calientes que
circulan en forma continua en un lazo cerrado desde el hogar a través del ciclón y
retornando al hogar vía Válvula-J. El material del lecho en una caldera de lecho fluidizado
está formado por petcoke, caliza y ceniza. El material del lecho debe ser fluidizado por aire
precalentado para garantizar una combustión adecuada del material combustible. En una
caldera CFB las velocidades de gas son tales que una parte del combustible, caliza y ceniza
del lecho son transportadas a través del hogar. Esta velocidad de arrastre mínima es
producida principalmente por los ventiladores de aire primario y secundario para levantar el
material y producir el flujo adecuado de los sólidos en suspensión dentro del lecho en el
hogar, logrando una buena trasferencia de calor. Los sólidos (combustible, caliza, cenizas)
se mueven a través del hogar a una velocidad menor que la mezcla de aire y flujo de gases.
Este proceso, junto con el hecho de que el hogar es alargado, permite un tiempo de
combustión suficiente, es decir, que el tiempo de estadía de las partículas en el hogar es el
suficiente para garantizar la mayor tasa de transferencia de calor. Además a medida que el
combustible sube por la corriente de gases, su tamaño se reduce gracias al proceso de
combustión y se mezcla con la caliza generando un lecho de mezcla balanceada. Esta
acción produce partículas pequeñas de material del lecho que circulan en un lazo. Este lazo
involucra al hogar, el ciclón y la válvula J. El ciclón, como anteriormente se mencionó,
separa los materiales finos de las partículas más gruesas permitiendo que estas últimas
caigan en la válvula J para ser reinyectadas en el hogar.
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Un largo tiempo de residencia en el hogar junto con el pequeño tamaño de las
partículas y la acción altamente fluidizante de la caliza y el aire primario, produce una
mejor razón de extracción de azufre y un menor consumo de caliza. No existe una
profundidad o altura fija definida para el lecho de una caldera de lecho fluidizado. Existen
distintas densidades de materiales circulantes de lecho dependiendo del tamaño y el peso de
las partículas de combustible y caliza. Las partículas más pesadas permanecen en la región
mas baja del hogar mientras que las partículas más pequeñas y menos densas se elevan.
Cuando el tamaño de las partículas es lo suficientemente pequeño, son extraídas del lazo
circulante con el flujo de gases, como ceniza muy fina.
La extracción del azufre en una caldera de lecho fluidizado circulante se produce
cuando éste, que está presente en el petcoke, se combina químicamente con oxígeno
durante el proceso de combustión para formar dióxido de azufre (SO2) o trióxido de azufre
(SO3). El dióxido de azufre formado durante el proceso de combustión debe ser extraído
para cumplir con los límites adecuados de emisiones al medio ambiente. El agente que
ayuda a extraer los compuestos de azufre es la caliza. Ésta reacciona de la siguiente manera
dentro del hogar y en presencia de compuestos de azufre:
La caliza (CaCO3) más el calor producido por el proceso de combustión genera
óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono (CO2) que reacciona con el dióxido de azufre
(SO2). Esta reacción es conocida como Sulfatación y genera un compuesto llamado Sulfato
de calcio (CaSO4). Se requiere un exceso de caliza en la mezcla del lecho para que se
produzca la reacción de sulfatación. La cantidad de exceso de caliza requerida dependerá de
varios factores, como la cantidad de azufre en el combustible, la temperatura del material
del lecho y las propiedades físicas y químicas de la caliza.
Caliza (CaCO3) + calor Î CaO + CO2
CaO + SO2 Î CaSO4
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El rango ideal de temperaturas de reacción para generar el proceso de sulfatación es
de 843 – 954 °C. Cuando la temperatura del lecho es mayor que 954 °C el proceso de
sulfatación no se produce. Si el hogar presenta condiciones óptimas, más del 90 % del
dióxido de azufre puede ser removido. Cuando la temperatura del hogar está fuera del rango
ideal de temperatura de reacción, se debe mantener un aumento significativo en la razón de
alimentación de caliza para obtener niveles de emisión aceptables. Un lecho típico de CFB
está formado por aproximadamente un noventa por ciento de caliza reaccionada, dos o tres
por ciento de combustible, dos o tres por ciento de caliza no reaccionada y dos o tres por
ciento de ceniza e impurezas.
Cuando caliza fresca entra a la cámara de combustión, ésta es fluidizada con el otro
material del lecho y calentada a la temperatura normal del hogar (entre 843 y 899 °C),
cuando alcanza dicha temperatura libera dióxido de carbono y calcinatos. Durante esta
reacción, (estado de calcinación) la caliza es físicamente débil y fácilmente se vuelve polvo
cuando es sacada del lecho por el tiro del hogar.
Cuando el contenido de azufre en el combustible es de un 2.5% o más, se produce
suficiente SO2 durante el proceso de combustión para que la caliza pueda combinarse con
él, esto fortalece la caliza y reduce su desgaste. Este desgaste debe ser compensado
aumentando la alimentación de caliza para mantener el inventario del lecho y la captura de
SO2.
Tanto la caliza reaccionada como algún exceso, que ha sido reducido de tamaño lo
suficiente como para pasar a través del ciclón, son extraídos de la cámara de combustión y
removidos por el baghouse.
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Capítulo 3: Antecedentes teóricos.
3.1.-Lechos fluidizados atmosféricos
3.1.1 Descripción.
La combustión en lechos fluidizados (FBC) incluye la combustión de un
combustible formado por partículas sólidas, en un lecho fluidizado (en suspensión),
mediante la inyección de aire en el fondo del lecho. Cuando se quema carbón de esta
manera, el lecho puede consistir en sólidos inertes, cenizas de carbón, o un material
absorbente como piedra caliza o dolomita. La piedra caliza o la dolomita en el lecho
reaccionan con el bióxido de azufre formado durante la combustión del carbón y forma un
sulfato sólido que puede ser desechado en forma de sólido seco.
A principios de la década de 1960, la Great Britain's National Coal Board, la
British Coal Utilization Research Association y la Central Electricity Generating Board
iniciaron las investigaciones sobre el FBC. Después de la crisis energética de 1973 se
desarrollaron muy rápidamente los procesos FBC de carbón, principalmente en Estados
Unidos, Gran Bretaña y la República Federal Alemana, donde se destinaron a empresas de
servicio, industrias de proceso y dentro de los Sectores institucionales. El FBC tiene gran
potencial para quemar eficiente y limpiamente una gran variedad de combustibles, desde
los que tienen un alto contenido de azufre, carbones con alto contenido de cenizas en todas
sus categorías y grados, hasta los desechos de las industrias de proceso y sedimentos
municipales.
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Algunas de las ventajas potenciales del FBC, comparadas con la quema de carbón
pulverizado son las siguientes:
1. Menor emisión de dióxido de azufre, ya que la mayor parte del azufre es capturado
por los aditivos del lecho de combustible, como la piedra caliza y la dolomita.
2. Bajas temperaturas en el lecho de combustible, hasta casi 954°C (1750 "F),lo que
significa que:
•
Se tiene menor emisión térmica de óxido de nitrógeno
•
Existen menos problemas por la emisión de cenizas
•
Hay una cantidad más reducida de sodio y potasio en el carbón y, a
consecuencia de esto, la acumulación de partículas y la corrosión son
menores en componentes como las calderas sobrecalentadoras y
recalentadores y en las aspas de las turbinas en los ciclos gas-turbina PFBC.
3. Hay velocidades mayores de transferencia de calor a las superficies de absorción
del mismo, con valores hasta de 3.154 kW/m2, y los coeficientes de transferencia de
calor entre el lecho y los tubos inmersos en él son altos, con valores hasta de 398
W/ (m2 *°C).
4. Las velocidades de liberación de energía por volumen son altas. 5.2 MW/m3
comparadas con las que se tienen en una caldera convencional que quema carbón
pulverizado, 0.2 MW / m3
En este sistema, el aire entra a través de una placa distribuidora y el carbón
triturado, de 0.6 a 1.2 cm (1/4 a 1/2 in) Y el absorbente de S02, ya sea piedra caliza o
dolomita, se inyectan directamente al lecho o por medio de a1imentadores especiales. En
cualquier instante, el lecho contiene cenizas de carbón, una pequeña cantidad de carbón
(0.5 a 2% del material alimentado), más partículas del absorbente calcinado y sulfatado en
varios grados. El material alimentado se agita y pone en movimiento debido al aire que
circula de abajo hacia arriba a través del distribuidor con una velocidad superficial de 0.6 a
4.6 m/s. los movimientos de turbulencia y recirculación del lecho proporcionan un buen
mezclado de los componentes.
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El calor liberado en el lecho se absorbe por medio de unos tubos de enfriamiento
colocados en las paredes y en el lecho, y el calor generado por los productos de
combustión se absorbe mediante tubos de convección, colocados en un espacio libre
encima del lecho. La magnitud de la superficie de transferencia de calor depende del poder
calorífico del combustible; cuando el poder calorífico del combustible es bajo, no hay
superficie de transferencia en el lecho y es factible utilizar agua, vapor o aire como medio
de enfriamiento, dependiendo de la aplicación, pero las mayores aplicaciones las
constituyen el calentamiento del agua y la generación o sobrecalentamiento del vapor.
Una planta AFBC consiste en varios subsistemas, que incluyen; 1) recepción,
almacenamiento y preparación de combustibles y absorbente; 2) alimentación de sólidos;
3) combustor, que incluye eliminación del lecho gastado y 4) e1iminación de partículas de
los gases de combustión.
Hay dos consideraciones importantes en un sistema AFBC: la utilización de
carbón y el comportamiento del absorbente (eliminación de S02), que dependen de
muchas variables interrelacionadas y hacen que el entendimiento del funcionamiento del
sistema AFBC sea más complicado, por el hecho de que tanto el carbón como los
absorbentes son materiales heterogéneos. Es de esperarse que el funcionamiento del
combustor varíe al cambiar las condiciones de operación y al tener diferentes
combinaciones de carbón y absorbente, y debido también a las características específicas
del mismo combustor (p. Ej. su distribuidor, configuración del intercambiador de calor y
altura del espacio libre arriba del lecho). A pesar de esto, el diseño de un combustor para
FBC debe cumplir con varias condiciones para alcanzar el funcionamiento deseado. Estas
consideraciones de diseño determinan la extensión hasta la cual el combustor cumplirá
con sus requisitos de control de generación y emisión de calor. Entre las características
adicionales del combustor, se pueden contar la liberación de calor, velocidades de
transferencia de calor y emisiones del NOx, .Aunque las propiedades del combustible y el
absorbente tienen efectos directos en el comportamiento del sistema, un quemador AFBC
acepta gran variedad de combustibles.
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3.1.2 Eficiencia de la combustión del carbono.
Alcanzar una alta eficiencia en la combustión del carbono es un factor importante
para la eficiencia global de la planta y, por consecuencia, para la economía de la planta
misma. Las pérdidas de carbono ocurren por el traslado de partículas de carbón no
quemadas y en menor escala de la combustión incompleta de carbono a monóxido de
carbono y carbomo no quemado que se retira con el material del lecho gastado. Las
variables de operación que pueden afectar la eficiencia de la combustión incluyen la
temperatura del lecho, el aire en exceso y la velocidad de fluidificación. En la figura (3.1)
se muestran los datos comunes para las temperaturas del lecho y el incremento del aire en
exceso. El incremento en la eficiencia de la combustión del carbón se logra gracias al
incremento de la temperatura del lecho y del aire en exceso. A pesar de esto, los límites
para estas variables se establecen por consideraciones de la captura de SO2, formación de
NOx y características de fusión de las cenizas.
Figura 3.1: Eficiencia de la combustión del Carbono como una función de la
temperatura del lecho.
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El efecto de la velocidad de fluidización en la eficiencia de la combustión del
carbón se muestra en la figura (3.2). El incremento en la velocidad aumenta el traslado de
partículas finas de carbón no quemadas, lo que disminuye la eficiencia de la combustión,
que puede aumentarse con un diseño adecuado para operar a velocidades más bajas, pero
esta disminución en la velocidad requiere un lecho muy grande. En la figura (3.3) se
muestra la relación que existe entre la velocidad y el área del lecho. Al disminuir la
velocidad rápidamente, se incrementa el área requerida (en ft cuadrados) de la malla o del
área del lecho necesaria por unidad de salida.
Figura 3.2: Eficiencia de la combustión del carbono como una función de la
velocidad del gas.
Figura 3.3: Dependencia del área de la malla del lecho sobre la velocidad del gas.
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3.1.3 Eliminación de SO2
La eliminación de S02 o la retención de S in situ, es una característica única del
proceso AFBC. El azufre contenido en el combustible se oxida a SO2 durante el proceso de
combustión. Este S02 reacciona químicamente en presencia del oxígeno con el absorbente,
y forma un sulfato sólido estable, en el lecho. De esta manera se controlan las emisiones de
SO2 en e1 mismo recipiente de combustión, eliminando la necesidad de limpiar de SO2 las
corrientes de los gases de combustión.
La captura del azufre depende de cierto número de variables de operación y diseño,
además del absorbente empleado. Una variable primaria que puede ser controlada
fácilmente es la razón molar calcio-azufre. También es importante la temperatura del
lecho, ya que la reacción SO2-absorbente depende de la temperatura. Estos dos efectos se
muestran en la figura (3.4), donde se aprecia la tendencia experimental típica para la
captura de S02, graficado contra la razón Ca/S para varias temperaturas del lecho. Es
común una temperatura óptima de captura alrededor de 843°C (1550 °F) para muchos
absorbentes. Al aumentar la razón Ca/S se incrementa la captura de azufre, pero es
deseable minimizar la adición de calcio, ya que esto representa un costo mayor del
absorbente, calor perdido a través de la calcinación y problemas con el aumento de los
desechos.
Figura 3.4: Efecto de la relación calcio-azufre sobre la captura del SO2.
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Otras variables que pueden afectar la captura de azufre incluyen la profundidad del
lecho y la velocidad del gas. Un lecho más profundo permite mayor tiempo de residencia
del gas, lo que proporciona mayor tiempo de contacto con el absorbente y ayuda al
incremento en la captura de azufre. Estas variables, además de la razón Ca/S, pueden ser
equilibradas para alcanzar la eficiencia en la captura del azufre. En la figura (3.5) se
presentan curvas calculadas que ilustran esta eficiencia. En esa figura se muestran dos
curvas que resultan de la graficación de la eficiencia de eliminación de azufre contra la
razón Ca/S. En la curva A, el comportamiento de una baja velocidad a través del lecho (4
ft/s), muestra la alta captura de azufre a una velocidad relativamente baja. La curva B
indica que son necesarias altas razones Ca/S para capturar cantidades importantes de
azufre con velocidades grandes en el lecho.
Figura 3.5: Eficiencia en la captura de azufre versus relación Ca/S.
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3.1.4 Transferencia de calor.
Las velocidades de transferencia de calor hacia tubos inmersos en los sistemas
AFBC son mayores que los correspondientes a los quemadores de carbón pulverizado
convencionales. Esta característica de los AFBC permite una liberación de calor
volumétrica relativamente alta, al igual que las velocidades de absorción, lo que da como
resultado quemadores pequeños. La velocidad de transferencia de calor depende del
tamaño de partícula del lecho como se muestra en la figura (3.6). Sin embargo, el tamaño
de partícula es una variable dependiente en un diseño dado y no se cambia o se controla
con prontitud. La distribución del tamaño de partículas en el lecho depende del tamaño del
absorbente, del combustible alimentado, la velocidad de roce del absorbente, las
velocidades de traslado de partículas y las propiedades de las cenizas del combustible. La
velocidad de transferencia de calor es casi independiente de la velocidad del gas en los
sistemas AFBC cuando la velocidad se encuentra por encima del punto de fluidificación
mínima.
Figura 3.6: Efecto del tamaño de la partícula en la transferencia de calor del lecho
al tubo.
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3.1.5 Emisiones de óxido de nitrógeno.
En el lecho de las calderas de lecho fluidizado circulante (FBC), la combustión
ocurre a temperaturas relativamente bajas [760 a 930 °c (1400 a 1700 °1')], comparadas
con las temperaturas más altas requeridas para las calderas que queman carbón
pulverizado. Estas temperaturas bajas no permiten una oxidación significativa del
nitrógeno atmosférico, de manera que el proceso AFBC se caracteriza por su baja emisión
de NOx. La formación de óxidos de nitrógeno en las AFBC se debe primariamente a la
oxidación del nitrógeno ligado al combustible. La reacción del monóxido de carbono y
NOx en la zona donde aparentemente no hay combustión reduce la emisión de NOx. El
contenido de nitrógeno en el combustible y el porcentaje de oxígeno en exceso son las dos
variables principales que afectan la emisión de NOx.
En la figura (3.7) se muestra que, cuando los sistemas AFBC se hacen mayores, el
intervalo de emisiones de NOx decrece. Cuando las capacidades se aproximan a las
esperadas para su uso comercial (p. ej., mayor de 5 a 10 MW) el intervalo de emisiones de
NOx cae por abajo, incluso, de los niveles más estrictos establecidos para posibles
emisiones estándar, al respecto, es importante indicar que la norma ambiental para el NO2
impone un límite de 100 ug/m3, como promedio anual
Figura 3.7: Emisiones de NOx, en instalaciones FBC.
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3.2.- Combustión
3.2.1.- Introducción
Se entiende por combustión a toda reacción química que va acompañada de gran
desprendimiento de calor; puede ser sumamente lenta, de tal manera que el fenómeno no
vaya acompañado de una elevación de temperatura sensible a nuestros sentidos, como
sucede en la oxidación del hierro en el aire húmedo, fenómeno conocido como combustión
lenta o eremacausia, o con desprendimiento de calor muy rápido, como la oxidación de
combustibles fósiles.
En toda combustión, el elemento que arde se denomina combustible y el que
produce la combustión, comburente. Una combustión es la reacción del oxígeno con
diversas sustancias, en general el carbono y el hidrógeno. En la mayoría de los casos el
portador del oxígeno es el aire; el nitrógeno (salvo en la generación de los NOx) y los
demás componentes del aire no reaccionan con el combustible, por lo que en muchos
cálculos no se tienen en cuenta. Los productos reaccionantes son, el combustible, el aire,
los productos de la combustión gaseosos denominados humos o gases de escape y las
cenizas que pueden originarse formadas por componentes no combustibles o no quemados
del combustible
La combustión se denomina completa o perfecta, cuando toda la parte combustible
se ha oxidado al máximo. Si la combustión es incompleta o imperfecta, los productos de la
combustión poseen sustancias todavía capaces de ser oxidadas, por ejemplo el CO que
puede pasar a CO2. La combustión incompleta aparece cuando el aire es insuficiente, o en
aquellas zonas de las cámaras de combustión en las que el aire no llega en cantidad
suficiente. En general se tiende a evitar las combustiones incompletas, ya que no sólo van
ligadas a pérdidas de energía, sino también a procesos altamente contaminantes; el
combustible que no ha reaccionado y los componentes combustibles de los humos,
contienen una energía química que no se aprovecha, al tiempo que se generan elementos
inquemados CH, y elementos contaminantes tales como: CO, NOx, etc.
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3.2.2.-Aspectos básicos
3.2.2.1.-Balances de materia en combustión completa
Los balances de materia a considerar en una combustión tienen como misión
determinar la cantidad de oxígeno o aire necesario para efectuar dicha combustión.
También tiene interés conocer la cantidad y composición de los productos de la
combustión, ya que de la composición de los humos se puede deducir la marcha de la
combustión y, con su análisis, se puede controlar la combustión, y si es perfecta o no.
Como es el aire que provee de oxígeno para la mayoría de las reacciones de
combustión, y para calcular los balances de masas del proceso debemos conocer la
composición química del aire. Así, en términos prácticos la composición volumétrica del
aire seco es la siguiente:
79% de N2 y 21% de O2
Lo que es equivalente a decir:
Moles de N2 = 3.76 moles de O2
3.2.2.1.1.- Aire estequiométrico
El aire estequiométrico corresponde al aire mínimo o teórico necesario para la
combustión, es decir, el aire teóricamente indispensable para que todo el carbono, todo el
hidrógeno y todo el azufre de un combustible se combinen con el oxígeno del aire.
3.2.2.1.2.-Exceso de aire
En todo proceso de combustión se debe proveer una cierta cantidad de aire adicional
al necesario (estequiométrico) para la combustión completa. Lo anterior es en razón a que
la reacción de todos los elementos combustibles es demasiado lenta o está atenuada por la
presencia de una gran cantidad de gases inertes en el ambiente.
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La cantidad de aire de exceso a suministrar dependerá del tipo de combustible, su
forma de combustión, tipo de hogar, tipo de quemador, turbulencia y temperatura del hogar.
Para el caso de la caldera de lecho fluidizado circulante, los valores de exceso de aire
utilizados son del orden de 15%, el cual se encuentra dentro de lo recomendado.
Un elevado exceso de aire es desfavorable porque disminuye la temperatura de
combustión, arrastrando, además, un elevado número de calorías que se pierden por los
humos, al tiempo que se provoca la aparición de los NOx.
Tabla 3.1: Recomendaciones de exceso de aire para diferentes tipos de combustibles
Recomendaciones
Exceso de
Sistema de Combustión
Aire (%)
Carbon, Parrilla fija,
45 - 50
manual
Carbón, Parrilla movil,
esparcimiento
30 - 45
Carbon Pulverizado
15 - 20
Madera en Pila
c/40% humedad
35 - 40
Petróleo
15 - 18
Gas
10 - 12%
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3.2.2.2.-Reacciones químicas de combustión
Los elementos combustibles de la mayoría de las sustancias combustibles son, el
carbono, el hidrógeno y una pequeña cantidad de azufre. Los cálculos se realizan mediante
algunas reacciones químicas de estas sustancias con el oxígeno, teniendo en cuenta que,
a) El combustible es un único compuesto químico, (sustancia pura), o bien una mezcla de
sustancias puras, (mezcla de gases combustibles).
b) El combustible, si es un líquido o un sólido, (fuel, carbón, etc), es una mezcla de
diversos compuestos cuya composición química se puede determinar.
En cualquier caso, los elementos combustibles son sólo el C, H y S y las reacciones
de combustión se pueden reducir, cuando se trata de combustibles sólidos o líquidos, a las
tres siguientes:
C + O2 |
=
CO2 (12 kg C + 32 kg O2
= 44 kg CO2)
2 H2 + O2
=
2 H2O (2 kg H2 + 16 kg O2
= 36 kg H2O)
S + O2
=
SO2 (32 kg S + 32 kg O2
= 64 kg SO2)
Los gases que se desprenden del combustible sólido son hidrocarburos ligeros CH4,
pesados C2H4, C2H2, C6H6 y en algunos casos el CO y el SO2, de forma que:
2 CO + O2
→
2 CO2
CH4 + 2 O2
→
CO2 + 2H2O
C2H4 + 3 O2
→
2 CO2 + 2 H2O
2 C2H2 + 5 O2
→
4 CO2 + 2 H2O
2 C6H6 + 15 O2
→
12 CO2 + 6 H2O
Si la combustión es incompleta algunos gases combustibles escapan sin arder,
encontrándose en los humos gases como el CO y algunos hidrocarburos.
En general, el oxígeno debe ser abundante para que la combustión sea lo más
completa posible, por lo que es necesario exista aire en exceso.
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3.2.2.3.-Características de los combustibles
Las principales características o propiedades de los combustibles son:
• La humedad: Que es la cantidad de agua contenida en el combustible, expresada en
% en peso; tiene especial importancia en los combustibles sólidos, ya que a mayor
humedad menor Poder calorífico, y puede ser de dos tipos:
o Humedad libre: Representa el agua unida mecánicamente al combustible
durante el proceso de lavado.
o Humedad intrínseca; Representa el agua contenida en el combustible, en
equilibrio con la humedad ambiente.
• Las cenizas: Materias inertes, son el residuo sólido resultante de la combustión
completa de un combustible. Conviene que su % sea bajo.
• Las materias volátiles: Propias de un combustible sólido, está constituida por gases
combustibles e incombustibles, a mayor contenido, mayor es el volumen de hogar
requerido. En este porcentaje no se incluye la humedad del combustible.
• El carbono fijo: Representa la materia combustible realmente contenida en el
combustible, o porcentaje de residuo sólido una vez descontadas las cenizas.
• Temperatura de inflamación: La combustión es la reacción exotérmica de un
combustible con el oxígeno del aire; para que tenga lugar no es suficiente que exista
contacto entre el combustible y el comburente, sino que además se requiere una
cierta temperatura mínima, que depende del tipo de combustible, y que recibe el
nombre de temperatura de inflamación.
• Temperatura de ignición: La temperatura de ignición se distingue de la anterior en
que la llama originada por la combustión de los vapores es duradera y persistente,
mientras quede combustible.
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3.2.2.4.- Análisis de combustibles
Existen dos formas de efectuar un análisis, principalmente para combustibles sólidos
3.2.2.4.1.- Análisis Inmediato:
La función primordial de este análisis es entregar en forma precisa la composición
porcentual de ciertas propiedades características del combustible; para efectuar este análisis
se toma una muestra de 1 gramo de combustible previamente tamizado y se somete a la
siguiente secuencia de ensayo:
•
% de Humedad: Se determina mediante el secado de la muestra en un horno a una
temperatura de 105 °C por un periodo de una hora. A través de la pérdida de peso se
determina el contenido de humedad.
•
% de Materia Volátil: Se introduce el combustible en un horno a una temperatura
de 950 °C por un periodo de 7 minutos, sin presencia de oxígeno. La pérdida de
peso permite evaluar el contenido de humedad. Algunos de los elementos que
componen esta materia son: H2, CO, CH4, CO2, H2O estructural, Hidrocarburos
livianos (aceites) y pesados (alquitranes), etc. El contenido de volátiles es un
indicador de la categoría del combustible, es decir, a menor % de materia volátil
mayor es la calidad del combustible,
•
% Carbón Fijo: Se quema el combustible restante y descontando el contenido de
cenizas en los residuos, por diferencia se obtiene el % de carbono fijo. Esto se
realiza a una temperatura de 750°C durante 2 horas.
•
% Ceniza: Corresponde a los residuos de la combustión. Materias inertes
incombustibles.
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3.2.2.4.2.- Análisis elemental
Este análisis permite obtener en forma individual el contenido de cada elemento
presente en el combustible. Entre estos elementos se tiene:
•
% Carbono
:%C
Aporta calor.
•
% Hidrógeno
: % H2
Aporta calor.
•
% Azufre
:%S
Produce contaminación y corrosión.
•
% Oxígeno
: % O2
Favorece la combustión.
•
% Nitrógeno
: % N2
Inerte.
•
% Humedad
: % H2O
Reduce el poder calorífico.
•
% Cenizas
:%-
Reduce el poder calorífico.
Para efectuar este análisis, el procedimiento es más complejo y se requiere un
Cromatógrafo de gases.
El resultado de estos análisis pueden ser presentados en tres formas distintas; esto es:
•
Base seca:
b.s.
•
Base seca y sin ceniza:
b.s.s.c.
•
Tal como viene o como se quema: c.s.q.
Además pueden expresarse como análisis volumétrico (en volumen) o gravimétrico
(en peso), este ultimo para los combustibles sólidos.
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3.2.2.5.-Poder calorífico
El poder calorífico se puede expresar como la cantidad de calor desprendida en la
combustión completa de la unidad de combustible, 1 mol o 1 kg si es sólido o líquido, y 1
m3 a 0º y 760 mm de Hg si es un combustible gaseoso. Mide la energía química presente en
un combustible a través de su transformación en energía cinética molecular la que se
manifiesta como un aumento de temperatura de los gases de reacción.
En la combustión completa se generan:
•
C + O2
→
CO2 + 97.6 kcal/kmol
•
2H2 + O2
→
2 H2O + 137.92 kcal/kmol
•
S + O2
→
SO2 + 80 kcal/kmol
La potencia calorífica de un combustible se determina en un calorímetro; durante el
experimento se observa que en las paredes del calorímetro se deposita agua que proviene de
la condensación del vapor de agua producido en la combustión, que al condensar cede
aproximadamente 600 kcal/kg; éste calor sumado al generado en la combustión recibe el
nombre de potencia calorífica superior, que es el resultado proporcionado por el
calorímetro. Si ese mismo combustible se quema en un hogar industrial, el vapor de agua
existente en los humos no condensa debido a que la temperatura de éstos es siempre
superior a 100ºC; en estas circunstancias los combustibles no proporcionan las calorías que
corresponden al valor obtenido en el calorímetro, sino un valor inferior que recibe el
nombre de potencia calorífica inferior, que no se aprovecha íntegramente, por cuanto los
humos calientes se llevan parte del calor generado. De lo anterior podemos distinguir dos
poderes caloríficos:
•
Poder calorífico superior PCS: Es la energía que libera un combustible cuando se
quema completamente y el vapor de agua presente en los gases de combustión
alcanzan el punto de rocío o la condensación.
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•
Poder calorífico inferior PCI: Idem anterior, pero el vapor de agua presente en los
gases sale en forma de vapor.
PCI = PCS – 600(x + 9H) (kcal/kg comb humedo)
Con:
600
:
Calor latente de vaporización vapor de H2O kcal/kg
x
:
Contenido de humedad base húmeda del combustible
(kg H2O/kg comb. húmedo)
9H
:
kg de agua por kg de combustible húmedo que se forma de la
combustión del hidrógeno del combustible.
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3.2.2.6.-Balance de combustión de un combustible sólido
El balance de la combustión busca determinar de forma teórica la cantidad de gases
que se formaran al quemar 1 kg de combustible para un exceso de aire conocido, esta
información es importante, ya que nos permite calcular la relación aire-combustible (Ra/c),
la cual indica de forma directa la cantidad de aire necesario que se debe aportar para lograr
una combustión completa dentro del hogar, y además nos permite controlar la temperatura
que alcanzan los gases de combustión bajo condiciones reales de operación.
Para lo anterior, se describe un procedimiento práctico, en base a tablas de cálculo,
para determinar el balance de combustión de un combustible sólido a partir del análisis
gravimétrico:
Tabla 3.2: Balance de combustión para combustible sólido, a partir del análisis gravimétrico.
Combustible
Elemento
%
Volumen
PM
Carbono
C
12
Hidrogeno H2
2
Azufre
S
32
Oxigeno
O2
32
Humedad H2O 18
Nitrógeno N2
28
100
Aire
O2
N2
H2O
Exceso
(λ)
%
15%
Oxigeno
kmol /
O2 kmol /
kg comb
kg comb
a1= C´/12*100
a1
a2 = H2/2*100
a2 / 2
a3 = S/32*100
a3
a4 = O2/32*100
-a4
a5=H2O/18*100
a6 = N2/28*100
∑ = a7
a8=3.76a7
a9
a10
Productos de la Combustión
CO2
SO2
H2O
N2
Exceso
Aire
a1
a2
a3
a5
a6
a8
a9
a10
∑=a11 ∑=a12 ∑=a13 ∑=a14 ∑=a15
Total de
Aire
41
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La nomenclatura para cada término será descrita a continuación:
C´
:
% de carbono efectivamente quemado.
x ⎞
⎛
C ´ = C ⎜1 −
⎟
⎝ 100 ⎠
x
:
% de carbono no quemado.
a7
:
Cantidad de oxígeno necesaria para la combustión estequiométrica.
(kmol/kg comb)
a 7 = a1 +
a8
:
a2
+ a3 − a 4
2
Cantidad de nitrógeno presente en el aire estequiométrico.
(kmol/kg comb)
a8 = 3.76 * a7
a9
:
Vapor de agua presente en el aire para la combustión (kmol/kg comb.)
a9 =
φPs
Patm − φPs
(a7 + a8 )⎛⎜1 + λ
⎝
⎞
⎟
100 ⎠
Ф
=
Humedad relativa del aire.
Ps
=
Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura
del aire de combustión.
λ
a10
:
=
Porcentaje de exceso de aire.
Cantidad de exceso de aire.
a10 =
(a7 + a8 )λ
100
Productos de la combustión Húmedos: a11 + a12 +a13 + a14 + a15 (kmoles/kg comb)
Productos de la combustión secos:
a11 + a12 + a14 + a15 (kmoles/kg comb)
42
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3.2.2.7.-Energía disponible en los gases de combustión
La energía disponible de los gases de la combustión, depende directamente de la
composición elemental del combustible a utilizar, de la temperatura de combustión, de las
características propias del proceso de combustión y de las condiciones atmosféricas
reinantes en la zona. Para calcular dicha energía primero se debe conocer la temperatura
adiabática de combustión y la real; lo anterior será descrito a continuación.
3.2.2.7.1.-Temperatura adiabática de la llama
Temperatura adiabática de llama es la máxima temperatura que alcanzarían los
productos de la combustión cuando un determinado combustible se quema completamente,
en forma estequiométrica, en el interior de un sistema aislado térmicamente.
ma ha
mc hc
mc E química
∑ mp hp
q=0
Donde:
ma ha
=
Energía total del aire a la entrada (kJ/s)
mc hc
=
Energía sensible total del combustible a la entrada (kJ/s).
mc E química
=
Energía química del combustible (kJ/s).
∑ mp hp
=
Energía total de los productos de la combustión (kJ/s).
El balance de energía resultante será:
ma hs tz + mc hc tc + mc E q = ∑ m p h p
1 4 4 4 4 2 4 4 4 43
1 4 2 4 3tp
Re activos
Pr oductos
Donde los productos de la combustión son:
∑m
p
hp
tp
= mCO2 hCO2 + m H 2O hH 2O + m N 2 hN 2 + m SO2 hSO2
43
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3.2.2.7.2.-Temperatura real de los productos de la combustión
Representa la temperatura que alcanzan los productos de la combustión cuando un
determinado combustible se quema bajo condiciones reales.
Las condiciones reales de combustión se explican a continuación:
•
Exceso de aire.
•
Posible formación de CO, combustión incompleta.
•
% de combustible efectivamente quemado.
•
Flujo de calor que pasa a o a través de las paredes de la cámara de combustión.
ma ha
mc hc
mc E química
∑ mp hp
mCO PCCO
QPared
El balance de energía resultante será:
ma ha
ta
+ mc hc
tc
+ mc PCI * µ c = ∑ m p h p
tp
+ mCO PC CO + QPared
Ahora se procede a dividir la ecuación de balance por la masa del combustible (mc):
R a / c ha
ta
+ hc
tc
+ µ c PCI = Q Pared + a CO PC CO + a CO hCO
tp
+ a O 2 hO 2
tp
+ a aire haire
tp
+ ∑ a p hp
tp
Con:
µ C PCI = ( PCI − xPCC )
44
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La nomenclatura de la ecuación se presenta a continuación.
PCC
=
Poder calorífico del elemento carbono cuando pasa a CO2
PCC
=
34,053 kJ/kg u 8,135 kcal/kg.
X
=
Porcentaje de carbón no quemado.
aCO PCCO
=
Energía química del CO presente en los gases de combustión.
PCCO =
Q Pared / mc
=
10,640 (kJ/kg CO) o 2542 (kcal/kg CO)
Calor que pasa a través de las paredes de la cámara de combustión.
La temperatura “tp” se obtiene por iteración, ya que se conoce el primer miembro de
la ecuación anterior, además de Q Pared / mc , a CO, a H2O, a CO2, a O2, a N2, a SO2, a aire, desde el
balance de combustión.
Para obtener la entalpía de los gases resultantes de la combustión se utiliza la
siguiente ecuación:
2
3
4 ⎡ kcal ⎤
Entalpía = h(tp ) = a + b × t p + c × t p + d × t p + e × t p ⎢
⎣ kmol ⎥⎦
Esta ecuación nos entrega una buena aproximación del valor real de entalpía para la
temperatura de escape (tp) de los gases de combustión, donde: a, b, c, d y e son constantes
para cada gas en particular, dichos valores serán entregados en la siguiente tabla:
Tabla 3.3: Constantes para el polinomio de orden 4, representativo de la ecuación de entalpía.
Componente
co2
h2o
n2
so2
aire
Calculo de entalpías a partir de un polinomio de orden 4
a
b
c
d
e
-46,016474 9,3585393 0,003540876 -0,00000113
1,39E-10
19,580818
7,6208326 0,001666182 -1,06E-07
-1,62E-11
32,086855
6,5082935 0,001280666 -3,55E-07
4,07E-11
-21,253077 9,7024904 0,003493797 -1,38E-06
1,99E-10
11,917802
6,691546 0,001105247 -2,79E-07
2,92E-11
45
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3.2.2.8.-Función de Gibbs
Las tablas de propiedades termodinámicas tales como las tablas de vapor entregan
valores para la entalpía y entropía de algunos datos de estado arbitrario donde la entalpía (o
alternativamente la energía interna) y entropía se fijan desde cero. Cuando ocurre una
reacción química, sin embargo, desaparecen los reactantes y se forman productos, y
generalmente ya no es posible evaluar ∆h ni ∆s con lo que estos datos arbitrarios se
cancelan.
3.2.2.8.1.- ENTALPIA DE FORMACIÓN
Un dato de entalpía para proceso de reactivos se puede establecer
asignando
arbitrariamente un valor de cero a la entalpía de los elementos estables como un estado de
referencia estándar donde la temperatura será Tref = 298,15K (25°C) y la presión Pref, la
cual podría ser 1 atm o 1 bar dependiendo de la fuente de datos. El término estable
simplemente significa que el elemento particular es químicamente estable. Por ejemplo, en
el estado estándar, las formas estables de Hidrógeno, oxígeno y nitrógeno son H2, O2 y N2,
y no las formas monoatómicas H, O y N, respectivamente.
La entalpía molar de un compuesto en el estado estándar equivale a su entalpía de
formación, simbolizada aquí como h°f. La entalpía de formación es la energía liberada o
absorbida cuando se forma el compuesto a partir de estos elementos, estando el compuesto
y los elementos a Tref y Pref. La entalpía de formación se podría determinar por la aplicación
de procedimientos de termodinámica estadística usando datos espectroscópicos, o también
midiendo la transferencia de calor en una reacción en la cual el compuesto se forme desde
los elementos estables a una temperatura y presión de referencia. El anexo D entrega los
valores de entalpía de formación de varias sustancias a 298K y 1atm. La entalpía molar de
una sustancia en un estado que no sea el estándar se logra agregando el cambio de entalpía
molar ∆h entre el estado estándar y el estado de interés a la entalpía de formación:
[
]
o
h(T , P ) = h of + h(T .P ) − h(Tref , Pref ) = h f + ∆ h
46
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La entalpía de una sustancia está compuesta por h°f, asociada con la formación de la
sustancia desde los elementos estables, y ∆h, asociada con un cambio de estado a
composición constante.
Un dato escogido arbitrariamente puede usarse para determinar
∆h, dado que es una diferencia a composición constante. De acuerdo a esto, ∆h puede ser
evaluada desde fuentes tales como las tablas de vapor o las tablas de gas ideal.
La entalpía de la combustión, es la diferencia entre la entalpía de los productos y la
entalpía de los reactantes, cuando ocurre la combustión completa y ambos compuestos y
reactantes están a la misma presión y temperatura. Para los combustibles hidrocarburos la
entalpía de la combustión es de un valor negativo dado que la energía química interna es
liberada en la reacción. El poder calorífico más alto se obtiene cuando toda el agua formada
por la combustión está como líquido: el valor más bajo se obtiene cuando la totalidad del
agua formada por la combustión está como vapor. El valor calorífico más alto supera o
excede al valor más bajo por la energía que se requeriría para vaporizar el agua líquida
formada a una temperatura específica.
En ausencia de trabajo W y efectos de energía potencial y cinética apreciables, la
energía liberada de la combustión se transfiere en dos formas: la energía acompañando la
salida de los productos de la combustión y la transferencia de calor. La temperatura que se
lograría por los productos en el límite de la operación adiabática es la llama adiabática o
temperatura de combustión adiabática.
Para un combustible, temperatura y presión de los reactantes específica. La llama
adiabática máxima es lograda por la combustión completa con la cantidad teórica de aire. El
valor medido de la temperatura de los productos de la combustión podría ser varios cientos
de grados por debajo de la temperatura máxima calculada para la llama adiabática, esto
ocurre por varias razones, entre las cuales podemos destacar las siguientes: (1) la pérdida de
calor se puede reducir pero no eliminar; (2) una vez que se ha entregado la cantidad
adecuada de oxígeno para permitir la combustión completa, hacer entrar más aire diluye los
productos de la combustión, bajando la temperatura; (3) la combustión incompleta tiende a
reducir la temperatura de los productos; (4) como resultado de las altas temperaturas
47
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alcanzadas, algunos de los productos de la combustión se podrían disociar. Las reacciones
endotérmicas de disociación también bajan la temperatura de los productos.
3.2.2.8.2.- ENTROPÍA ABSOLUTA
Un dato común para asignar valores de entropía a sustancias involucradas en
reacciones químicas se logra a través de la tercera ley de la termodinámica, la cual se basa
en observaciones experimentales obtenidas primariamente de estudios de reacciones
químicas a bajas temperaturas y mediciones específicas de calor a temperaturas cercanas al
cero absoluto. La tercera ley establece que la entropía de una sustancia pura cristalina es
cero a la temperatura de cero absoluto, 0 K. Las sustancias que no tengan una estructura
pura y cristalina tienen un valor de entropía distinto al cero a temperatura de cero absoluto.
La tercera ley entrega datos relativos a los cuales la entropía de cada sustancia que
participe de la reacción puede ser evaluada. La entropía relativa a este dato se llama la
entropía absoluta. El cambio en la entropía de una sustancia entre el cero absoluto y
cualquier otro estado dado se puede determinar de las mediciones de transferencia de
energía y datos específicos de calor o de procedimientos basados en datos estadísticos
termodinámicos y datos moleculares observados.
Cuando la entropía absoluta es conocida a presión PREF y temperatura T, la entropía
absoluta a la misma temperatura y a cualquier presión P se puede encontrar a partir de la
siguiente expresión:
[
s (T , P ) = s (T , Pref ) + s (T .P ) − s (T .Pref )
]
48
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3.2.2.8.3.- FUNCIÓN DE FORMACIÓN DE GIBBS.
Paralelamente siguiendo el acercamiento usado para la entalpía, se asigna un valor
cero a la función de Gibbs de cada elemento estable a su estado estándar. La función de
formación de Gibbs de un compuesto equivale al cambio en la función de Gibbs para la
reacción en la cual el compuesto se forma de sus elementos estables. El anexo D entrega los
datos de la función de formación de Gibbs para varias sustancias a 298K y 1atm.
La función de Gibbs en un estado distinto que el standard se encuentra agregando a
la función de formación el cambio en la función de Gibbs específica ∆g entre el estado
estándar y el estado de interés.
o
[
]
o
g (T .P ) = g f + g (T .P ) − g (Tref , Pref ) = g f + ∆ g
Donde
[
] [
∆ g = h (T .P ) − h (Tref , Pref ) − T s (T .P ) − Tref s (Tref .Pref )
]
Mediante esta función es posible determinar las energías involucradas en el proceso
de disociación que ocurre durante la combustión del carbón, la cual depende netamente de
la temperatura y presión de la reacción química.
49
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Capítulo N° 4: Condiciones de diseño y balance nominal
de combustión.
4.1.- Condiciones de diseño.
La caldera en estudio posee la más moderna tecnología de lechos fluidizados
circulantes, la cual permite quemar combustibles de diferentes tipos y niveles de azufre;
para este caso, el combustible de diseño es el petcoke, cuyo análisis elemental e inmediato
se muestra a continuación:
Tabla 4.1: Análisis inmediato y elemental del combustible de diseño (petcoke).
Análisis Elemental
Elemento
%
Carbono
81,11
Hidrógeno
2,70
Azufre
3,41
Nitrogeno
1,43
Oxigeno
1,08
humedad
10,00
Ceniza
0,27
Total
100
Análisis Inmediato
Elemento
%
Humedad
10
Materia Volatil
8,62
Carbono
81,11
Ceniza
0,27
Total
100
Fuente: Universidad de Concepción
Los datos nominales de operación se representan en la tabla 5.2, en la cual se
describen los distintos estados del
ciclo y
sus correspondientes propiedades
termodinámicas. Para comprender las etapas del ciclo de vapor de la planta es necesario ver
el diagrama de flujo de procesos, el cual se encuentra detallado en el anexo A.
50
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Tabla 4.2: Valores de diseño para el ciclo de vapor.
Estado
Etapas
Vapor
1
Vapor
2
Vapor
3
Condensado
4
Liquido
5
Liquido
6
Liquido
7
Condensado
8
Vapor Humedo
9
Vapor
10
Vapor
11
Vapor
12
Condensado
13
Liquido
14
Liquido
15
Liquido
16
Liquido
17
Liquido
18
Condensado
19
Condensado
20
Condensado
21
Condensado
22
Vapor
23
Condensado
24
Liquido
25
Solido
26
Solido
27
Temperatura
°C
540
400
177,7
102,8
15
15
15
44,7
37,1
177,7
107,1
84,1
37,1
15
15
140
142,3
142,3
37,2
39
80,1
102,8
37,1
100
Presión
kg/cm2
106,5
49,03
4,785
3,7
3,7
8,4
8,4
0,541
0,0642
4,785
1,3246
0,5695
0,0642
3,2
xxx
16,5
142,5
142,5
8,79
xxx
xxx
xxx
0,0642
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
Flujo
kg/h
243099
26000
23556
194420
41176
105676
64500
22752
170371
23977
8300
13864
194420
384556
278880
12745
246408
878
194420
194420
194420
194420
1296
166
2310
5616
24768
Entalpía
kcal/kg
830,2
765,9
671,8
103
15
15
15
44,7
536,9
671,8
622,7
596,3
37,1
15
15
140,4
142,7
142,7
37,2
39
79,9
102,9
822,7
100
xxx
xxx
xxx
Fuente: Empresa en estudio
Nota: Las etapas 26 y 27, representan el consumo nominal de caliza y combustible (petcoke) respectivamente,
de la caldera de lecho fluidizado circulante.
51
Esquema del proceso de generación de vapor:
PC
1
LC
PC
TC
HP Steam To Petrox
2
PC
Turbine
Control
System
25
9
TC
FC
10 11
PC
12
CW To/From other
Services
Turbine
Vacuum
System
23
Cooling
Tower
Cooling Tower
Treatment Package
26
Limestone
LC
BFW
Treatment
Package
3
27
Petcoke
8
4
18
22
21
20
19
PC
17
Auxiliary BFW Pump
Deaerator
LC
Gland
Condensate
5
7
BFW Pump
PC
16
BFW To
Coker/HDT Units
Desmineralized
Water Tank
14
Raw Water
from Petrox
Pretreatment
Unit
15
Desmineralization
Unit
24
13
6
Desmineralized
To Petrox
Water
4.2.- Balance nominal de combustión.
Para evaluar el proceso de combustión de la caldera de lecho fluidizado circulante se
debe realizar un balance teórico utilizando las condiciones de diseño del equipo, por lo que
será necesario recurrir a la información definida en el capítulo 4, (tabla 4.1: Análisis
inmediato y elemental del combustible de diseño).
Se debe considerar que dicha tabla se encuentra representada tal como se quema
(c.s.q.), por lo cual es necesario efectuar una mínima modificación para que esta quede
representada en (c.s.q.) sin cenizas.
Tabla 4.3: Análisis elemental del combustible sin cenizas.
Análisis Elemental
Elemento
%
Carbón
81,33
Hidrógeno
2,71
Azufre
3,42
Nitrógeno
1,43
Oxígeno
1,08
humedad
10,03
Ceniza
0,00
Total
100
Fuente: Elaboración propia
Además se debe señalar que para realizar el balance nominal de combustión se
consideraran los siguientes parámetros:
-Temperatura de aire atmosférico:
10°C
-Humedad relativa:
70%
-Porcentaje de carbón no quemado:
1%
-Exceso de aire:
15%
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Luego de considerar los parámetros anteriores, se procederá a utilizar la
metodología representada en el capitulo: 3.2.2.6.- Balance de combustión de un
combustible sólido. De esta manera los resultados obtenidos se muestran en la tabla 4.4
Tabla 4.4: Balance nominal de combustión.
Combustible
Productos de la Combustion
PM
Elemento
%
81,33%
2,71%
3,42%
1,08%
10,03%
1,43%
100
C
H2
S
O2
H2O
N2
Aire
O2
N2
H2O
Exceso
%
kmol /
kg comb
0,0671
0,0135
0,0011
0,0003
0,0056
0,0005
12
2
32
32
18
28
O2 kmol /
kg comb
0,0671
0,0068
0,0011
-0,0003
CO2
0,06710
SO2
N2
Exceso
Aire
0,01354
0,00107
0,00557
0,00051
0,0746
0,2805
0,0035
0,0533
15%
H2O
0,28048
0,00350
0,06710
0,00078
0,02261
0,28099
0,05326
0,05326
0,4118 kmol / kgc
11,9433 kg aire / kgc
Total de Aire
De los cálculos realizados se observa que la cantidad de aire necesario para la
combustión de un kilogramo de petcoke (según valores de diseño) es:
Total _ aire = 0.4118
kmol Aire
kg Combustible
o Total _ aire = 11.9433
kg Aire
kg Combustible
De la misma manera podemos deducir la composición de los gases generados en el
proceso de combustión, los cuales se detallan en la tabla 4.5:
Tabla 4.5: Composición de los gases de combustión.
Gases de la Combustion
CO2
H2O
N2
SO2
Aire
PM
44
18
28
64
29
kmol /
kg comb
0,0671
0,0226
0,2810
0,0008
0,0533
kg /
kg comb
2,9523
0,4070
7,8677
0,0496
1,5446
54
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Capítulo N° 5: condiciones reales de combustión y
desarrollo de la investigación.
5.1.- Condiciones reales de combustión.
Las calderas de lecho fluidizado circulante, en las cuales tienen un proceso de
absorción del azufre como medida para restringir las emisiones de SO2 presentan dentro de
su funcionamiento a nivel químico dos reacciones fundamentales: primero la reacción de
combustión propiamente tal, en donde el combustible, en este caso pet coke, interactúa con
el oxígeno del aire para producir calor y gases residuales; por otro lado esta la reacción
química de sulfatación que permite absorber en una gran parte el óxido sulfuroso SO2
mediante la inyección de caliza CaCO3 , ambos procesos serán analizados
cuantitativamente de forma conjunta a continuación,
El proceso de combustión en general consiste en quemar un combustible en
presencia de aire y obtener calor y gases como productos, esto queda representado con la
siguiente expresión:
Combustible + Aire = CO2 + CO + H2O + N2 + O2 + NO + SO2
El proceso de sulfatación se puede expresar matemáticamente por dos ecuaciones
muy simples:
CaCO3 + Calor = CaO + CO2
CaO + SO2 = CaSO4
Para ambas reacciones se realiza el correspondiente balance el cual nos permite
determinar los productos de cada una de las ecuaciones.
(a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6) + b(O2 + 3.76N2) = c CO2 + dCO + eH2O + fN2 + gO2 + iNO + jSO2 (ecuacion N°1)
(RCa/s) j CaO + jSO2 + gO2 + = b1 CaSO4 + b2 CaO + b3 O2
(ecuacion N°2)
55
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A partir del análisis gravimétrico del combustible sin cenizas (aCarbón, aHidrogeno,
aAzufre, aOxigeno, aAgua, aNitrógeno.) obtenemos los valores para las variables a1, a2, a3, a4, a5, a6
con las siguientes expresiones: (c2 representa el carbón no quemado)
Carbón real utilizado:
c ⎤
⎡
c1 = aCarbón * ⎢1 − 2 ⎥
⎣ 100 ⎦
Carbón:
a1 =
Hidrógeno:
a2 =
Azufre:
a3 =
Oxígeno:
a4 =
Agua:
a5 =
Nitrógeno:
a6 =
c2 = carbono no quemado
c1
= 0.06778
100 * PM Carbón
a Hidrogeno
100 * PM Hidrogeno
a Azufre
= 0.001069
100 * PM Azufre
aOxigeno
100 * PM Oxigeno
a Agua
100 * PM Agua
= 0.01355
= 0.0003375
= 0.005572
a Nitrógeno
100 * PM Nitrógeno
⎡kmol
⎤
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
⎡kmol
⎤
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
⎡kmol
⎤
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
⎡kmol
⎤
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
⎡kmol
⎤
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
⎤
= 0.0005107 ⎡kmol
kg Combustible ⎥⎦
⎢⎣
Las variables calculadas representan los moles de cada elemento por kg de
combustible, conocidos estos datos, se proseguirá con los sistemas de ecuaciones para
balancear la ecuación química n°1
56
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5.1.1: Reacción de combustión
Ecuación química para la reacción de combustión.
(a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6) + b(O2 + 3.76N2) = c CO2 + dCO + eH2O + fN2 + gO2 + iNO + jSO2
Sistema de ecuaciones
Balance de carbono:
a1 − c − d = 0
Balance de hidrógeno:
a2 − e = 0
Balance de azufre:
a3 − j = 0
Balance de oxígeno
a4 + b − c −
d e
i
− −g− − j=0
2 2
2
Balance de nitrógeno:
a 6 + 3.76b − f −
i
=0
2
Humedad total:
wTotal = a 2 + a5 + a7
Oxigeno estequiometrico:
a Stoic = a1 +
a2
+ a3 − a 4
2
Oxigeno total considerando 15% de exceso de aire:
⎡ e ⎤
b = a Stoic ⎢1 + aire ⎥
⎣ 100 ⎦
57
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5.1.2: Reacción de sulfatación.
Ecuación química para la reacción de sulfatación.
(1)
(2)
CaCO3 + Q
CaO + SO2
Î
Î
CaO + CO2
CaSO4
Como la ecuación (1) se encuentra balanceada, podemos afirmar que de un mol de
caliza (CaCO3) se obtendran un mol de óxido de calcio (CaO) y un mol de dióxido de
carbono (CO2); para analizar la reacción que ocurre en la ecuación número (2) se debe
hacer el siguiente balance químico:
(RCa/s) j CaO + jSO2 + gO2 + = b1 CaSO4 + b2 CaO + b3 O2
Los valores correspondientes a las variables “j” y “g” se obtienen del balance
químico de la reacción de combustión; la relación de calcio azufre (RCa/s) es asignada como
dato de entrada con un valor para este caso en particular de dos ((RCa/s)=2), conocidos estos
datos se realizará el sistema de ecuaciones correspondiente para esta reacción química:
Balance de calcio:
b2 = RCa / s * j − j
Balance de azufre:
b1 = j
Balance de oxígeno:
RCa / 2 * j
b
+ j + g − 2b1 − 2 − b3 = 0
2
2
58
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5.1.3: Desarrollo
Para completar estos balances químicos se deben fijar las condiciones ambientales
necesarias para conocer las propiedades de estado del aire, las cuales se fijan a
continuación:
Temperatura del aire ambiente:
T1
= 10
Presión atmosférica:
Patm
= 101 [kPa]
Humedad relativa:
ø
= 70
[°c]
[%]
Fijados los datos concernientes al aire se procede a calcular su presión de
saturación, la cual esta definida por la siguiente expresión matemática. Y nos permite
calcular la cantidad de vapor de agua (a7) que contiene el aire húmedo a la presión,
temperatura y humedad relativa del aire fijadas anteriormente:
Psat =
8
⎡ ⎡ 3928.5 ⎤ ⎤
⎢−⎢
⎥⎥
⎣⎢ ⎣ T1 + 231.667 ⎦ ⎦⎥
1.05738 *10 * e
51.699226
* 6.89 = 1.228[kPa ]
Entonces:
⎡⎛
Φ
⎢⎜ 100 * Psat
a 7 = ⎢⎜
⎢⎜⎜ P − Φ * P
⎢⎣⎝ atm 100 sat
⎤
⎞
⎟
⎥
e
⎟ * 4.76 * a Stoic ⎥ * ⎡1 + Aire ⎤ = 0.003537[kmol ]
⎢
⎥
⎟
⎣ 100 ⎦
⎥
⎟
⎥⎦
⎠
Con todos los datos antes mencionados, se realiza el desarrollo del sistema de
ecuaciones para determinar la cantidad de productos de la combustión, tomando en cuenta
todos los reactivos involucrados en dicho proceso. Los productos considerando sólidos y
gases serán mencionados a continuación:
La cantidad necesaria de Ca para absorber la totalidad del azufre liberado por el
combustible durante el proceso de combustión queda dado de la siguiente manera, de la
ecuación (2) del capitulo 6.1.2 se puede decir que para un mol de azufre se requiere un mol
de Ca para completar la reacción de sulfatación, es decir, que por cada mol de azufre se
59
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necesitará un mol de caliza; como en el proceso real, la relación calcio azufre está impuesta
con un valor de dos, por lo que podemos decir que por cada mol de azufre se inyectarán 2
moles de Ca, de esta manera podemos determinar:
Cantidad necesaria de Ca para la reacción de sulfatación:
bCa = RCa / S * j
bCa = 0.002138
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
Cantidad necesaria de caliza para la reacción de sulfatación:
bCaCO3 = bCa
bCaCO3 = 0.002138
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
bCaCO3 = 0.2138
⎡kg CaCO3
⎤
⎢
⎥
kg
Comb ⎦
⎣
Cantidad de CO2 liberado en la reacción de sulfatación:
bCO3 = bCaO
bCO3 = 0.001069
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
Cantidad de O2 liberado en la reacción de sulfatación:
bO3 = b3
bO3 = 0.01075
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
Cantidad de CaO remanente en el sistema
bCaO = RCa / S * j − j
bCaO = 0.001069
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
Cantidad de CaSO4 formado en la reacción de sulfatación:
bCaSO4 = b1
bCaSO4 = 0.001069
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
60
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El dióxido de carbono entregado en los resultados considera el obtenido mediante la
reacción de oxidación producida por el elemento carbono del combustible mas el dióxido
de carbono liberado por la caliza durante el proceso de sulfatación. El cual está definido
por:
Total de CO2:
TCO2 = c + bCO 2
TCO2 = 0.06796
Total de CO:
TCO = d
TCO = 3.883 *10 −09
Total de H2O:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TCaSO4 = b1
TCaSO4 = 0.001069
Total de CaO:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TNO = i
TNO = 0.0000248
Total de CaSO4:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TO2 = b3
TO2 = 0.01061
Total de NO:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TN 2 = f
TN 2 = 0.3222
Total de O2:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TH 2O = Wtotal
TH 2O = 0.02262
Total de N2:
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
TCaO = bCaO
TCaO = 0.001069
⎡kmol
⎤
kg Comb ⎥⎦
⎢⎣
61
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Para determinar los gases producidos durante el proceso de combustión en función
de la temperatura del lecho, utilizaremos la función de Gibbs, la cual utiliza las entalpías de
formación para proporcionar las concentraciones de NO y CO en los gases de escape de la
caldera. Las cuales serán determinadas a continuación.
Función de Gibbs está definida por la siguiente expresión:
[
Gibbs = h[gas; T = T ] − T * s gas; T = T ; P = Pref
]
Total de moles en los gases de escape:
nTotal = c + bCO2 + d + Wtotal + f + b3 + i = 0.4234[kmol ]
Fracciones molares.
CO2
YCO 2 =
CO
YCO =
N2
YN 2 =
NO
YNO =
O2
YO2 =
c + bCO2
nTotal
d
nTotal
f
nTotal
i
nTotal
= 0.1605
= 9.17 *10 −09
= 0.761
= 0.00005856
b3
= 0.02507
nTotal
62
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Energía libre de Gibbs para T=1173 [k] y presión de 1 [bar]; Pref = 1[bar]
CO2
[
O
g CO
2 = Gibbs " CO 2 " ; T ; Pref
[kJ kmol ]
O
g CO
2 = −676622
CO
[
[kJ kmol ]
[
g NO2 = Gibbs " N 2 " ; T ; Pref
[
O
g NO
= Gibbs " NO"; T ; Pref
]
[kJ kmol ]
O
g NO
= −179227
O2
]
[kJ kmol ]
g NO2 = −246538
NO
]
O
g CO
= Gibbs " CO" ; T ; Pref
O
g CO
= −364308
N2
]
[
g OO2 = Gibbs " O2 "; T ; Pref
]
[kJ kmol ]
g OO2 = −263382
Energía libre de Gibbs para la reacción CO-CO2
O
O
∆G1O = 0.5 * g OO2 + g CO
− g CO
2
Donde:
∆G1O = − R * T * ln[K 1 ]
ley de conservación de masa.
R = 8.314
Constante universal de gases.
YO2 *
K 1 = YCO *
P
Pref
YCO2
Constante de equilibrio.
63
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Energía libre de Gibbs para la reacción N2-O2
O
∆G 2O = 2 * g NO
− g OO2 − g NO2
Donde:
∆G2O = − R * T * ln[K 2 ]
ley de conservación de masa.
2
YNO
K2 =
YO2 * YN 2
Constante de equilibrio.
Mediante la iteración de este sistema de ecuaciones, nos permite calcular las
concentraciones de cada gas que compone la corriente de gases de la caldera en función de
la temperatura del lecho, esto queda expresado de forma clara en la tabla 5.1.5.a y en el
grafico 5.1.5.b.
64
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5.1.4: Balance energético de combustión
El balance energético de combustión para este caso en particular queda definido por
la siguiente expresión:
Energía reactivos = Energía de los productos + calor útil (ecuación: 5.1.4.a)
Para realizar dicho balance se debe tener en cuenta las siguientes variables que
intervienen en el proceso:
Poder calorífico inferior del combustible:
Pci = 35617.8⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
Poder calorífico del elemento carbono cuando pasa a CO2:
PCc = 34053⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
Poder calorífico real:
PCI = Pci −
c2
* PCc
100
PCI = 35175⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
Entalpía del aire a T = 20 °C
[
ha = 3501 kJ
kmol
]
Temperatura del combustible:
Tcomb = 283[K ]
Calor específico del combustible:
⎤
cc = 1.26⎡kJ
⎢⎣ kgK ⎥⎦
Entalpía del combustible:
hComb = 356.6⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
65
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Relación aire combustible:
R AireComb = a stoic PM O2 + 3.76a stoic PM N 2 + a 7 PM H 2O + 4.76a stoic
R Airecomb = 11.82 ⎡
⎢⎣
kg aire
eaire
PM aire
100
⎤
kg comb ⎥⎦
Ya definidos los datos se procede a calcular los términos de la ecuación 6.1.4.a
Energía de los reactivos está definida por la siguiente expresión matemática:
E reactivos =
R AireComb
ha + hComb + PCI
PM Aire
E reactivos = 36960 ⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
Para la energía de los productos, se tienen las cantidades de cada gas en la corriente de
gases y además su temperatura de salida en la chimenea (t = 160 °C) por ende solo queda calcular
las entalpías correspondientes a cada uno de ellos. La expresión que define la entalpía de cada uno
de los gases de combustión se describe a continuación:
E Pr oductos = ECO2 + ECO + E N 2 + EO2 + E NO + E H 2O + E reacCO
En donde:
E CO2 = TCO2 * hCO2 [t = 160] = 427.4 ⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E CO = TCO * hCO [t = 160] = 0.00001814⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E N 2 = TN 2 * hN 2 [t = 160] = 1504⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E O2 = TO2 * hO2 [t = 160] = 50.57 ⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E NO = TNO * hNO [t = 160] = 0.1187 ⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E H 2O = TH 2O * hH 2O [t = 160] = 122.9⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
E reacCO = TCO *10640 * PM CO = 0.001157 ⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
66
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Definidos los valores para cada variable calculamos la energía total de los productos de la
combustión. Entonces:
E Pr oductos = 2105⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
Conocido este valor se puede afirmar que el calor entregado al sistema para la generación
de vapor es el siguiente:
E reactivos = Calor + E Pr oductos
Calor = E reactivos − E Pr oductos
Calor = 34855⎡kJ ⎤
⎢⎣ kg ⎥⎦
De igual forma podemos calcular los rendimientos de la caldera y de combustión de este
proceso mediante las siguientes expresiones matemáticas:
Rendimiento de la caldera:
µ Caldera =
Calor
100 = 94.3%
E reactivos
Rendimiento de combustión:
µ Combustion
PCc ⎤
⎡
⎢ Pci − c 2 100 ⎥
=⎢
⎥ *100 = 98.76%
Pci
⎢
⎥
⎣⎢
⎦⎥
67
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5.1.5. Gráficos y tablas paramétricas basados en programa EES
Desarrollado el sistema de ecuación que regula el proceso de combustión de la
caldera de lecho fluidizado circulante, se procede a parametrizar las variables de mayor
importancia con el fin de ver su efecto sobre el funcionamiento del sistema, esto se realiza
mediante el uso del programa computacional EES (Engineering Equation Solver).
Tabla 5.1: Formación de los gases de combustión en función de la temperatura del
lecho.
Temperatura
[K]
1173
1432
1690
1949
2207
2466
2724
2983
3241
3500
Fuente: EES
Aire
[kmol/kgc]
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
0,08657
CO2
[kmol/kgc]
0,06884
0,06884
0,06882
0,06847
0,06624
0,05882
0,04524
0,02973
0,01739
0,009709
CO
[kmol/kgc]
3,93E-09
7,24E-07
0,00002668
0,0003716
0,002601
0,01003
0,0236
0,03911
0,05146
0,05914
H2O
[kmol/kgc]
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
0,02266
N2
[kmol/kgc]
0,326
0,326
0,3258
0,3255
0,325
0,3242
0,3227
0,3207
0,3184
0,316
NO
[kmol/kgc]
0,0000251
0,0001345
0,0004292
0,001006
0,001994
0,003747
0,006684
0,01073
0,01535
0,02006
O2
[kmol/kgc]
0,01075
0,01069
0,01056
0,01044
0,01106
0,0139
0,01922
0,02495
0,02881
0,0303
SO2
[kmol/kgc]
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
0,001069
Grafico 5.1: Gases producidos en función de la temperatura del lecho.
68
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Tabla 5.2: Energías de reactivos y productos en función del carbono no quemado.
Carbón no quemado E reactivos E util Ts=160 E productos µ caldera µ combustión Calor (Th=900 °c)
%
%
[kJ/kgc]
[%]
[kJ/kgc]
[kJ/kgc]
[kJ/kgc]
0
37420
35290
2129
94,31
100
24192
5
35652
33616
2036
94,29
95,22
23003
10
33884
31941
1943
94,26
90,44
21814
15
32117
30266
1850
94,24
85,66
20625
20
30349
28591
1757
94,21
80,88
19436
25
28581
26917
1664
94,18
76,1
18247
30
26813
25242
1571
94,14
71,32
17058
35
25046
23567
1478
94,1
66,54
15869
40
23278
21893
1385
94,05
61,76
14680
45
21510
20218
1292
93,99
56,98
13492
Fuente: EES
Grafico 5.2: Energías de reactivos y productos en función del carbono no quemado.
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Grafico 5.3: Rendimiento de la caldera y de combustión en función del carbono no
quemado.
Tabla 5.3: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 0% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
0
1173
37420
0
1432
37420
0
1690
37420
0
1949
37420
0
2207
37420
0
2466
37420
0
2724
37420
0
2983
37420
0
3241
37420
0
3500
37420
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
35290
35290
35282
35179
34513
32294
28238
23603
19915
17620
E productos
[kJ/kgc]
2129
2130
2137
2241
2907
5126
9181
13817
17505
19800
µ caldera
[%]
94,31
94,31
94,29
94,01
92,23
86,3
75,46
63,08
53,22
47,09
µ combustion
[%]
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
70
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Tabla 5.4: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 5% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
5
1173
35652
5
1432
35652
5
1690
35652
5
1949
35652
5
2207
35652
5
2466
35652
5
2724
35652
5
2983
35652
5
3241
35652
5
3500
35652
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
33616
33615
33608
33510
32875
30762
26901
22493
18988
16809
E productos
[kJ/kgc]
2036
2037
2044
2142
2777
4890
8751
13159
16664
18843
µ caldera
[%]
94,29
94,29
94,27
93,99
92,21
86,28
75,46
63,09
53,26
47,15
µ combustion
[%]
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
95,22
Tabla 5.5: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 10% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
10
1173
33884
10
1432
33884
10
1690
33884
10
1949
33884
10
2207
33884
10
2466
33884
10
2724
33884
10
2983
33884
10
3241
33884
10
3500
33884
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
31941
31941
31934
31840
31237
29230
25565
21382
18061
15998
E productos
[kJ/kgc]
1943
1944
1951
2044
2647
4655
8320
12502
15823
17886
µ caldera
[%]
94,26
94,26
94,24
93,97
92,19
86,26
75,45
63,1
53,3
47,21
µ combustion
[%]
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
90,44
Tabla 5.6: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 15% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
15
1173
32117
15
1432
32117
15
1690
32117
15
1949
32117
15
2207
32117
15
2466
32117
15
2724
32117
15
2983
32117
15
3241
32117
15
3500
32117
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
30266
30266
30259
30171
29599
27698
24228
20272
17134
15187
E productos
[kJ/kgc]
1850
1851
1857
1946
2517
4419
7889
11844
14982
16930
µ caldera
[%]
94,24
94,24
94,22
93,94
92,16
86,24
75,44
63,12
53,35
47,29
µ combustion
[%]
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
85,66
71
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.7: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 20% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
20
1173
30349
20
1432
30349
20
1690
30349
20
1949
30349
20
2207
30349
20
2466
30349
20
2724
30349
20
2983
30349
20
3241
30349
20
3500
30349
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
28591
28591
28585
28501
27962
26166
22891
19162
16208
14376
E productos
[kJ/kgc]
1757
1758
1764
1847
2387
4183
7458
11187
14141
15973
µ caldera
[%]
94,21
94,21
94,19
93,91
92,13
86,22
75,43
63,14
53,4
47,37
µ combustion
[%]
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
80,88
Tabla 5.8: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 25% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
25
1173
28581
25
1432
28581
25
1690
28581
25
1949
28581
25
2207
28581
25
2466
28581
25
2724
28581
25
2983
28581
25
3241
28581
25
3500
28581
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
26917
26917
26911
26832
26324
24634
21555
18052
15281
13565
E productos
[kJ/kgc]
1664
1665
1671
1749
2257
3947
7026
10529
13300
15016
µ caldera
[%]
94,18
94,18
94,16
93,88
92,1
86,19
75,42
63,16
53,47
47,46
µ combustion
[%]
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
76,1
Tabla 5.9: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 30% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
30
1173
26813
30
1432
26813
30
1690
26813
30
1949
26813
30
2207
26813
30
2466
26813
30
2724
26813
30
2983
26813
30
3241
26813
30
3500
26813
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
25242
25242
25236
25163
24686
23102
20218
16943
14355
12755
E productos
[kJ/kgc]
1571
1572
1577
1651
2127
3711
6595
9871
12459
14059
µ caldera
[%]
94,14
94,14
94,12
93,84
92,07
86,16
75,4
63,19
53,54
47,57
µ combustion
[%]
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
71,32
72
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.10: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 35% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
35
1173
25046
35
1432
25046
35
1690
25046
35
1949
25046
35
2207
25046
35
2466
25046
35
2724
25046
35
2983
25046
35
3241
25046
35
3500
25046
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
23567
23567
23562
23493
23048
21570
18882
15833
13429
11944
E productos
[kJ/kgc]
1478
1479
1484
1553
1997
3475
6164
9213
11617
13102
µ caldera
[%]
94,1
94,1
94,08
93,8
92,03
86,12
75,39
63,22
53,62
47,69
µ combustion
[%]
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
66,54
Tabla 5.11: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 40% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
40
1173
23278
40
1432
23278
40
1690
23278
40
1949
23278
40
2207
23278
40
2466
23278
40
2724
23278
40
2983
23278
40
3241
23278
40
3500
23278
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
21893
21892
21888
21824
21411
20039
17546
14724
12503
11134
E productos
[kJ/kgc]
1385
1386
1390
1454
1867
3239
5732
8554
10775
12144
µ caldera
[%]
94,05
94,05
94,03
93,75
91,98
86,08
75,38
63,25
53,71
47,83
µ combustion
[%]
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
61,76
Tabla 5.12: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 45% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
45
1173
21510
45
1432
21510
45
1690
21510
45
1949
21510
45
2207
21510
45
2466
21510
45
2724
21510
45
2983
21510
45
3241
21510
45
3500
21510
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
20218
20218
20213
20154
19773
18507
16210
13614
11577
10323
E productos
[kJ/kgc]
1292
1293
1297
1356
1737
3003
5300
7896
9934
11187
µ caldera
[%]
93,99
93,99
93,97
93,7
91,92
86,04
75,36
63,29
53,82
47,99
µ combustion
[%]
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
56,98
73
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.13: Balance de energía durante el proceso de combustión en función de la
temperatura del lecho para 50% de carbono no quemado.
Carbón no quemado Temperatura E reactivos
[%]
[K]
[kJ/kgc]
50
1173
19743
50
1432
19743
50
1690
19743
50
1949
19743
50
2207
19743
50
2466
19743
50
2724
19743
50
2983
19743
50
3241
19743
50
3500
19743
Fuente: EES
E util
[kJ/kgc]
18543
18543
18539
18485
18135
16976
14874
12506
10651
9513
E productos
[kJ/kgc]
1199
1199
1204
1258
1607
2767
4868
7237
9091
10229
µ caldera
[%]
93,92
93,92
93,9
93,63
91,86
85,98
75,34
63,34
53,95
48,19
µ combustion
[%]
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
52,2
Grafico 5.4: Energía producida en función de la temperatura del lecho. (para
rendimiento de combustión µcombustión = 100%)
74
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Grafico 5.5: Rendimiento de la caldera en función de la temperatura del lecho. (Para
rendimiento de combustión µcombustión = 100%)
Grafico 5.6: Energía útil en función de la temperatura del lecho. (Para temperatura
de escape ts = 160 °C)
75
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.14: Balance de energía en función del exceso de aire.
Esceso aire E reactivos
[%]
[kJ/kg]
10
37357
20
37483
30
37609
40
37735
50
37861
60
37987
70
38113
80
38239
90
38366
100
38492
110
38618
120
38744
130
38870
140
38996
150
39122
160
39248
170
39375
180
39501
190
39627
200
39753
Fuente: EES
E util
[kJ/kg]
35312
35268
35225
35181
35138
35094
35051
35007
34964
34920
34876
34833
34789
34746
34702
34659
34615
34571
34528
34484
E productos
[kJ/kg]
2045
2214
2384
2554
2723
2893
3063
3232
3402
3572
3741
3911
4081
4250
4420
4590
4760
4929
5099
5269
µ Caldera
[%]
94,53
94,09
93,66
93,23
92,81
92,38
91,96
91,55
91,13
90,72
90,31
89,91
89,5
89,1
88,7
88,31
87,91
87,52
87,13
86,75
Grafico 5.7: Energías en función del exceso de aire.
76
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Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Grafico 5.8: Rendimiento de la caldera en función del exceso de aire
77
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.13: Variación de la temperatura del lecho en función del carbono no
quemado.
Carbón no quemado Temperatura
[°C]
[%]
0
878,7
1
863,6
2
848,2
3
832,5
4
816,5
5
800,1
6
783,4
7
766,3
8
748,9
9
731
10
712,8
11
694,1
12
675
13
655,5
14
635,5
15
615
16
594
17
572,4
18
550,3
19
527,6
20
504,3
21
480,4
22
455,7
23
430,4
24
404,3
25
377,5
26
349,8
27
321,2
28
291,8
29
261,3
30
229,8
31
197,3
32
163,7
33
128,9
34
92,98
35
55,85
Fuente: EES
q
[kJ/kgc]
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
24192
E reactivos E productos
[kJ/kgc]
[kJ/kgc]
37076
12884
36722
12530
36369
12177
36015
11823
35662
11470
35308
11116
34954
10762
34601
10409
34247
10055
33894
9702
33540
9348
33187
8995
32833
8641
32480
8288
32126
7934
31773
7581
31419
7227
31066
6874
30712
6520
30358
6166
30005
5813
29651
5459
29298
5106
28944
4752
28591
4399
28237
4045
27884
3692
27530
3338
27177
2985
26823
2631
26469
2277
26116
1924
25762
1570
25409
1217
25055
863,3
24702
509,8
78
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Grafico 5.9: Temperatura del lecho en función del carbono no quemado.
79
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Tabla 5.16: Variación de la temperatura del lecho, energía de los reactivos y
productos en función del carbono no quemado.
Carbon no quemado E productos E reactivos Temperatura
%
[kJ/kgc]
[kJ/kgc]
°C
0
12884
37076
878,7
0,1
12848
37040
877,2
0,2
12813
37005
875,7
0,3
12778
36970
874,2
0,4
12742
36934
872,7
0,5
12707
36899
871,2
0,6
12672
36864
869,7
0,7
12636
36828
868,1
0,8
12601
36793
866,6
0,9
12566
36758
865,1
1
12530
36722
863,6
1,1
12495
36687
862,1
1,2
12459
36651
860,5
1,3
12424
36616
859
1,4
12389
36581
857,5
1,5
12353
36545
855,9
1,6
12318
36510
854,4
1,7
12283
36475
852,9
1,8
12247
36439
851,3
1,9
12212
36404
849,8
2
12177
36369
848,2
Fuente: EES
Grafico 5.10: Temperatura del lecho en función del carbono no quemado.
80
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Capítulo N°6: Conclusiones.
Después de un largo periodo de estudio del proceso de combustión de la caldera de
lecho fluidizado circulante, se logró parametrizar las variables más importantes que están
involucradas en este proceso.
El estudio permitió cumplir tanto con el objetivo general como con los objetivos
específicos que se plantearon al comienzo de este trabajo, como lo es la evolución del
proceso de combustión de una caldera de lecho fluidizado circulante, analizar la situación
actual del proceso, cuantificar la cantidad de carbono no quemado y su influencia en la
temperatura del lecho y paramétrizar las variables de operación mas importantes.
En este contexto, observando los informes diarios de operación y evaluando los
resultados obtenidos se puede concluir.
Referido al objetivo general, el cual consta con la evaluación del proceso de
combustión y cuantificar la formación de NOx y CO en los productos se puede concluir
basado en los cálculos realizados en el capítulo VI lo siguiente:
•
Por cada kilógramo de combustible inyectado al sistema necesariamente se
deben agregar 0.2138 kg de caliza para absorber el azufre contenido en el petcoke y 11.96 kg de aire para que la reacción del elemento carbono sea completa.
•
Por cada kilógramo de combustible inyectado al sistema, podemos decir que el
total de CO2 liberado es de 0.06884 [kmol / kg
combustible],
de los cuales el
98.45% corresponde al CO2 producido por la reacción del elemento carbono
con el aire y sólo el 1.55 % corresponde al CO2 liberado en el proceso de
sulfatación, por parte de la caliza en su reacción de disociación.
•
El rango ideal de temperatura de reacción para generar el proceso de sulfatación
es de 843 – 954 °C, dicho rango se cumple en condiciones normales de
operación de la caldera en estudio, la cual trabaja en el rango de 850 – 940 °C.
81
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Por otro lado, podemos afirmar que con este rango de temperaturas permite
mantener un nivel muy bajo de emisiones de NOx y CO, para este caso los
valores calculados bordean 0.43 – 1 ton/día de NOx y 6.34*10-5 ton/día de CO.
Referido al objetivo específico, el cual consta de la parametrización de las variables
de operación más importantes analizando la sensibilidad y su impacto en el rendimiento de
la combustión, podemos afirmar lo siguiente:
•
El mejor rendimiento de la combustión para temperatura del lecho de 1173 K es
de 94.31%, A medida que la temperatura del lecho aumenta hasta
aproximadamente 2000 K el rendimiento de la caldera sufre una leve
disminución del orden de 1%, pero si la temperatura aumente por sobre ese
valor, el rendimiento se ve afectado considerablemente, esto se puede apreciar
en el grafico 5.5; esto ocurre por el rápido aumento de la concentración de NOx
y CO a esas temperaturas, ya que la formación de NOx necesita altas energías
para su formación y el CO posee energía química que se pierde al no oxidarse
con el oxígeno para producir CO2 , en consecuencia estas reacciones generan
una disminución en la energía útil y un aumento en la energía que poseen los
gases de salida que conlleva a una disminución drástica del rendimiento de la
caldera.
•
El exceso de aire es otra variable importante al momento de evaluar las
condiciones de combustión de una caldera, para este caso podemos afirmar que
por cada 10% que aumente provocará que: La energía de los reactivos, aumente
aproximadamente 126 kJ/kgComb; de igual forma la energía de los productos
aumentarán aproximadamente 170 kJ/kgComb; y la energía útil disminuirá
aproximadamente en 44 kJ/kgComb. Estas variaciones generan una disminución
del rendimiento de la caldera de aproximadamente 0.44 % por cada 10% que
aumenta el exceso de aire, es decir, la mayor cantidad de aire que ingresa al
sistema solo produce una disminución del rendimiento de la caldera. Esto se
puede apreciar en los gráficos 5.7 y 5.8.
82
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Referido al objetivo específico, el cual consta de cuantificar de forma analítica la
cantidad de carbón no quemado que se deposita en la ceniza fly y bed ash, con el fin de
determinar su influencia sobre la temperatura del hogar y de la corriente de gases a través
de la caldera de lecho fluidizado circulante podemos afirmar lo siguiente:
•
El porcentaje de carbono no quemado que pasa hacia las cenizas va desde 0.8 a
1.5 % del combustible total inyectado al sistema, esto quiere decir que de las
24- 25 ton/h que consume la caldera en condiciones normales de operación
0.203 – 0.381 ton/h se pierden en el material extraído del fondo del hogar (bed
ash) o bien es sacado por el tiro del hogar hacia el baghouse (fly ash). Esta
pérdida de carbón puede ocurrir por varias razones, las cuales se ven
involucradas la temperatura del lecho, el exceso de aire y la velocidad de
fluidificación. Estas dos últimas tienen una gran importancia dentro del proceso,
ya que, si el porcentaje de exceso de aire se eleva sobre las condiciones
normales de operación, la velocidad de fluidificación se incrementará
provocando que las partículas de carbono no permanezcan el tiempo necesario
para su correcta oxidación, siendo arrastradas por la corriente de gases fuera del
hogar.
•
Referente a la influencia del carbono no quemado en la temperatura del lecho
podemos afirmar mediante la tabla 5.15 y el gráfico 5.9 que para este caso en
particular fijando como constante el calor útil y haciendo variar el carbono no
quemado, podemos afirmar que la función que representa esta relación, con un
99.97% de exactitud está definida por :
Th = 870.739 − 12.2879 * c 2 − 0.305705 * c 22
•
Específicamente el rango de variación del carbono no quemado no supera el
2%, por esta razón e interpretando la tabla 5.16 podemos concluir que: el real
efecto del carbono no quemado sobre la temperatura será de 30.5 °C y la
energía de los reactivos se verá disminuida en 707 [kJ/kgComb]. Además
podemos decir que el rendimiento de la caldera se verá afectado solo 0.03 %
por cada 5% que varíe el carbono no quemado. Esto puede verse claramente en
el gráfico 5.3.
83
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Bibliografía
- Avallone, E.A. y Baumeister, T. 1995. Manual del ingeniero mecánico. 3ª ed. México,
McGraw-Hill
- Dittman, R. y Zemansky, M. W. 1988. Calor y termodinámica. México, McGraw-Hill.
584p.
- Márquez, M. 1989. Combustión y quemadores. Barcelona, Marcombo. 159p.
- Silva H., J. L. y Rodríguez F., P. 1993. Optimización del control de la combustión de la
unidad N° 2 de la central termoeléctrica Las Ventanas. Memoria de Ingeniero de Ejecución
en Mecánica. Concepción, Universidad del Bío Bío, Facultad de Ingeniería. 109p.
- Cifuentes J., E. 1998. Análisis de combustión en calderas y puesta en servicio del
analizador ENERAC 2000. Memoria de Ingeniero de Ejecución en Mecánica. Concepción,
Universidad del Bío Bío, Facultad de Ingeniería.
- Gauci C., G. 2001. Costo energético de la generación de potencia y del flujo de vapor en
la planta Petropower. Memoria de Ingeniero Civil Mecánico. Concepción, Universidad de
Concepción. Facultad de Ingeniería,
- Sánchez A., R. Apuntes de combustión.
- Cerda M., L. y Gatica S., J. Apuntes de termodinámica.
- Informes diarios de operación de la central cogeneradora.
84
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Anexo A
“Especificaciones técnicas de la empresa.”
85
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Condiciones de operación.
Estado
Etapas
Vapor
1
Vapor
2
Vapor
3
Condensado
4
Liquido
5
Liquido
6
Liquido
7
Condensado
8
Vapor Humedo
9
Vapor
10
Vapor
11
Vapor
12
Condensado
13
Liquido
14
Liquido
15
Liquido
16
Liquido
17
Liquido
18
Condensado
19
Condensado
20
Condensado
21
Condensado
22
Vapor
23
Condensado
24
Liquido
25
Solido
26
Solido
27
Temperatura
°C
540
400
177,7
102,8
15
15
15
44,7
37,1
177,7
107,1
84,1
37,1
15
15
140
142,3
142,3
37,2
39
80,1
102,8
37,1
100
Presión
kg/cm2
106,5
49,03
4,785
3,7
3,7
8,4
8,4
0,541
0,0642
4,785
1,3246
0,5695
0,0642
3,2
xxx
16,5
142,5
142,5
8,79
xxx
xxx
xxx
0,0642
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
xxx
Flujo
kg/h
243099
26000
23556
194420
41176
105676
64500
22752
170371
23977
8300
13864
194420
384556
278880
12745
246408
878
194420
194420
194420
194420
1296
166
2310
5616
24768
Entalpía
kcal/kg
830,2
765,9
671,8
103
15
15
15
44,7
536,9
671,8
622,7
596,3
37,1
15
15
140,4
142,7
142,7
37,2
39
79,9
102,9
822,7
100
xxx
xxx
xxx
Fuente: Empresa en estudio
86
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Esquema del proceso de generación de vapor:
PC
1
LC
PC
TC
HP Steam To Petrox
2
PC
Turbine
Control
System
25
9
TC
FC
10 11
PC
12
CW To/From other
Services
Turbine
Vacuum
System
23
Cooling
Tower
Cooling Tower
Treatment Package
26
Limestone
LC
BFW
Treatment
Package
3
27
Petcoke
8
4
18
22
21
20
19
PC
17
Deaerator
Auxiliary BFW Pump
LC
Gland
Condensate
5
Desmineralized
To Petrox
7
BFW Pump
PC
16
BFW To
Coker/HDT Units
Desmineralized
Water Tank
14
Raw Water
from Petrox
Pretreatment
Unit
24
13
6
Desmineralization
Unit
15
87
Water
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Diagrama de caldera:
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Ciclo de vapor
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Anexo B
“Programa de combustión desarrollado en EES.”
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Balance de combustión de un combustible sólido
Reacción de combustión
(a_1+a_2+a_3+a_4+a_5+a_6)+b*(O2+3,76*N2)=c*C02+d*CO+e*H2O+f*N2+g*O2 +i*NO+j*SO2
Function Gibbs(IG$; T; P_ref)
Gibbs=Enthalpy(IG$;T=T)-T*Entropy(IG$;T=T;P= P_ref)
End Gibbs
Condiciones ambientales
Humedad relativa:
R_aire=70
Temperatura del aire:
T_1=10
Presión atmosférica:
P_atm=101
Presión de saturación:
P_sat=(105738400*EXP(-(3928,5/(T_1+231,667))))/(51,699226)*6,89
Presión de vapor:
P_vap=(R_aire/100)*P_sat
Exceso de aire:
e_aire=15
Aire
O2_aire=a_stoic
N2_aire=3,76*O2_aire
a_7=(((R_aire/100)*P_sat)/(P_atm-((R_aire/100)*P_sat))*(O2_aire+N2_aire)*(1+e_aire/100))
Balance de combustión.
Consumo de combustible:
C_comb=24,7
Toneladas/h
Análisis gravimétrico del combustible
a_carbon=81,33
a_hidrogeno=2,71
a_azufre=3,42
a_oxigeno=1,08
a_agua=10,03
a_nitrogeno=1,43
Porcentaje de carbón no quemado:
c_2=0
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Carbón utilizado
c_1=a_carbon*(1-(c_2/100))
kmol/kg_combustible:
a_1=c_1/(100*12)
kmol_carbon/kg_combustible
a_2=a_hidrogeno/(2*100)
kmol_hidrogeno/kg_combustible
a_3=a_azufre/(32*100)
kmol_azufre/kg_combustible
a_4=a_oxigeno/(32*100)
kmol_oxigeno/kg_combustible
a_5=a_agua/(18*100)
kmol_agua/kg_combustible
a_6=a_nitrogeno/(28*100)
kmol_nitrogeno/kg_combustible
Sistema de ecuaciones
Balance de carbono:
a_1-c-d=0
Balance de hidrogeno:
a_2-e=0
Balance de azufre:
a_3-j=0
Balance de oxigeno:
a_4+b-c-d/2-e/2-g-i/2-j=0
Balance de nitrogeno:
a_6+b*3,76-f-i/2=0
Humedad total:
w_total=a_2+a_5+a_7
Oxigeno necesario para la combustión estequiométrica:
a_stoic=a_1+a_2/2+a_3-a_4
Oxigeno total 15% de exceso de aire
b=a_stoic*(1+(e_aire/100))
Temperatura del hogar:
T=1173 [K]
Presión en el hogar:
P=1 [bar]
Presión de referencia:
P_ref=1
Constante universal de los gases:
R=8,314
Total mole de gases:
n_total=(c+b_CO2)+d+w_total+f+b_3+i
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Relación aire combustible:
R_AireComb=a_stoic*MOLARMASS(O2)+3,76*a_stoic*MOLARMASS(N2)+a_7*MOLARMASS(H2
O)+4,76*a_stoic*(e_aire/100)*MOLARMASS(air)
Balance de caliza CaCO3
CaCO3 + Calor = CaO + CO2
CaO + SO2 = CaSO4
Relación calcio azufre:
R_CaS=2
Reacción química de caliza
(R_CaS)* j * CaO +j * SO2 +g*O2= b_1 * CaSO4 + b_2 * CaO + b_3 * O2
Sistema de ecuaciones :
Balance de Calcio:
b_2=R_CaS*j-j
Balance de azufre:
b_1=j
Balance de oxigeno:
((R_CaS*j)/2)+j+g-2*b_1-(b_2/2)-b_3=0
Cantidad de Ca necesaria. kmol_Ca/kg_combustible
b_Ca=R_CaS* j
Cantidad necesaria de caliza para la reacción de sulfatación kmol_CaCO3/kg_combustible
b_CaCO3=b_Ca
Cantidad de CO2 liberado en la reacción de sulfatación kmol_CO2/kg_combustible
b_CO2=b_CaO
Cantidad de O2 liberado en la reacción de sulfatación kmol_O2/kg_combustible
b_O2=b_3
Cantidad de CaO remanente en el sistema kmol_CaO/kg_combustible
b_CaO=R_CaS*j-j
Cantidad de Caso4 formado en la reacción de sulfatación kmol/kg_combustible
b_CaSO4=b_1
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Productos totales de combustión.
Total de CO2
d_CO2=c+b_CO2
Total de CO
d_CO=d
Total de H2O
d_H2O=w_total
Total de N2
d_N2=f
Tota de O2
d_O2=b_3
Total de NO
d_NO=i
Total de SO2
d_SO2=j
Total de CaSO4
d_CaSO4=b_1
Total remanente CaO
d_CaO=b_CaO
Fracciones molares:
Para CO2:
y_CO2=(c+b_CO2)/n_total
Para CO:
y_CO=d/n_total
Para H2O:
y_H2O=(w_total)/n_total
Para N2:
y_N2=f/n_total
Para O2:
y_O2=b_3/n_total
Para NO:
y_NO=i/n_total
Para SO2:
y_SO2=j/n_total
Función de Gibbs:
Energía libre de Gibbs para T y presión de 1 bar
Para CO2:
g|o_CO2=Gibbs('CO2'; T; P_ref)
Para CO:
g|o_CO=Gibbs('CO'; T; P_ref)
Para N2:
g|o_N2=Gibbs('N2'; T; P_ref)
Para O2:
g|o_O2=Gibbs('O2'; T; P_ref)
Para NO:
g|o_NO=Gibbs('NO'; T; P_ref)
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Energía libre de Gibbs para la reacción CO-CO2
DELTAG|o_1=0,5*g|o_O2+g|o_CO-g|o_CO2
Energía libre de Gibbs para la reacción N2-O2
DELTAG|o_2=2*g|o_NO-g|o_O2-g|o_N2
Ley de conservación de masa para la reacción CO-CO2
DELTAG|o_1=-R*T*ln(K_1)
Ley de conservación de masa para la reacción N2-O2
DELTAG|o_2=-R*T*ln(K_2)
Constante de equilibrio para la reacción CO-CO2
K_1=y_CO*sqrt(y_O2*P/P_ref)/(y_CO2)
Constante de equilibrio para la reacción N2-O2
K_2=y_NO^2/(y_O2*y_N2)
Balance energético de combustión
Poder calorífico inferior KJ/Kg
P_ci=35617,8
Poder calorífico del elemento carbono cuando pasa a CO2 KJ/Kg
P_c=34053
Temperatura del aire K
T_a=393
Temperatura del combustible
T_comb=T_1+273
Poder calorífico real considerando la cantidad de combustible no quemado
PCI=(P_ci-(c_2/100)*PC_c)
Entalpía del aire a T_a
h_a=Enthalpy(Air;T=T_a)-Enthalpy(Air;T=273)
Calor especifico del carbón kJ/kgK
c_c=c_('Coal-anthracite'; T_comb)
Entalpía del combustible
h_comb=c_c*T_comb
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Energía de los reactivos:
E_reactivos=(R_AireComb/MolarMass(Air))*h_a+h_comb+PCI
Energía de los productos para T=900 C
Para CO2
h_CO2=(ENTHALPY(CO2;T=T)-ENTHALPY(CO2;T=273))
E_CO2=d_CO2*h_CO2
Para CO
h_CO=(ENTHALPY(CO;T=T)-ENTHALPY(CO;T=273))
E_CO=d_CO*h_CO
Para N2
h_N2=(ENTHALPY(N2;T=T)-ENTHALPY(N2;T=273))
E_N2=d_N2*h_N2
Para O2
h_O2=(ENTHALPY(O2;T=T)-ENTHALPY(O2;T=273))
E_O2=d_O2*h_O2
Para NO
h_NO=(ENTHALPY(NO;T=T)-ENTHALPY(NO;T=273))
E_NO=d_NO*h_NO
Para H2O
h_H2O=(ENTHALPY(H2O;T=T)-ENTHALPY(H2O;T=273))
E_H2O=d_H2O*h_H2O
Para la energía latente en CO
E_reacCO=d_CO*10640*MolarMass(CO)
Energía total de los productos:
E_productos=E_CO2+E_CO+E_N2+E_O2+E_NO+E_H2O+E_reacCO
Energía útil entregada en el hogar
q_900=E_reactivos-E_productos
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Energía de los productos para T_s=160°c (temperatura de salida de la unidad
recuperadora de calor HRA)
q_160=E_reactivos-E_productos2
Temperatura de salida de los gases de escape:
T_s=433
Para CO2
h2_CO2=(ENTHALPY(CO2;T=T_s)-ENTHALPY(CO2;T=273))
E2_CO2=d_CO2*h2_CO2
Para CO
h2_CO=(ENTHALPY(CO;T=T_s)-ENTHALPY(CO;T=273))
E2_CO=d_CO*h2_CO
Para N2
h2_N2=(ENTHALPY(N2;T=T_s)-ENTHALPY(N2;T=273))
E2_N2=d_N2*h2_N2
Para O2
h2_O2=(ENTHALPY(O2;T=T_s)-ENTHALPY(O2;T=273))
E2_O2=d_O2*h2_O2
Para NO
h2_NO=(ENTHALPY(NO;T=T_s)-ENTHALPY(NO;T=273))
E2_NO=d_NO*h2_NO
Para H2O
h2_H2O=(ENTHALPY(H2O;T=T_s)-ENTHALPY(H2O;T=273))
E2_H2O=d_H2O*h2_H2O
Para la energía latente en CO
E2_reacCO=d_CO*10640*MolarMass(CO
Energía útil entregada durante el proceso
E_productos2=E2_CO2+E2_CO+E2_N2+E2_O2+E2_NO+E2_H2O+E2_reacCO
Rendimiento de la caldera:
Ren_caldera=(q_160/E_reactivos)*100
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Rendimiento de combustión:
Ren_combustion=((P_ci-(c_2*PC_c/100))/P_ci)*100
Solución al sistema de ecuaciones planteado:
a_1 = 0,06778 [kmol]
a_2 = 0,01355 [kmol]
a_3 = 0,001069 [kmol]
a_4 = 0,0003375 [kmol]
a_5 = 0,005572 [kmol]
a_6 = 0,0005107 [kmol]
a_7 = 0,003537 [kmol]
a_agua = 10,03
a_azufre = 3,42
a_carbon = 81,33
a_hidrogeno = 2,71
a_nitrogeno = 1,43
a_oxigeno = 1,08
a_stoic = 0,07528 [kmol]
b = 0,08657 [kmol/kgc]
b_1 = 0,001069 [kmol]
b_2 = 0,001069 [kmol]
b_3 = 0,01075 [kmol]
b_Ca = 0,002138 [kmol]
b_CaCO3 = 0,002138 [kmol]
b_CaO = 0,001069 [kmol]
b_CaSO4 = 0,001069 [kmol]
b_CO2 = 0,001069 [kmol]
b_O2 = 0,01075 [kmol]
c = 0,06777 [kmol]
c_1 = 81,33
c_2 = 0 [%]
c_c = 1,26 [kJ/kg·K]
C_comb = 24,7 [ton/hr]
d = 3,931E-09 [kmol]
DELTAG|o_1 = 180623
DELTAG|o_2 = 151467
d_CaO = 0,001069 [kmol]
d_CaSO4 = 0,001069 [kmol]
d_CO = 3,931E-09 [kmol]
d_CO2 = 0,06884 [kmol]
d_H2O = 0,02266 [kmol]
d_N2 = 0,326 [kmol]
d_NO = 0,0000251 [kmol]
d_O2 = 0,01075 [kmol]
d_SO2 = 0,001069 [kmol]
e = 0,01355 [kmol]
E2_CO = 0,00001837 [kJ/kg]
E2_CO2 = 433,1 [kJ/kg]
E2_H2O = 123,1 [kJ/kg]
E2_N2 = 1522 [kJ/kg]
E2_NO = 0,1201 [kJ/kg]
E2_O2 = 51,2 [kJ/kg]
E2_reacCO = 0,001172 [kJ/kg]
e_aire = 15 [%]
E_CO = 0,0001111 [kJ/kg]
E_CO2 = 3016 [kJ/kg]
E_H2O = 775 [kJ/kg]
E_N2 = 9119 [kJ/kg]
E_NO = 0,7265 [kJ/kg]
E_O2 = 317,3 [kJ/kg]
E_productos = 13228 [kJ/kg]
E_productos2 = 2129 [kJ/kg]
E_reacCO = 0,001172 [kJ/kg]
E_reactivos = 37420 [kJ/kg]
f = 0,326 [kmol]
g = 0,01128 [kmol]
g|o_CO = -364308 [kJ/kmol]
g|o_CO2 = -676622 [kJ/kmol]
g|o_N2 = -246538 [kJ/kmol]
g|o_NO = -179227 [kJ/kmol]
g|o_O2 = -263382 [kJ/kmol]
h2_CO = 4672
h2_CO2 = 6291
h2_H2O = 5434
h2_N2 = 4668
h2_NO = 4787
h2_O2 = 4765
h_a = 3501 [kJ/kmol]
h_CO = 28257 [kJ/kmol]
h_CO2 = 43807 [kJ/kmol]
h_comb = 356,6 [kJ/kg]
h_H2O = 34203 [kJ/kmol]
h_N2 = 27970 [kJ/kmol]
h_NO = 28948 [kJ/kmol]
h_O2 = 29528 [kJ/kmol]
i = 0,0000251 [kmol]
j = 0,001069 [kmol]
K_1 = 9,045E-09
K_2 = 1,798E-07
N2_aire = 0,2831 [kmol]
n_total = 0,4283 [kmol]
O2_aire = 0,07528 [kmol]
P = 1 [bar]
PCI = 35618 [kJ/kg]
PC_c = 34053 [kJ/kg]
P_atm = 101 [kpa]
98
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
P_ci = 35618 [kJ/kg]
P_ref = 1 [bar]
P_sat = 1,228 [kpa]
P_vap = 0,8595 [kpa]
q_160 = 35290 [kJ/kg]
q_900 = 24192 [kJ/kg]
R = 8,314 [kJ/kmol·K]
Ren_caldera = 94,31 [%]
Ren_combustion = 100
R_aire = 70 [%]
R_AireComb = 11,96 [kg_aire/kg_comb]
R_CaS = 2
T = 1173 [K]
T_1 = 10 [C]
T_a = 393 [K]
T_comb = 283 [K]
T_s = 433 [K]
w_total = 0,02266 [kmol]
y_CO = 9,179E-09
y_CO2 = 0,1607
y_H2O = 0,05291
y_N2 = 0,7612
y_NO = 0,0000586
y_O2 = 0,02509
y_SO2 = 0,002495
99
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C
“Informes diarios de operación de la caldera de lecho
fluidizado circulante.”
100
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.1.a: Informe diario de operación de la caldera, Septiembre de 2004. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Sep
02-Sep
03-Sep
04-Sep
05-Sep
06-Sep
07-Sep
08-Sep
09-Sep
10-Sep
11-Sep
12-Sep
13-Sep
14-Sep
15-Sep
16-Sep
17-Sep
18-Sep
19-Sep
20-Sep
21-Sep
22-Sep
23-Sep
24-Sep
25-Sep
26-Sep
27-Sep
28-Sep
29-Sep
30-Sep
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
608
606
609
601
606
611
611
609
611
621
613
599
607
600
592
591
594
606
600
585
586
587
581
575
568
634
503
567
556
552
17.789
593
HHV
btu/lb
15.258
15.258
15.258
15.258
15.258
15.706
15.706
15.706
15.706
15.706
15.706
15.706
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.371
15.430
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,55
86,63
12,20
15,80
780
1,55
86,63
12,20
15,80
750
1,55
86,63
12,20
15,80
710
1,55
86,63
13,00
15,00
750
1,55
86,63
11,80
17,40
885
1,49
86,15
13,40
15,00
770
1,49
86,15
11,20
10,80
755
1,49
86,15
12,20
12,00
1.030
1,49
86,15
11,75
12,00
825
1,49
86,15
10,90
15,00
815
1,49
86,15
12,20
15,50
865
1,49
86,15
11,20
13,60
780
1,49
87,17
11,20
14,80
870
1,49
87,17
9,60
15,00
810
1,49
87,17
9,70
10,00
780
1,49
87,17
10,85
13,00
755
1,49
87,17
10,60
13,60
650
1,49
87,17
11,80
13,70
590
1,49
87,17
11,30
0,00
570
1,49
87,17
9,40
0,00
540
1,49
87,17
11,30
13,40
750
1,49
87,17
11,90
13,40
590
1,49
87,17
11,90
18,60
700
1,49
87,17
11,90
18,60
705
1,49
87,17
11,90
12,40
710
1,49
87,17
11,90
11,80
675
1,49
87,17
11,90
11,80
625
1,49
87,17
9,60
12,00
870
1,49
87,17
10,15
10,00
870
1,49
87,17
9,10
12,40
875
1,50
86,84
11,34
12,94
755,00
Total
MMBTU
Fuel fire
20.452
20.584
20.485
20.216
20.384
21.156
21.156
21.087
21.156
21.502
21.225
20.741
20.569
20.332
20.061
20.027
20.129
20.535
20.332
19.824
19.858
19.892
19.688
19.485
19.248
21.484
17.045
19.214
18.841
18.706
605.414
20.180
Limestone
to Boiler
ton
42
43
42
43
42
43
42
43
43
42
35
43
41
41
42
43
40
39
43
39
34
34
34
43
36
34
34
33
34
36
1.183
39
101
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5855
5810
5820
5819
5815
5774
5758
5818
5795
5833
5653
5809
5815
5790
5759
5769
5752
5768
5770
5603
5641
5644
5636
5543
5557
5525
5499
5490
5454
5441
171.015
5.701
Temp
°C
434
420
419
421
416
414
413
415
415
415
410
415
415
415
420
403
406
413
405
405
412
420
419
419
416
405
405
404
402
406
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.1.b: Informe diario de operación de la caldera, Septiembre de 2004. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Sep
02-Sep
03-Sep
04-Sep
05-Sep
06-Sep
07-Sep
08-Sep
09-Sep
10-Sep
11-Sep
12-Sep
13-Sep
14-Sep
15-Sep
16-Sep
17-Sep
18-Sep
19-Sep
20-Sep
21-Sep
22-Sep
23-Sep
24-Sep
25-Sep
26-Sep
27-Sep
28-Sep
29-Sep
30-Sep
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
12,64
11,40
11,40
12,00
15,00
13,63
14,55
17,26
14,05
12,30
12,19
12,20
11,70
21,78
23,10
6,15
7,12
6,40
8,07
14,15
12,82
14,95
16,03
12,02
12,25
15,50
19,50
23,46
25,66
25,53
[%]
3,50
3,40
3,26
3,22
3,21
3,29
3,31
3,27
3,30
3,20
3,14
3,12
3,10
3,20
3,14
3,11
3,08
3,10
3,11
3,14
3,10
3,07
3,01
3,10
3,00
3,00
3,10
3,11
3,06
3,06
[ppm]
148,00
119,89
94,20
112,00
103,00
114,00
106,00
97,00
96,00
94,00
90,00
86,00
87,81
98,70
23,10
66,00
71,00
60,00
86,00
146,00
66,00
103,00
107,95
118,00
112,00
124,00
151,00
145,00
101,00
92,00
[lb/MBTU]
0,21
0,17
0,13
0,16
0,15
0,16
0,15
0,14
0,14
0,13
0,13
0,12
0,13
0,14
0,03
0,1
0,1
0,09
0,13
0,21
0,1
0,15
0,16
0,17
0,16
0,18
0,22
0,21
0,14
0,13
[ppm]
133,00
158,60
161,40
176,00
167,00
176,00
183,00
197,00
178,00
174,00
188,00
202,00
211,00
210,00
153,60
122,00
112,00
182,00
168,00
75,00
227,00
201,00
180,60
146,58
101,00
99,00
73,50
53,00
118,00
113,00
1,15
1,18
1,15
1,42
1,38
1,40
1,36
1,40
1,40
1,34
1,13
1,42
1,34
1,36
1,41
1,53
1,42
1,35
1,51
1,40
1,22
1,22
1,23
1,57
1,33
1,13
1,42
1,22
1,29
1,37
3,16
100,62
0,14
154,68
[ton/day]
2,12
2,51
2,55
2,81
2,72
2,85
3,04
3,22
2,94
2,93
3,07
3,26
3,44
3,47
2,49
2,00
1,85
3,02
2,78
1,24
3,67
3,23
2,86
2,26
1,53
1,67
0,99
0,83
1,79
1,72
74,86
2,50
[lb/MBTU]
0,23
0,27
0,27
0,31
0,29
0,30
0,32
0,34
0,31
0,30
0,32
0,35
0,37
0,38
0,27
0,22
0,20
0,32
0,30
0,14
0,41
0,36
0,32
0,26
0,18
0,17
0,13
0,09
0,21
0,20
14,49
[ton/day]
1,96
1,57
1,23
1,49
1,38
1,55
1,44
1,31
1,31
1,29
1,22
1,13
1,17
1,31
0,30
0,88
0,95
0,82
1,17
1,93
0,87
1,36
1,41
1,50
1,40
1,73
1,69
1,82
1,24
1,12
39,55
1,32
0,27
1,34
Disposed
ash
[Ton]
45,46
115,35
42,89
0,00
0,00
73,29
115,39
131,84
116,15
27,23
0,00
0,00
92,48
126,83
101,03
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
75,21
135,77
87,57
19,08
0,00
0,00
43,46
101,33
58,67
56,10
1.565,13
52,17
102
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.1.c: Informe diario de operación de la caldera, Septiembre de 2004. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Sep
02-Sep
03-Sep
04-Sep
05-Sep
06-Sep
07-Sep
08-Sep
09-Sep
10-Sep
11-Sep
12-Sep
13-Sep
14-Sep
15-Sep
16-Sep
17-Sep
18-Sep
19-Sep
20-Sep
21-Sep
22-Sep
23-Sep
24-Sep
25-Sep
26-Sep
27-Sep
28-Sep
29-Sep
30-Sep
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
267,40
263,10
262,20
262,70
261,80
262,50
257,20
258,80
259,00
257,60
258,50
257,60
259,20
258,80
255,20
251,10
247,10
249,90
243,80
244,60
244,90
247,00
244,20
248,50
246,80
247,10
250,70
244,90
251,70
248,60
°C
128
128
124
120
121
120
118
120
118
125
121
127
126
122
126
122
122
120
128
124
126
119
126
127
127
124
127
120
119
121
[ton/h]
113,40
105,80
108,50
106,40
105,70
105,90
105,20
107,50
104,60
106,60
104,10
104,60
103,00
101,40
102,30
107,20
106,60
105,60
106,00
100,40
99,80
94,20
93,60
93,90
91,80
92,80
87,70
84,60
88,20
82,20
°C
123
126
124
120
119
117
115
115
115
120
117
122
122
117
122
118
116
113
120
118
121
117
124
125
126
123
129
121
120
125
[ton/h]
392,25
380,62
382,52
380,87
379,35
380,24
374,68
378,09
375,31
376,07
374,17
375,56
376,07
368,35
371,26
372,15
367,59
369,11
363,42
359,00
358,36
355,83
352,29
357,23
353,31
354,70
352,93
345,09
351,41
344,96
"H2O
26,00
26,00
23,10
22,30
20,10
20,30
22,10
23,00
21,20
20,90
23,90
21,10
22,60
22,50
21,90
51,30
20,30
22,10
22,60
21,30
21,60
23,00
23,80
20,60
22,80
21,20
17,50
17,60
21,20
25,00
"H2O
4,10
4,60
4,80
4,60
4,30
4,20
4,20
4,30
4,40
4,70
4,40
4,50
4,60
4,10
4,80
4,50
4,40
4,00
3,80
4,30
3,80
4,20
4,00
4,50
4,20
3,80
4,00
3,90
3,80
3,30
"H2O
4,30
4,60
5,10
5,40
5,20
4,50
4,70
4,90
5,00
4,90
4,90
5,20
4,90
4,50
4,80
4,70
5,00
4,40
4,40
4,60
4,40
4,70
4,20
4,60
4,40
4,70
4,40
4,20
3,90
3,70
%
15,31
15,32
15,32
15,32
15,32
15,31
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,32
15,26
15,32
°C
932
928
927
926
923
927
929
921
921
922
924
930
932
926
919
915
921
925
931
914
929
929
926
917
918
922
918
926
920
928
°C
911
905
899
900
898
902
901
896
894
901
901
906
906
901
901
892
900
903
906
896
905
903
900
899
893
894
892
896
893
890
°C
915
913
915
914
906
908
913
907
910
914
912
913
916
913
910
907
911
914
916
906
913
914
912
908
909
913
916
910
904
914
°C
163
161
159
152
151
153
151
152
151
160
152
161
161
153
159
152
152
152
166
157
161
150
160
161
160
156
163
149
149
152
°C
151
153
147
143
143
143
143
144
142
150
146
150
151
143
150
144
143
142
155
147
150
140
150
151
150
149
153
141
141
144
253,75
123,20
100,65
120,33
367,43
22,96
4,24
4,64
15,32
924,20
899,47
911,53
155,97
146,63
103
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.2.a: Informe diario de operación de la caldera, Octubre de 2004. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Oct
02-Oct
03-Oct
04-Oct
05-Oct
06-Oct
07-Oct
08-Oct
09-Oct
10-Oct
11-Oct
12-Oct
13-Oct
14-Oct
15-Oct
16-Oct
17-Oct
18-Oct
19-Oct
20-Oct
21-Oct
22-Oct
23-Oct
24-Oct
25-Oct
26-Oct
27-Oct
28-Oct
29-Oct
30-Oct
31-Oct
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
546
539
513
0
0
0
0
0
0
0
24
414
566
584
586
584
580
589
595
613
619
629
625
600
597
597
599
616
631
628
640
12.874
436
HHV
btu/lb
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.277
15.430
15.430
15.430
15.430
15.430
15.430
15.430
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.901
15.593
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
S
P
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,87
86,83
9,45
12,00
810
1,87
86,83
9,30
12,00
840
1,87
86,83
9,80
12,00
810
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
9,80
0,00
0
1,87
86,83
10,00
0,00
0
2,10
86,83
10,00
0,00
0
2,10
86,83
10,00
0,00
0
2,10
86,83
9,50
0,00
580
2,10
86,83
10,00
0,00
800
2,10
86,83
12,60
0,00
800
2,10
86,83
12,60
14,20
600
2,10
86,83
12,60
14,20
700
2,03
86,18
12,60
11,20
700
2,03
86,18
12,60
16,80
710
2,03
86,18
12,60
16,80
625
2,03
86,18
12,60
16,80
710
2,03
86,18
9,90
12,00
725
2,03
86,18
9,15
15,00
775
2,03
86,18
9,00
15,00
805
2,03
86,18
10,30
12,60
665
2,03
86,18
10,30
12,60
700
2,03
86,18
8,60
10,00
820
2,03
86,18
9,30
14,00
700
2,03
86,18
10,50
14,00
650
2,03
86,18
11,20
14,50
660
2,03
86,18
10,00
10,50
650
1,99
86,54
10,43
8,26
510,81
Total
MMBTU
Fuel fire
18.389
18.153
17.278
0
0
0
0
0
0
0
817
14.083
19.254
19.866
19.934
19.866
19.730
20.648
20.858
21.489
21.699
22.050
21.910
21.033
20.928
20.928
20.998
21.594
22.120
22.015
22.435
468.075
15.099
Limestone
to Boiler
ton
36
34
31
0
0
0
0
0
0
0
0
40
43
42
43
44
51
51
51
51
51
48
46
50
52
51
50
50
48
43
42
1.048
34
104
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5391
5372
5043
25
0
0
0
0
0
0
220
3960
5658
5760
5732
5754
5716
5813
5879
5934
5949
6029
6044
5959
5894
5844
5822
6036
6099
6134
6166
132.233
4.266
Temp
°C
400
401
400
0
0
0
0
0
0
0
0
440
440
40
40
438
436
435
436
436
433
434
439
440
467
469
457
450
450
450
450
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.2.b: Informe diario de operación de la caldera, Octubre de 2004. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Oct
02-Oct
03-Oct
04-Oct
05-Oct
06-Oct
07-Oct
08-Oct
09-Oct
10-Oct
11-Oct
12-Oct
13-Oct
14-Oct
15-Oct
16-Oct
17-Oct
18-Oct
19-Oct
20-Oct
21-Oct
22-Oct
23-Oct
24-Oct
25-Oct
26-Oct
27-Oct
28-Oct
29-Oct
30-Oct
31-Oct
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
22,76
15,46
12,93
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
12,00
11,70
5,39
4,08
5,04
4,90
5,70
8,10
8,80
8,65
7,02
9,60
9,68
14,43
12,00
9,92
9,55
11,60
12,40
12,80
10,50
[%]
3,06
3,14
3,64
21,00
21,00
21,00
21,00
21,00
21,00
21,00
15,49
5,23
4,09
3,83
3,71
3,80
3,80
3,70
3,40
3,30
3,40
3,48
3,40
3,46
3,42
3,53
3,48
3,25
3,27
3,25
3,12
[ppm]
99,00
83,00
88,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
11,08
135,00
137,00
116,00
123,00
138,28
135,60
136,40
130,00
125,00
122,00
121,00
125,00
124,00
117,00
132,00
131,00
119,00
106,00
96,00
85,00
[lb/MBTU]
0,14
0,12
0,13
0
0
0
0
0
0
0
0,06
0,22
0,21
0,17
0,18
0,21
0,2
0,2
0,18
0,17
0,17
0,17
0,18
0,18
0,17
0,19
0,19
0,17
0,15
0,14
0,12
[ppm]
78,00
169,00
260,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
63,89
218,00
186,00
189,00
189,00
196,57
188,40
167,50
154,00
165,00
161,00
172,00
225,00
188,00
201,00
163,00
141,00
144,00
143,00
144,00
172,00
1,30
1,24
1,19
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,62
1,27
1,21
1,23
1,26
1,47
1,45
1,44
1,40
1,38
1,14
1,10
1,24
1,30
1,28
1,25
1,21
1,18
1,06
1,01
7,88
88,24
0,13
131,56
[ton/day]
1,18
2,54
3,81
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,14
2,79
3,05
3,13
3,03
3,16
3,01
2,70
2,46
2,70
2,68
3,04
3,97
3,20
3,35
2,73
2,41
2,48
2,57
2,55
3,12
65,80
2,12
[lb/MBTU]
0,14
0,31
0,49
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,37
0,44
0,35
0,35
0,34
0,35
0,34
0,29
0,26
0,28
0,27
0,30
0,40
0,34
0,35
0,29
0,25
0,25
0,26
0,26
0,31
7,90
[ton/day]
1,20
1,00
1,04
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,02
1,41
1,81
1,56
1,64
1,85
1,80
1,83
1,73
1,70
1,69
1,73
1,76
1,69
1,58
1,79
1,78
1,64
1,54
1,39
1,24
36,42
1,17
0,24
0,94
Disposed
ash
[Ton]
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
96,05
61,53
0,00
97,20
96,70
84,00
89,90
51,04
0,00
0,00
48,73
114,12
104,89
99,89
59,81
0,00
0,00
1.003,86
32,38
105
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.2.c: Informe diario de operación de la caldera, Octubre de 2004. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Oct
02-Oct
03-Oct
04-Oct
05-Oct
06-Oct
07-Oct
08-Oct
09-Oct
10-Oct
11-Oct
12-Oct
13-Oct
14-Oct
15-Oct
16-Oct
17-Oct
18-Oct
19-Oct
20-Oct
21-Oct
22-Oct
23-Oct
24-Oct
25-Oct
26-Oct
27-Oct
28-Oct
29-Oct
30-Oct
31-Oct
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
de aire
denso
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
254,50
251,90
255,30
x
x
x
x
x
x
x
214,80
271,20
279,90
272,00
269,00
268,00
269,20
270,00
x
269,20
272,90
276,60
275,70
283,40
281,10
278,10
269,90
269,90
266,50
268,00
273,70
°C
119
120
44
x
x
x
x
x
x
x
115
120
123
124
126
122
124
120
x
125
121
117
118
116
119
117
119
123
119
118
120
[ton/h]
82,40
80,00
114,00
x
x
x
x
x
x
x
47,30
108,60
105,40
105,10
113,60
106,50
106,90
102,90
x
102,20
109,90
110,20
101,80
100,50
97,90
102,70
115,20
115,60
116,50
117,50
116,60
°C
124
126
38
x
x
x
x
x
x
x
139
124
127
130
126
124
126
123
x
128
121
119
123
126
127
122
117
120
116
117
119
[ton/h]
348,63
343,82
387,07
x
x
x
x
x
x
x
276,04
393,39
389,47
391,62
396,05
387,95
389,34
387,83
x
385,80
396,55
398,95
389,85
395,92
391,49
391,87
395,54
397,31
395,03
397,18
402,12
"H2O
23,60
24,80
0,50
x
x
x
x
x
x
x
23,40
20,90
20,60
21,50
26,00
26,90
26,00
25,50
x
24,70
25,30
23,80
25,10
23,20
25,40
24,50
24,30
24,00
24,40
23,70
25,30
"H2O
3,60
2,80
0,10
x
x
x
x
x
x
x
0,30
2,80
3,50
4,00
3,20
3,20
3,40
4,30
x
4,40
4,70
4,30
4,40
4,40
4,20
4,20
5,00
5,20
5,50
5,60
5,70
"H2O
4,40
3,00
0,10
x
x
x
x
x
x
x
0,90
3,70
3,80
4,10
4,60
3,50
3,70
5,00
x
4,70
4,90
5,00
5,10
4,90
4,70
4,60
5,40
5,50
6,30
5,90
6,20
%
15,32
15,32
15,25
x
x
x
x
x
x
x
15,02
14,97
15,14
15,31
15,32
15,32
15,32
15,32
xx
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,32
15,32
15,31
15,31
15,32
15,33
15,31
°C
926
930
45
x
x
x
x
x
x
x
930
928
917
918
925
922
921
919
x
923
917
924
927
926
923
918
921
917
914
909
915
°C
889
891
48
x
x
x
x
x
x
x
833
933
920
919
929
924
925
926
x
931
925
929
927
928
922
920
927
922
920
919
923
°C
908
910
50
x
x
x
x
x
x
x
794
905
887
890
901
899
900
900
x
905
898
906
908
909
905
901
901
898
898
897
902
°C
148
150
48
x
x
x
x
x
x
x
153
168
170
169
171
164
168
161
x
167
161
158
157
155
157
156
157
164
157
157
157
°C
142
143
47
x
x
x
x
x
x
x
141
157
160
159
161
154
159
153
x
157
155
151
151
148
150
149
147
153
150
150
151
267,86
116,91
103,45
120,09
383,86
23,19
3,86
4,35
15,28
883,26
879,57
859,65
155,35
147,30
106
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.3.a: Informe diario de operación de la caldera, Noviembre de 2004. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Nov
02-Nov
03-Nov
04-Nov
05-Nov
06-Nov
07-Nov
08-Nov
09-Nov
10-Nov
11-Nov
12-Nov
13-Nov
14-Nov
15-Nov
16-Nov
17-Nov
18-Nov
19-Nov
20-Nov
21-Nov
22-Nov
23-Nov
24-Nov
25-Nov
26-Nov
27-Nov
28-Nov
29-Nov
30-Nov
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
629
625
627
636
612
606
598
614
604
618
604
602
618
613
605
604
602
598
590
602
608
607
599
616
605
593
578
570
561
564
18.108
604
HHV
btu/lb
15.840
15.840
15.840
15.840
15.840
15.840
15.840
16.267
16.267
16.267
16.267
16.267
16.267
16.267
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.057
16.055
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,77
86,15
11,00
15,00
540
1,77
86,15
11,90
12,40
570
1,77
86,15
11,90
12,00
625
1,77
86,15
10,70
11,76
540
1,77
86,15
10,90
11,00
540
1,77
86,15
13,00
13,88
500
1,77
86,15
12,60
14,36
600
1,75
86,62
10,90
13,00
540
1,75
86,62
10,90
13,00
580
1,75
86,62
10,90
13,00
550
1,75
86,62
10,90
13,00
585
1,75
86,62
10,90
13,40
550
1,75
86,62
10,90
13,40
585
1,75
86,62
10,90
15,20
575
1,55
86,34
10,20
15,20
585
1,55
86,34
11,20
13,40
645
1,55
86,34
10,90
13,40
555
1,55
86,34
10,10
11,40
560
1,55
86,34
9,85
12,06
625
1,55
86,34
10,80
12,06
595
1,55
86,34
11,00
15,36
630
1,55
86,34
9,30
14,00
690
1,55
86,34
11,50
15,00
650
1,55
86,34
11,00
14,60
670
1,55
86,34
8,70
15,20
850
1,55
86,34
8,50
14,00
1.150
1,55
86,34
8,70
14,00
1.100
1,55
86,34
7,50
14,00
1.075
1,55
86,34
8,40
14,00
620
1,55
86,34
10,50
15,48
715
1,65
86,36
10,55
13,59
653,17
Total
MMBTU
Fuel fire
21.965
21.826
21.895
22.210
21.372
21.162
20.883
22.019
21.661
22.163
21.661
21.589
22.163
21.984
21.417
21.381
21.310
21.169
20.886
21.310
21.523
21.487
21.204
21.806
21.417
20.992
20.461
20.178
19.859
19.965
640.918
21.364
Limestone
to Boiler
ton
48
43
43
42
43
45
51
51
51
45
42
51
50
46
45
51
51
46
49
45
51
51
51
51
51
51
51
51
51
58
1.455
49
107
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
6181
6122
6137
6196
6074
5915
5837
5830
5896
5931
5881
5897
5918
5962
5988
5897
5827
5798
5922
5823
5839
5852
5871
5905
5981
5988
5803
5665
5631
5660
177.227
5.908
Temp
°C
450
450
450
450
450
450
450
450
450
449
449
450
450
450
451
450
464
450
450
450
450
450
450
450
450
450
450
450
450
450
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.3.b: Informe diario de operación de la caldera, Noviembre de 2004. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Nov
02-Nov
03-Nov
04-Nov
05-Nov
06-Nov
07-Nov
08-Nov
09-Nov
10-Nov
11-Nov
12-Nov
13-Nov
14-Nov
15-Nov
16-Nov
17-Nov
18-Nov
19-Nov
20-Nov
21-Nov
22-Nov
23-Nov
24-Nov
25-Nov
26-Nov
27-Nov
28-Nov
29-Nov
30-Nov
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
20,00
22,00
16,26
17,56
13,91
16,52
17,38
16,57
18,01
15,90
14,01
14,00
16,70
16,00
15,00
14,76
14,54
13,70
12,12
12,17
13,90
14,10
14,50
13,20
12,50
13,50
13,69
14,50
21,72
12,24
[%]
3,04
3,20
3,19
3,16
3,35
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,49
3,50
3,50
3,51
3,50
3,40
3,40
3,40
3,40
3,40
3,51
3,78
3,75
3,69
[ppm]
81,00
74,00
88,00
102,00
92,00
94,00
88,00
88,00
86,05
77,90
81,50
81,00
75,80
77,00
102,00
112,00
122,00
120,00
137,00
133,00
144,00
106,00
109,00
120,00
133,00
150,00
186,00
178,00
178,00
151,00
[lb/MBTU]
0,12
0,11
0,13
0,15
0,13
0,13
0,12
0,12
0,12
0,11
0,11
0,11
0,1
0,1
0,15
0,16
0,18
0,18
0,2
0,2
0,23
0,16
0,16
0,18
0,2
0,22
0,27
0,27
0,27
0,23
[ppm]
178,00
140,00
149,00
139,00
140,00
129,00
143,00
135,00
138,00
120,80
151,00
128,00
134,30
128,00
160,00
170,00
142,00
131,00
138,00
136,00
104,50
122,00
105,00
110,00
127,00
118,00
117,00
97,00
81,00
95,00
1,18
1,06
1,06
1,02
0,97
1,03
1,18
1,15
1,17
1,01
0,96
1,18
1,12
1,04
1,32
1,50
1,50
1,38
1,49
1,34
1,41
1,51
1,53
1,48
1,51
1,54
1,79
1,81
1,84
2,08
3,42
112,24
0,16
130,22
[ton/day]
3,13
2,44
2,60
2,49
2,32
2,07
2,28
2,25
2,26
2,03
2,48
2,09
2,25
2,13
2,77
2,91
2,44
2,32
2,42
2,41
1,99
2,20
1,82
1,98
2,30
2,07
2,01
1,69
1,37
1,58
67,10
2,24
[lb/MBTU]
0,31
0,24
0,26
0,25
0,24
0,22
0,24
0,23
0,23
0,20
0,25
0,21
0,22
0,21
0,29
0,30
0,25
0,24
0,26
0,25
0,20
0,23
0,19
0,20
0,24
0,22
0,22
0,18
0,15
0,17
15,37
[ton/day]
1,16
1,06
1,27
1,49
1,24
1,26
1,17
1,20
1,15
1,07
1,09
1,08
1,04
1,05
1,43
1,57
1,71
1,72
1,94
1,92
2,24
1,53
1,55
1,76
1,92
2,09
2,54
2,44
2,40
2,04
47,13
1,57
0,23
1,34
Disposed
ash
[Ton]
0,00
52,97
110,86
101,13
0,00
0,00
0,00
49,92
100,51
108,40
99,87
20,55
0,00
0,00
77,66
108,34
101,53
100,66
57,76
0,00
0,00
0,00
95,20
121,02
128,04
63,71
0,00
0,00
0,00
74,60
1.572,73
52,42
108
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.3.c: Informe diario de operación de la caldera, Noviembre de 2004. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Nov
02-Nov
03-Nov
04-Nov
05-Nov
06-Nov
07-Nov
08-Nov
09-Nov
10-Nov
11-Nov
12-Nov
13-Nov
14-Nov
15-Nov
16-Nov
17-Nov
18-Nov
19-Nov
20-Nov
21-Nov
22-Nov
23-Nov
24-Nov
25-Nov
26-Nov
27-Nov
28-Nov
29-Nov
30-Nov
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
270,30
272,40
270,40
270,80
269,90
267,40
272,40
270,70
271,10
271,90
271,40
269,60
272,90
269,70
269,60
270,10
267,80
270,20
269,70
268,10
269,30
273,40
272,40
272,40
269,90
268,10
271,80
271,60
270,70
268,60
°C
124
119
122
122
121
122
122
123
120
120
123
123
119
123
118
119
119
120
120
121
124
125
126
126
126
124
122
124
124
124
[ton/h]
113,10
115,90
117,20
116,50
113,10
108,40
104,30
110,80
114,70
111,20
108,10
109,70
113,60
116,20
108,90
107,80
110,20
113,10
106,50
112,90
106,70
108,80
109,50
116,90
116,50
107,00
102,60
103,20
103,20
103,40
°C
123
117
119
119
120
123
126
123
116
118
126
122
117
120
118
119
119
118
121
118
123
124
124
122
120
124
124
126
126
128
[ton/h]
395,54
400,47
399,84
399,33
394,78
388,21
388,96
392,38
396,30
394,02
390,23
390,10
397,44
396,68
389,60
388,84
388,59
394,15
387,07
391,62
387,07
392,63
392,51
399,84
397,31
385,93
385,04
385,68
385,04
382,90
"H2O
24,10
24,90
25,00
24,70
25,70
25,70
25,50
26,00
25,20
24,50
26,40
25,80
25,10
24,00
26,10
26,20
26,10
25,40
25,30
26,80
28,00
25,00
24,50
26,00
26,90
27,20
25,50
28,30
26,80
27,40
"H2O
5,90
5,70
5,90
5,40
5,00
4,60
4,80
4,90
5,20
5,00
4,60
4,70
5,10
4,90
4,20
3,90
4,10
3,80
4,00
3,70
3,70
4,30
4,20
4,50
4,00
3,70
3,60
3,10
3,40
3,60
"H2O
6,50
6,30
6,30
5,95
5,50
4,90
5,20
5,30
5,70
5,40
4,80
5,00
5,40
5,20
4,70
4,20
4,30
4,10
4,50
4,10
4,20
4,70
4,50
4,90
4,30
4,30
3,80
3,40
3,70
4,00
%
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,3
15,31
15,33
15,33
15,33
15,33
15,31
15,3
15,3
15,3
15,3
15,3
15,3
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
°C
911
908
913
913
911
913
910
909
904
908
915
904
906
914
918
922
920
925
922
925
924
923
919
925
931
933
926
929
930
927
°C
918
915
920
920
917
915
913
913
913
912
915
908
912
919
916
920
917
922
918
921
921
921
917
924
927
928
918
918
921
920
°C
900
899
901
902
900
900
897
897
897
900
909
902
903
907
908
912
911
916
910
910
914
917
911
911
916
900
895
898
906
910
°C
162
157
162
163
162
161
160
162
159
157
161
161
157
162
155
155
156
157
156
158
163
163
165
165
165
161
159
162
160
160
°C
154
151
153
153
153
152
153
154
152
148
154
152
150
153
145
148
149
150
149
150
154
154
156
156
155
154
152
153
153
153
270,49
122,17
110,33
121,43
391,94
25,80
4,45
4,84
15,31
917,93
917,97
905,30
160,20
152,10
109
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.4.a: Informe diario de operación de la caldera, Diciembre de 2004. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Dic
02-Dic
03-Dic
04-Dic
05-Dic
06-Dic
07-Dic
08-Dic
09-Dic
10-Dic
11-Dic
12-Dic
13-Dic
14-Dic
15-Dic
16-Dic
17-Dic
18-Dic
19-Dic
20-Dic
21-Dic
22-Dic
23-Dic
24-Dic
25-Dic
26-Dic
27-Dic
28-Dic
29-Dic
30-Dic
31-Dic
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
573
582
581
592
618
620
613
607
620
606
593
584
562
551
547
536
562
614
620
635
628
617
216
0
0
9
367
534
541
536
566
15.830
511
HHV
btu/lb
16.156
16.156
16.156
16.156
16.156
15.558
15.558
15.558
15.558
15.558
15.558
15.558
16.096
16.096
16.096
16.096
16.096
16.096
16.096
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.973
15.937
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m] [% m/m]
[% m/m]
1,29
86,83
11,60
0,00
580
1,29
86,83
11,50
13,42
655
1,29
86,83
11,20
18,40
645
1,29
86,83
10,70
18,40
720
1,29
86,83
10,10
18,40
690
1,25
87,59
11,00
15,60
700
1,25
87,59
11,00
15,60
675
1,25
87,59
11,00
15,60
580
1,25
87,59
10,40
15,40
600
1,25
87,59
12,25
14,20
675
1,25
87,59
10,90
14,20
655
1,25
87,59
11,50
12,20
640
1,31
86,78
11,60
0,00
750
1,31
86,78
10,10
11,00
705
1,31
86,78
11,20
13,00
530
1,31
86,78
11,50
12,40
700
1,31
86,78
13,00
22,60
580
1,31
86,78
12,60
21,00
560
1,31
86,78
14,00
14,40
530
1,20
86,01
13,00
14,00
570
1,20
86,01
11,50
0,00
610
1,20
86,01
10,70
16,08
590
1,20
86,01
10,00
15,00
0
1,20
86,01
10,00
0,00
0
1,20
86,01
10,00
15,00
0
1,20
86,01
10,00
15,00
0
1,20
86,01
10,00
16,00
590
1,20
86,01
10,00
16,00
590
1,20
86,01
10,00
16,00
555
1,20
86,01
10,00
16,00
600
1,20
86,01
10,00
16,00
605
1,25
86,67
11,04
13,58
544,52
Total
MMBTU
Fuel fire
20.409
20.729
20.694
21.086
22.012
21.265
21.025
20.820
21.265
20.785
20.339
20.031
19.943
19.552
19.410
19.020
19.943
21.788
22.001
22.361
22.114
21.727
7.606
0
0
317
12.924
18.804
19.051
19.896
19.931
556.848
17.963
Limestone
to Boiler
ton
60
59
54
51
45
37
34
34
35
47
51
51
51
51
52
62
57
42
51
49
46
43
17
0
0
0
26
34
34
34
34
1.241
40
110
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5703
5691
5692
5814
6005
6029
5944
5810
5963
5942
5732
5619
5390
5283
5262
5162
5340
5851
5789
5854
5810
5757
2220
0
0
8
3340
5157
5206
5505
5528
152.406
4.916
Temp
°C
450
450
450
450
450
450
450
450
450
450
454
454
478
465
455
480
465
472
465
465
477
469
465
0
0
0
482
483
478
476
475
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.4.b: Informe diario de operación de la caldera, Diciembre de 2004. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Dic
02-Dic
03-Dic
04-Dic
05-Dic
06-Dic
07-Dic
08-Dic
09-Dic
10-Dic
11-Dic
12-Dic
13-Dic
14-Dic
15-Dic
16-Dic
17-Dic
18-Dic
19-Dic
20-Dic
21-Dic
22-Dic
23-Dic
24-Dic
25-Dic
26-Dic
27-Dic
28-Dic
29-Dic
30-Dic
31-Dic
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
13,16
14,87
16,25
26,90
54,00
41,00
19,00
23,00
18,00
22,48
22,62
34,35
42,01
22,55
21,00
23,00
36,00
19,00
20,00
24,00
24,17
15,25
28,12
0,00
0,00
31,50
20,80
16,10
14,00
15,00
17,90
[%]
3,62
3,70
3,69
3,49
3,30
3,20
3,30
3,24
3,16
3,11
3,12
3,15
3,20
3,34
3,30
3,50
3,60
3,30
3,30
3,20
3,16
3,36
11,74
21,00
0,00
14,33
5,34
3,50
3,49
3,20
3,40
[ppm]
157,00
174,00
167,50
139,00
81,00
43,00
43,00
53,00
54,00
80,00
120,00
144,00
124,00
118,00
133,20
182,00
325,00
110,00
99,00
88,00
88,88
86,00
24,60
0,00
0,00
5,00
94,80
107,61
104,00
122,00
144,00
[lb/MBTU]
0,23
0,25
0,24
0,2
0,12
0,06
0,06
0,08
0,08
0,12
0,18
0,22
0,18
0,17
0,19
0,27
0,47
0,15
0,14
0,12
0,12
0,12
0,07
0
0
0,02
0,16
0,16
0,15
0,18
0,22
[ppm]
84,00
71,00
59,20
63,00
96,00
102,00
83,00
99,00
101,00
53,00
28,00
21,00
27,00
30,00
25,70
3,50
2,00
100,00
82,00
92,00
92,38
159,00
46,80
0,00
0,00
28,00
170,20
214,20
159,00
149,00
144,00
2,12
1,72
1,58
1,46
1,23
1,01
0,94
0,95
0,96
1,89
2,09
2,12
2,21
2,25
2,31
2,81
2,54
1,72
2,06
1,94
1,84
1,75
1,97
0,00
0,00
0,00
1,70
1,52
1,50
1,44
1,57
4,49
103,60
0,15
76,93
[ton/day]
1,39
1,19
0,99
1,06
1,67
1,77
1,44
1,69
1,77
0,90
0,49
0,35
0,43
0,48
0,40
0,05
0,03
1,67
1,36
1,57
1,59
2,74
0,55
0,00
0,00
0,02
2,05
3,36
2,52
2,43
2,36
38,32
1,24
[lb/MBTU]
0,15
0,13
0,11
0,11
0,17
0,18
0,15
0,18
0,18
0,10
0,05
0,04
0,05
0,05
0,05
0,01
0,00
0,17
0,14
0,16
0,16
0,28
0,16
0,00
0,00
0,14
0,35
0,43
0,29
0,27
0,26
22,45
[ton/day]
2,14
2,39
2,30
1,92
1,15
0,61
0,61
0,74
0,77
1,13
1,65
1,96
1,63
1,53
1,71
2,32
4,21
1,53
1,39
1,26
1,25
1,21
0,25
0,00
0,00
0,00
0,93
0,36
0,33
0,60
1,91
39,79
1,28
0,15
1,59
Disposed
ash
[Ton]
123,48
116,93
63,73
0,00
0,00
65,03
63,65
77,31
94,24
56,60
0,00
0,00
0,00
110,57
91,07
109,11
105,50
0,00
0,00
67,71
132,03
125,16
60,56
0,00
0,00
0,00
40,42
103,44
103,17
101,06
0,00
1.810,77
58,41
111
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.4.c: Informe diario de operación de la caldera, Diciembre de 2004. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Dic
02-Dic
03-Dic
04-Dic
05-Dic
06-Dic
07-Dic
08-Dic
09-Dic
10-Dic
11-Dic
12-Dic
13-Dic
14-Dic
15-Dic
16-Dic
17-Dic
18-Dic
19-Dic
20-Dic
21-Dic
22-Dic
23-Dic
24-Dic
25-Dic
26-Dic
27-Dic
28-Dic
29-Dic
30-Dic
31-Dic
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Exceso
Nivel lecho
Freeboar S Freeboar N
flujo de
de aire
denso
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
268,70
273,00
272,00
268,00
269,20
270,00
269,10
269,50
269,00
251,10
242,10
236,70
223,80
225,00
212,90
214,00
250,80
250,80
237,20
236,10
236,80
235,10
236,60
x
x
170,30
246,80
247,80
252,60
262,50
260,70
°C
125
124
122
123
122
123
125
124
122
121
122
127
128
126
131
128
128
128
131
131
128
127
129
x
x
120
125
124
126
129
130
[ton/h]
102,10
102,30
101,50
108,30
114,10
114,20
113,70
114,90
114,00
116,00
116,60
117,50
114,60
111,70
111,20
110,90
117,00
117,00
116,10
115,90
114,90
116,10
113,90
x
x
38,50
99,80
100,60
105,00
114,30
114,10
°C
126
129
126
123
119
119
121
121
119
114
113
116
115
115
117
117
121
121
120
119
118
116
122
x
x
128
124
124
124
123
124
[ton/h]
383,78
388,59
386,44
388,96
394,28
395,16
393,14
394,91
393,39
379,23
368,23
368,73
353,18
347,49
340,41
341,29
385,17
385,17
374,68
373,28
373,03
372,40
371,77
x
x
223,06
359,12
360,89
370,12
389,09
387,07
"H2O
29,10
28,20
18,70
19,80
20,50
18,50
20,00
15,60
13,30
13,20
12,30
10,60
13,10
15,30
16,00
21,70
18,10
18,10
16,80
19,70
19,00
22,00
24,60
x
x
24,90
30,80
26,80
27,40
25,60
25,00
"H2O
3,20
3,30
4,00
4,60
6,00
5,90
5,60
5,40
5,90
4,80
3,60
3,20
2,40
2,40
2,00
1,90
3,20
3,20
3,30
3,70
3,40
3,40
3,70
x
x
0,00
1,70
1,80
2,10
2,00
2,10
"H2O
3,70
3,70
4,30
5,50
6,30
6,50
6,50
6,10
6,30
5,30
4,20
3,70
2,50
2,60
2,50
2,20
3,50
3,60
3,90
4,20
3,80
3,80
4,00
x
x
0,00
1,60
2,00
2,10
2,00
2,00
%
15,31
15,3
15,31
15,31
15,3
15,3
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
x
x
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
°C
928
928
919
913
893
888
891
892
892
903
910
925
925
924
931
932
929
929
928
920
927
928
914
x
x
911
927
924
927
928
931
°C
920
919
921
918
904
901
900
907
910
917
920
938
930
928
936
932
934
934
936
928
932
929
912
x
x
754
912
903
920
918
921
°C
908
910
909
909
891
884
883
892
890
894
900
912
901
902
898
898
915
915
911
901
904
900
900
x
x
673
884
887
902
908
912
°C
161
162
159
161
156
159
160
158
155
155
154
161
159
157
163
163
164
164
166
166
162
158
162
x
x
129
159
156
158
164
165
°C
154
155
153
153
148
151
152
151
149
147
146
150
147
147
152
151
156
156
156
155
151
150
152
x
x
126
152
150
152
156
157
246,83
125,83
109,20
120,48
370,42
20,16
3,37
3,74
15,31
917,83
914,97
892,86
159,17
150,86
112
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.5.a: Informe diario de operación de la caldera, Enero de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Ene
02-Ene
03-Ene
04-Ene
05-Ene
06-Ene
07-Ene
08-Ene
09-Ene
10-Ene
11-Ene
12-Ene
13-Ene
14-Ene
15-Ene
16-Ene
17-Ene
18-Ene
19-Ene
20-Ene
21-Ene
22-Ene
23-Ene
24-Ene
25-Ene
26-Ene
27-Ene
28-Ene
29-Ene
30-Ene
31-Ene
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
569
564
573
580
583
574
576
595
581
586
589
578
563
578
574
481
0
0
281
498
582
596
584
598
588
615
618
617
637
633
625
16.616
536
HHV
btu/lb
16.145
16.145
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.184
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
16.180
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,34
91,05
10,00
16,00
750
1,34
91,05
10,30
12,00
533
1,27
86,87
12,40
14,00
555
1,27
86,87
8,80
11,08
535
1,27
86,87
10,40
16,84
555
1,27
86,87
11,00
14,00
580
1,27
86,87
12,80
14,00
520
1,27
86,87
11,90
16,00
520
1,27
86,87
11,90
16,00
500
1,27
86,87
12,80
15,00
530
1,27
86,87
10,90
16,00
480
1,27
86,87
10,00
14,60
570
1,27
86,87
10,40
11,60
540
1,27
86,87
10,40
11,60
525
1,27
86,87
10,70
11,60
510
1,27
86,87
8,30
11,60
510
1,11
85,48
8,00
11,60
0
1,11
85,48
8,00
11,60
0
1,11
85,48
8,50
11,60
500
1,11
85,48
8,50
11,60
525
1,11
85,48
8,50
11,60
480
1,11
85,48
8,50
11,60
498
1,11
85,48
8,50
11,60
475
1,11
85,48
8,50
11,60
535
1,11
85,48
8,50
11,60
515
1,11
85,48
11,40
15,00
580
1,11
85,48
11,20
14,40
450
1,11
85,48
16,50
22,00
450
1,11
85,48
13,50
15,26
510
1,11
85,48
11,00
15,00
850
1,11
85,48
10,90
15,00
540
1,20
86,47
10,42
13,64
503,90
Total
MMBTU
Fuel fire
20.253
20.075
20.444
20.694
20.801
20.480
20.551
21.229
20.730
20.908
21.015
20.623
20.087
20.623
20.480
17.162
0
0
10.023
17.764
20.760
21.260
20.832
21.331
20.974
21.937
22.044
22.009
22.722
22.579
22.294
592.684
19.119
Limestone
to Boiler
ton
34
34
40
42
48
51
51
50
44
43
60
59
60
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39
0
0
43
54
51
51
51
56
59
55
47
47
47
54
51
1.446
47
113
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5563
5590
5597
5684
5755
5662
5560
5633
5653
5730
5706
5585
5512
5614
5628
4876
0
0
2472
4929
5685
5768
5714
5652
5866
5892
5885
5830
5891
5976
5961
160.869
5.189
Temp
°C
470
476
469
452
461
474
466
462
462
460
460
460
465
465
455
455
0
0
480
465
468
468
474
474
465
465
470
468
465
470
470
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.5.b: Informe diario de operación de la caldera, Enero de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Ene
02-Ene
03-Ene
04-Ene
05-Ene
06-Ene
07-Ene
08-Ene
09-Ene
10-Ene
11-Ene
12-Ene
13-Ene
14-Ene
15-Ene
16-Ene
17-Ene
18-Ene
19-Ene
20-Ene
21-Ene
22-Ene
23-Ene
24-Ene
25-Ene
26-Ene
27-Ene
28-Ene
29-Ene
30-Ene
31-Ene
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
17,90
19,17
15,61
11,78
11,55
14,67
16,55
14,20
17,40
20,00
21,00
22,00
23,00
28,30
46,70
67,00
0,00
0,00
22,40
15,76
9,40
7,40
12,20
17,00
19,00
22,00
19,00
18,00
14,70
42,19
28,76
[%]
3,40
3,46
3,41
3,34
3,35
3,42
3,40
3,20
3,25
3,20
3,30
3,40
3,50
3,49
3,44
3,13
21,00
21,00
6,05
3,90
3,36
3,28
3,30
3,30
3,00
3,00
3,10
3,10
3,10
3,10
3,12
[ppm]
145,00
150,00
179,00
188,00
185,00
195,00
188,00
169,00
245,00
156,00
196,00
191,00
193,00
177,00
172,00
115,00
0,00
0,00
151,00
168,00
123,00
143,00
125,00
149,00
160,00
207,00
97,00
81,00
87,00
143,00
130,00
[lb/MBTU]
0,21
0,22
0,26
0,27
0,27
0,28
0,27
0,24
0,35
0,23
0,28
0,28
0,28
0,26
0,25
0,17
0
0
0,26
0,25
0,18
0,21
0,18
0,22
0,23
0,3
0,14
0,12
0,13
0,21
0,19
[ppm]
132,00
114,00
89,00
66,00
65,00
30,00
66,00
37,00
9,00
70,00
54,00
56,00
45,00
48,77
40,50
90,00
0,00
0,00
22,07
25,86
92,00
70,00
95,00
62,00
46,00
20,00
62,00
66,00
70,00
43,00
40,00
1,56
1,58
1,82
1,89
2,15
2,32
2,07
1,97
1,77
1,72
2,38
2,39
2,49
2,51
2,57
1,90
0,00
0,00
3,78
2,68
2,16
2,11
2,16
2,31
2,48
2,21
1,88
1,88
2,08
2,41
2,31
4,53
148,65
0,22
55,68
[ton/day]
2,17
1,86
1,44
1,12
1,09
0,49
1,06
0,62
0,15
1,15
0,92
0,95
0,74
0,83
0,68
1,27
0,00
0,00
0,22
0,40
1,59
1,24
1,64
1,10
0,79
0,35
1,09
1,09
1,24
0,78
0,71
28,78
0,93
[lb/MBTU]
0,24
0,20
0,16
0,12
0,12
0,05
0,11
0,06
0,02
0,12
0,10
0,10
0,08
0,09
0,07
0,16
0,00
0,00
0,05
0,05
0,17
0,13
0,17
0,11
0,08
0,03
0,11
0,11
0,12
0,08
0,07
19,83
[ton/day]
1,93
1,99
2,40
2,54
2,51
2,62
2,56
2,35
3,33
2,13
2,71
2,61
2,58
2,43
2,34
1,29
0,00
0,00
1,20
2,05
1,69
2,00
1,72
2,10
2,18
2,94
1,39
1,16
1,29
2,11
1,89
62,04
2,00
0,10
2,05
Disposed
ash
[Ton]
0,00
0,00
0,00
91,76
96,25
109,76
60,15
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
86,60
113,04
0,00
0,00
0,00
0,00
87,64
0,00
123,91
46,93
0,00
60,69
109,84
103,63
106,60
46,40
0,00
0,00
63,95
1.307,15
42,17
114
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.5.c: Informe diario de operación de la caldera, Enero de 2004. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Ene
02-Ene
03-Ene
04-Ene
05-Ene
06-Ene
07-Ene
08-Ene
09-Ene
10-Ene
11-Ene
12-Ene
13-Ene
14-Ene
15-Ene
16-Ene
17-Ene
18-Ene
19-Ene
20-Ene
21-Ene
22-Ene
23-Ene
24-Ene
25-Ene
26-Ene
27-Ene
28-Ene
29-Ene
30-Ene
31-Ene
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
261,00
166,20
265,90
269,80
269,60
253,30
252,90
252,60
253,90
254,40
260,00
252,70
259,00
260,40
271,20
x
x
x
236,60
261,20
265,50
261,20
254,00
260,70
268,20
271,50
264,60
270,00
268,40
271,00
269,90
°C
128
124
124
126
125
126
127
126
127
129
129
126
126
127
126
x
x
x
119
127
127
127
128
128
126
128
125
129
128
125
125
[ton/h]
114,90
117,90
118,40
118,20
120,00
120,30
119,40
119,90
117,50
115,90
119,40
119,20
120,00
115,00
115,60
x
x
x
92,90
109,80
116,30
117,80
117,00
115,30
118,40
116,30
115,80
116,00
117,10
116,60
114,50
°C
122
118
118
120
119
118
119
118
120
122
121
118
119
121
122
x
x
x
120
121
120
119
119
120
121
121
118
123
121
118
120
[ton/h]
387,95
396,17
395,16
399,21
401,99
388,96
387,45
387,57
387,07
386,69
393,52
386,06
392,88
389,47
400,85
x
x
x
341,80
384,29
394,78
391,87
384,03
389,09
398,20
402,24
395,16
400,35
400,60
402,37
399,08
"H2O
25,70
26,10
23,90
22,80
22,80
24,70
25,70
25,60
25,90
24,70
26,70
24,70
25,00
30,60
30,20
x
x
x
33,60
34,70
30,20
30,30
32,20
31,40
31,50
28,50
31,00
25,30
26,20
25,00
24,90
"H2O
2,10
2,20
2,50
2,60
2,50
2,80
2,70
2,80
3,20
3,40
2,80
2,00
2,20
2,50
4,00
x
x
x
1,20
2,80
3,30
3,10
2,90
3,40
4,30
4,60
5,00
5,20
4,90
5,20
5,40
"H2O
2,10
2,10
2,50
2,60
2,80
2,60
2,80
3,00
3,20
3,30
2,60
2,10
2,40
2,50
4,10
x
x
x
1,10
2,90
3,90
3,10
3,00
3,70
4,20
4,60
4,80
5,20
5,10
5,20
5,70
%
15,32
15,32
15,31
15,31
15,31
15,3
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
x
x
x
14,77
15,32
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
°C
926
929
924
932
928
925
922
928
929
929
932
929
932
935
926
x
x
x
914
922
921
923
923
922
914
909
897
892
902
898
904
°C
915
1070
1146
1200
1200
919
913
918
918
920
923
921
920
920
918
x
x
x
897
916
915
915
915
914
911
905
894
891
901
898
905
°C
912
909
905
916
913
901
901
908
908
904
914
911
919
916
919
x
x
x
881
918
919
918
915
917
909
906
887
894
891
887
886
°C
164
159
160
161
162
161
161
163
162
164
164
160
161
161
161
x
x
x
157
160
161
162
162
163
160
163
158
163
164
160
158
°C
156
153
154
155
155
154
154
155
154
156
156
153
152
154
154
x
x
x
150
152
153
153
153
154
153
155
149
156
157
151
152
258,06
126,36
116,26
119,86
391,60
27,50
3,27
3,33
15,29
920,25
946,36
906,57
161,25
153,68
115
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.6.a: Informe diario de operación de la caldera, Febrero de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Feb
02-Feb
03-Feb
04-Feb
05-Feb
06-Feb
07-Feb
08-Feb
09-Feb
10-Feb
11-Feb
12-Feb
13-Feb
14-Feb
15-Feb
16-Feb
17-Feb
18-Feb
19-Feb
20-Feb
21-Feb
22-Feb
23-Feb
24-Feb
25-Feb
26-Feb
27-Feb
28-Feb
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
615
606
616
608
626
615
616
594
625
562
601
612
612
602
598
618
605
601
612
606
602
609
610
614
608
622
623
617
17.055
609
HHV
btu/lb
16.778
16.778
16.778
16.778
16.778
16.778
16.321
16.321
16.321
16.321
16.321
16.321
16.321
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.412
16.468
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,27
85,54
10,15
14,00
690
1,27
85,54
10,40
15,40
505
1,27
85,54
12,20
15,40
460
1,27
85,54
10,40
15,40
500
1,27
85,54
10,40
14,26
580
1,27
85,54
10,40
14,60
530
1,14
85,64
8,80
14,60
575
1,14
85,64
11,60
15,00
465
1,14
85,64
9,30
9,76
655
1,14
85,64
9,80
9,80
560
1,14
85,64
9,80
12,40
580
1,14
85,64
9,10
12,40
585
1,14
85,64
9,10
12,40
820
1,30
85,22
9,10
12,40
670
1,30
85,22
9,10
12,40
550
1,30
85,22
9,10
12,60
650
1,30
85,22
9,10
12,60
660
1,30
85,22
9,10
12,60
555
1,30
85,22
10,75
16,60
595
1,30
85,22
10,60
15,00
565
1,30
85,22
10,60
15,40
610
1,30
85,22
11,40
15,00
565
1,30
85,22
10,50
15,00
640
1,30
85,22
10,40
14,00
550
1,30
85,22
11,60
14,40
600
1,30
85,22
11,00
15,00
670
1,30
85,22
13,20
16,00
560
1,30
85,22
12,90
14,80
490
1,25
85,39
10,35
13,90
586,96
Total
MMBTU
Fuel fire
22.748
22.415
22.785
22.489
23.155
22.748
22.164
21.373
22.488
20.221
21.625
22.021
22.021
21.782
21.637
22.360
21.890
21.745
22.143
21.926
21.782
22.035
22.071
22.216
21.999
22.505
22.541
22.324
619.209
22.115
Limestone
to Boiler
ton
51
43
42
43
42
47
50
52
51
52
51
51
51
51
51
51
51
47
47
51
51
51
51
51
51
51
46
50
1.377
49
116
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5970
5953
5915
5932
5873
5918
5923
5860
5882
5871
5842
5817
5890
5890
5812
5874
5908
5904
5939
5928
5883
5881
5845
5886
5887
5824
5837
5846
164.790
5.885
Temp
°C
470
470
470
460
454
469
470
470
470
470
470
470
472
473
474
468
467
464
463
476
479
469
475
476
450
445
445
445
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.6.b: Informe diario de operación de la caldera, Febrero de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Feb
02-Feb
03-Feb
04-Feb
05-Feb
06-Feb
07-Feb
08-Feb
09-Feb
10-Feb
11-Feb
12-Feb
13-Feb
14-Feb
15-Feb
16-Feb
17-Feb
18-Feb
19-Feb
20-Feb
21-Feb
22-Feb
23-Feb
24-Feb
25-Feb
26-Feb
27-Feb
28-Feb
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
14,11
14,40
10,80
15,19
25,40
13,00
38,56
19,80
22,57
19,73
30,10
67,05
13,00
14,00
20,00
29,00
24,00
21,00
18,41
20,00
20,62
20,90
20,00
25,00
15,00
14,80
14,70
14,90
[%]
3,09
3,08
3,10
3,09
3,00
3,00
3,05
3,16
3,08
3,17
3,17
3,21
3,10
3,25
3,24
3,10
3,10
3,10
3,11
3,08
3,13
3,10
3,21
3,20
3,10
3,10
3,10
3,10
[ppm]
130,15
130,25
103,00
132,80
159,00
158,00
158,19
149,56
176,25
198,80
195,25
236,56
207,00
195,00
155,00
117,00
125,00
132,00
122,00
191,00
151,00
122,00
153,00
143,00
136,00
115,00
132,00
143,00
[lb/MBTU]
0,18
0,18
0,14
0,18
0,22
0,22
0,22
0,21
0,25
0,28
0,28
0,35
0,31
0,29
0,23
0,17
0,18
0,19
0,17
0,27
0,22
0,17
0,22
0,21
0,2
0,17
0,19
0,21
[ppm]
53,60
62,04
61,00
64,05
48,00
63,00
59,94
37,64
40,18
44,10
35,10
25,90
32,60
29,00
55,00
65,00
54,90
57,00
92,00
47,00
77,00
92,00
60,00
67,00
69,00
74,00
90,00
66,00
2,34
2,00
1,93
1,72
1,63
1,86
1,97
2,13
1,98
2,25
2,06
2,06
2,06
2,09
2,11
2,04
2,32
2,15
2,11
2,32
2,33
2,30
2,30
2,28
2,02
1,98
1,78
1,95
3,12
152,39
0,22
57,93
[ton/day]
0,95
1,08
1,06
1,12
0,86
1,11
1,08
0,64
0,73
0,72
0,61
0,48
0,60
0,53
1,00
1,21
0,98
1,01
1,62
0,82
1,34
1,60
1,06
1,20
1,20
1,33
1,58
1,15
28,67
1,02
[lb/MBTU]
0,09
0,11
0,10
0,11
0,08
0,11
0,11
0,07
0,07
0,08
0,06
0,05
0,06
0,05
0,10
0,12
0,10
0,10
0,16
0,08
0,14
0,16
0,11
0,12
0,12
0,13
0,15
0,11
21,29
[ton/day]
1,86
1,83
1,48
1,88
2,30
2,25
2,26
2,07
2,56
2,61
2,74
3,51
3,06
2,86
2,25
1,74
1,77
1,86
1,75
2,71
2,14
1,74
2,20
2,07
1,95
1,69
1,94
2,08
61,16
2,18
0,10
2,07
117
Disposed
ash
[Ton]
109,57
104,36
87,56
39,06
0,00
0,00
38,96
107,94
101,94
112,41
43,96
0,00
0,00
0,00
132,78
131,86
121,32
52,02
0,00
0,00
0,00
0,00
65,41
176,81
128,31
0,00
0,00
21,45
1.575,72
56,28
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.6.c: Informe diario de operación de la caldera, Febrero de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Feb
02-Feb
03-Feb
04-Feb
05-Feb
06-Feb
07-Feb
08-Feb
09-Feb
10-Feb
11-Feb
12-Feb
13-Feb
14-Feb
15-Feb
16-Feb
17-Feb
18-Feb
19-Feb
20-Feb
21-Feb
22-Feb
23-Feb
24-Feb
25-Feb
26-Feb
27-Feb
28-Feb
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
271,60
269,70
268,80
272,30
270,60
270,80
270,80
271,10
268,80
273,50
269,00
271,20
268,80
273,50
266,70
269,30
272,10
267,70
267,30
270,60
268,90
270,40
271,20
271,70
268,70
269,80
273,80
274,10
°C
126
124
125
127
128
129
125
128
126
128
128
128
128
130
128
130
130
126
126
126
127
126
126
126
128
129
125
127
[ton/h]
113,80
115,50
115,50
115,90
116,60
117,00
117,60
115,90
115,90
116,80
116,30
117,50
118,10
118,30
115,80
115,90
116,20
115,30
117,00
117,40
15,60
117,90
118,00
116,90
115,70
116,00
118,00
117,40
°C
123
120
119
123
124
123
119
123
122
122
122
122
122
124
122
125
123
119
119
120
121
118
120
120
122
124
121
122
[ton/h]
400,09
399,71
399,08
403,00
401,86
402,75
403,38
401,74
399,59
404,77
401,23
403,25
401,86
406,67
397,18
400,09
403,25
397,82
398,83
402,75
399,71
403,13
404,14
403,51
399,46
400,47
406,16
406,04
"H2O
24,80
25,30
24,60
25,10
27,00
27,20
21,90
26,20
26,80
24,80
26,10
31,50
31,00
23,80
26,70
25,60
24,60
24,30
24,30
25,90
25,90
25,80
27,40
26,00
25,80
23,90
25,30
24,10
"H2O
4,70
4,50
4,70
4,50
4,10
3,60
3,80
3,80
3,80
3,90
3,50
3,60
3,40
3,40
3,60
4,20
4,30
4,20
3,80
3,70
3,80
3,50
4,20
4,00
4,00
3,90
3,90
3,70
"H2O
4,70
4,50
5,10
4,50
4,20
3,60
3,80
3,90
3,70
3,90
3,70
4,00
3,90
3,30
3,50
4,00
4,40
4,20
3,80
3,60
3,80
3,60
4,10
4,10
3,90
3,90
3,90
3,60
%
15,31
15,3
15,3
15,3
15,3
13,31
15,31
15,31
15,31
15,39
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,3
15,3
15,31
°C
907
899
913
909
910
921
919
917
923
927
928
929
922
923
922
914
912
916
921
924
921
925
924
921
916
925
921
918
°C
905
895
912
904
904
914
915
910
916
923
919
919
913
919
914
903
906
904
907
909
905
907
905
903
896
903
900
898
°C
900
906
900
903
902
915
916
918
906
911
913
921
918
915
925
914
907
910
918
919
925
926
925
926
920
926
919
920
°C
159
157
157
162
162
165
160
160
158
161
161
161
161
165
160
162
163
158
159
159
159
158
158
158
160
161
157
159
°C
151
152
149
155
155
156
153
152
150
156
155
155
155
158
153
155
157
151
152
152
152
152
150
152
153
155
153
152
270,46
127,14
112,99
121,57
401,84
25,78
3,93
3,97
15,24
918,82
908,14
915,14
160,00
153,25
118
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.7.a: Informe diario de operación de la caldera, Marzo de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Mar
02-Mar
03-Mar
04-Mar
05-Mar
06-Mar
07-Mar
08-Mar
09-Mar
10-Mar
11-Mar
12-Mar
13-Mar
14-Mar
15-Mar
16-Mar
17-Mar
18-Mar
19-Mar
20-Mar
21-Mar
22-Mar
23-Mar
24-Mar
25-Mar
26-Mar
27-Mar
28-Mar
29-Mar
30-Mar
31-Mar
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
608
618
639
666
646
635
641
632
626
622
618
667
650
635
582
627
641
650
650
648
649
644
624
613
617
613
603
596
586
585
582
18.831
626
HHV
btu/lb
16.320
16.320
16.320
16.320
16.320
16.320
16.240
16.240
16.240
16.240
16.240
16.240
16.240
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
15.944
16.084
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
S
P
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,22
86,44
11,00
14,40
510
1,22
86,44
15,50
21,60
500
1,22
86,44
14,00
21,00
515
1,22
86,44
14,00
16,80
410
1,22
86,44
13,80
13,60
400
1,22
86,44
11,50
13,60
520
1,49
84,73
12,00
19,40
495
1,49
84,73
11,00
16,80
550
1,49
84,73
11,00
16,80
520
1,49
84,73
11,00
16,80
505
1,49
84,73
11,00
14,40
505
1,49
84,73
11,00
14,40
475
1,49
84,73
11,00
14,40
495
1,15
85,73
11,00
15,80
475
1,15
85,73
11,20
15,80
440
1,15
85,73
11,70
15,00
435
1,15
85,73
12,10
15,00
400
1,15
85,73
12,56
19,30
560
1,15
85,73
11,60
13,96
545
1,15
85,73
9,87
13,00
550
1,15
85,73
10,90
14,50
520
1,15
85,73
11,50
12,56
600
1,15
85,73
11,10
12,00
555
1,15
85,73
11,70
15,20
570
1,15
85,73
10,30
0,00
595
1,15
85,73
11,00
0,00
610
1,15
85,73
10,40
0,00
560
1,15
85,73
10,00
13,56
650
1,15
85,73
8,80
13,56
760
1,15
85,73
10,90
13,56
650
1,15
85,73
8,70
13,56
1.000
1,24
85,64
11,39
13,88
544,35
Total
MMBTU
Fuel fire
21.875
22.235
22.991
23.962
23.242
22.847
22.950
22.627
22.412
22.269
22.126
23.880
23.272
22.320
20.457
22.039
22.531
22.848
22.848
22.777
22.812
22.637
21.934
21.547
21.688
21.547
21.196
20.949
20.598
20.563
20.457
688.436
22.208
Limestone
to Boiler
ton
51
43
34
47
57
60
54
47
42
42
42
40
34
34
36
43
39
34
34
38
41
34
41
43
41
35
42
41
40
42
43
1.294
42
119
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5814
5811
5995
6153
6041
5856
5903
5959
5958
5985
5864
6137
5947
5854
5243
5747
5933
6022
6027
5983
6002
5826
5673
5655
5679
5601
5598
5472
5395
5427
5432
179.992
5.806
Temp
°C
445
445
465
465
465
465
465
465
463
466
461
466
466
467
472
459
445
447
450
440
445
440
440
447
443
443
450
450
450
450
450
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.7.b: Informe diario de operación de la caldera, Marzo de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Mar
02-Mar
03-Mar
04-Mar
05-Mar
06-Mar
07-Mar
08-Mar
09-Mar
10-Mar
11-Mar
12-Mar
13-Mar
14-Mar
15-Mar
16-Mar
17-Mar
18-Mar
19-Mar
20-Mar
21-Mar
22-Mar
23-Mar
24-Mar
25-Mar
26-Mar
27-Mar
28-Mar
29-Mar
30-Mar
31-Mar
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
14,80
14,60
20,10
21,34
23,70
50,33
38,27
23,90
33,00
24,00
27,00
23,00
13,00
14,00
28,70
25,42
22,08
21,90
21,64
20,00
14,80
14,90
20,50
26,10
15,99
19,98
24,29
26,93
24,61
19,54
25,00
[%]
3,20
3,15
2,89
2,81
2,93
3,23
3,25
3,15
3,10
3,00
3,20
3,20
3,11
3,30
3,75
3,36
3,27
3,41
3,31
3,25
3,30
3,48
3,44
3,34
3,18
3,29
3,32
3,53
3,64
3,43
3,20
[ppm]
127,00
136,00
99,00
145,47
169,31
129,37
125,62
128,52
133,00
124,00
118,00
107,00
101,00
111,00
116,00
117,00
108,00
121,00
125,00
125,00
144,00
137,00
122,00
119,00
113,00
122,00
143,45
149,29
161,86
154,94
160,00
[lb/MBTU]
0,18
0,2
0,14
0,21
0,24
0,19
0,18
0,19
0,19
0,18
0,17
0,16
0,15
0,17
0,18
0,17
0,16
0,18
0,19
0,18
0,21
0,21
0,18
0,18
0,16
0,18
0,21
0,22
0,24
0,23
0,23
[ppm]
58,00
55,00
138,00
139,16
164,90
141,00
163,03
207,03
213,00
182,00
186,00
147,00
203,00
161,00
128,00
155,00
171,00
162,00
181,00
186,00
159,00
164,00
197,00
189,00
207,00
203,00
204,01
191,37
207,63
197,92
230,00
2,02
1,68
1,28
1,70
2,13
2,28
2,03
1,79
1,62
1,74
1,75
1,54
1,34
1,38
1,59
1,76
1,56
1,10
1,10
1,23
1,33
1,11
1,38
1,48
1,81
1,56
1,90
1,88
1,86
1,96
2,01
3,26
128,80
0,19
170,68
[ton/day]
1,03
0,94
2,44
2,55
2,96
2,60
3,02
3,80
3,86
3,24
3,32
2,83
3,80
2,97
2,22
2,81
3,14
3,01
3,38
3,52
2,99
3,07
3,58
3,33
3,63
3,53
3,52
3,32
3,61
3,32
3,88
95,22
3,07
[lb/MBTU]
0,10
0,09
0,23
0,23
0,28
0,25
0,29
0,37
0,38
0,32
0,33
0,26
0,36
0,29
0,24
0,28
0,31
0,29
0,33
0,34
0,29
0,30
0,36
0,34
0,37
0,36
0,37
0,35
0,39
0,36
0,42
23,01
[ton/day]
1,83
1,99
1,48
2,25
2,56
1,96
1,92
1,92
1,97
1,80
1,72
1,68
1,54
1,67
1,65
1,75
1,64
1,87
1,92
1,91
2,21
2,11
1,81
1,73
1,61
1,73
2,01
2,09
2,25
2,12
2,15
58,85
1,90
0,31
1,64
Disposed
ash
[Ton]
42,01
89,35
90,23
77,75
35,30
0,00
38,79
44,75
79,08
79,51
74,83
41,37
0,00
80,16
50,74
139,42
71,70
68,48
36,36
0,00
85,25
64,17
87,99
59,49
0,00
0,00
0,00
108,30
94,19
92,70
79,47
1.811,39
58,43
120
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.7.c: Informe diario de operación de la caldera, Marzo de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Mar
02-Mar
03-Mar
04-Mar
05-Mar
06-Mar
07-Mar
08-Mar
09-Mar
10-Mar
11-Mar
12-Mar
13-Mar
14-Mar
15-Mar
16-Mar
17-Mar
18-Mar
19-Mar
20-Mar
21-Mar
22-Mar
23-Mar
24-Mar
25-Mar
26-Mar
27-Mar
28-Mar
29-Mar
30-Mar
31-Mar
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
270,00
280,50
284,60
242,20
284,90
285,40
286,50
284,10
284,30
283,70
283,40
286,10
283,40
286,00
269,80
271,40
279,60
278,20
281,60
280,10
278,10
270,60
271,80
270,50
267,30
262,80
263,70
262,60
261,20
256,40
255,80
°C
128
124
125
120
128
128
123
128
126
130
130
129
128
127
129
125
124
124
127
124
124
126
129
127
126
126
129
123
122
121
122
[ton/h]
117,50
106,30
106,10
83,80
105,20
105,40
105,80
105,00
196,90
108,10
107,10
107,20
108,70
109,50
116,80
116,40
115,00
115,00
111,70
114,50
114,70
120,40
119,00
113,30
115,20
115,60
115,10
113,40
113,70
100,90
103,20
°C
121
126
128
xx
129
129
125
129
127
131
133
130
130
129
124
121
122
124
127
122
123
119
122
122
120
120
122
118
118
121
120
[ton/h]
402,37
397,69
401,86
336,74
406,54
406,92
408,31
405,02
407,68
407,81
406,79
409,45
411,22
411,60
402,75
403,76
410,84
408,94
409,58
408,44
406,92
404,01
403,76
396,93
395,03
391,11
392,00
388,96
387,70
369,74
371,14
"H2O
25,70
19,20
16,60
xx
19,60
20,60
14,70
15,80
16,50
17,40
16,40
15,50
15,30
15,80
24,00
24,80
21,80
20,40
19,80
20,50
21,50
23,40
19,80
21,50
20,50
20,30
20,50
21,60
21,70
22,50
25,60
"H2O
3,40
4,20
4,50
x
3,00
3,00
3,10
3,00
3,10
2,90
3,20
3,50
3,10
2,90
2,60
2,50
3,10
2,90
3,00
2,90
2,50
2,10
2,20
2,50
2,50
2,20
2,10
2,00
2,10
2,40
2,50
"H2O
3,60
4,30
4,60
x
2,90
2,90
3,30
3,10
3,10
2,80
3,00
3,50
3,00
2,80
2,60
2,70
3,10
3,00
3,10
2,90
2,80
2,10
2,20
2,50
2,50
2,20
2,00
2,30
2,00
2,40
2,40
%
15,31
15,31
14,58
15,11
14,47
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
0,66
15,31
15,31
15,2
15,31
15,31
15,31
15,3
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
°C
928
900
909
946
932
931
927
928
929
930
926
927
924
919
931
926
924
933
926
934
931
932
934
935
928
933
930
928
931
938
939
°C
904
880
889
1200
901
900
907
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
°C
935
923
937
910
954
949
954
957
958
959
949
950
951
946
944
945
946
947
937
947
944
946
946
944
939
942
932
912
917
926
927
°C
161
156
157
145
162
162
157
162
159
163
164
162
161
159
162
157
158
157
159
157
159
158
162
159
158
157
162
154
154
151
151
°C
153
150
153
144
157
157
151
157
153
158
160
157
157
153
155
149
153
152
155
150
153
149
154
152
150
149
154
145
147
144
144
274,41
125,87
113,11
124,40
399,08
19,98
2,83
2,86
14,78
928,68
1.141,32
941,06
158,23
152,10
121
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.8.a: Informe diario de operación de la caldera, Abril de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Abr
02-Abr
03-Abr
04-Abr
05-Abr
06-Abr
07-Abr
08-Abr
09-Abr
10-Abr
11-Abr
12-Abr
13-Abr
14-Abr
15-Abr
16-Abr
17-Abr
18-Abr
19-Abr
20-Abr
21-Abr
22-Abr
23-Abr
24-Abr
25-Abr
26-Abr
27-Abr
28-Abr
29-Abr
30-Abr
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
581
574
570
554
550
534
541
510
499
347
0
0
0
0
38
412
567
589
593
598
618
613
611
591
588
561
590
611
609
611
14.060
469
HHV
btu/lb
15.859
15.859
15.859
15.153
15.153
15.153
15.153
15.153
15.153
15.153
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
16.018
15.800
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,24
86,13
8,20
0,00
1.100
1,24
86,13
8,20
13,56
1.100
1,24
86,13
8,20
13,50
925
1,64
86,12
8,20
13,50
820
1,64
86,12
8,20
13,50
800
1,64
86,12
8,20
13,50
1.050
1,64
86,12
8,20
15,40
780
1,64
86,12
11,00
15,00
800
1,64
86,12
10,80
14,50
625
1,64
86,12
8,50
14,50
745
1,63
85,69
8,50
14,00
0
1,63
85,69
8,50
14,00
0
1,63
85,69
8,50
14,00
0
1,63
85,69
8,50
14,50
0
1,63
85,69
8,50
14,50
0
1,63
85,69
11,20
14,50
630
1,63
85,69
11,70
14,60
560
1,63
85,69
10,20
14,60
570
1,63
85,69
9,10
15,40
750
1,63
85,69
13,40
15,40
750
1,63
85,69
11,50
15,00
700
1,63
85,69
11,10
15,00
700
1,63
85,69
12,40
15,00
1.100
1,63
85,69
10,70
15,00
870
1,63
85,69
9,50
15,00
560
1,63
85,69
9,50
10,00
690
1,63
85,69
9,50
11,20
660
1,63
85,69
9,50
11,40
565
1,63
85,69
9,50
11,10
570
1,63
85,69
9,50
11,50
590
1,59
85,83
9,62
13,42
634
Total
MMBTU
Fuel fire
20.313
20.069
19.929
18.507
18.373
17.839
18.073
17.037
16.670
11.592
0
0
0
0
1.342
14.549
20.023
20.800
20.941
21.117
21.824
21.647
21.576
20.870
20.764
19.811
20.835
21.576
21.576
21.576
489.229
16.308
Limestone
to Boiler
ton
51
47
46
38
52
41
50
38
34
23
0
0
0
0
10
33
30
33
39
43
47
53
50
52
60
72
68
68
68
62
1.208
40
122
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5460
5408
5300
5173
5150
5065
4850
4647
4589
3344
0
0
0
0
266
3642
5208
5362
5457
5485
5493
5499
5474
5379
5346
5162
5360
5557
5581
5541
128.798
4.293
Temp
°C
450
437
438
441
436
434
459
455
430
440
0
0
0
0
420
460
455
455
473
475
465
465
465
465
465
465
459
453
453
452
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.8.b: Informe diario de operación de la caldera, Abril de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Abr
02-Abr
03-Abr
04-Abr
05-Abr
06-Abr
07-Abr
08-Abr
09-Abr
10-Abr
11-Abr
12-Abr
13-Abr
14-Abr
15-Abr
16-Abr
17-Abr
18-Abr
19-Abr
20-Abr
21-Abr
22-Abr
23-Abr
24-Abr
25-Abr
26-Abr
27-Abr
28-Abr
29-Abr
30-Abr
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
24,00
18,00
18,00
24,00
21,00
25,00
29,00
28,00
17,62
16,58
0,00
0,00
0,00
0,00
5,00
11,60
2,70
6,70
6,80
5,92
5,39
7,80
6,77
8,69
13,50
14,22
14,00
x
x
x
[%]
3,10
3,00
3,00
2,90
2,79
2,80
2,50
2,80
2,70
2,58
21,00
21,00
21,00
21,00
15,00
5,42
4,00
3,80
3,70
3,70
3,69
3,56
3,65
3,87
3,75
3,90
3,90
x
x
x
[ppm]
156
170
152
148
152
152
118
115
103
70
0
0
0
0
101
123
115
113
128
125,82
155,12
270
254
286,41
300,34
371
388
x
x
x
[lb/MBTU]
0,22
0,24
0,21
0,22
0,22
0,22
0,17
0,17
0,15
0,1
0
0
0
0
0,05
0,19
0,17
0,16
0,18
0,18
0,22
0,4
0,38
0,43
0,45
0,56
0,59
x
x
x
[ppm]
220
240
238
250
235
250
207
172
250
260
0
0
0
0
20
207
209
177
170
154,87
90,67
2,34
15,14
9,26
11,75
0
0
x
x
x
1,99
1,86
1,83
1,56
2,15
1,74
2,1
1,88
1,72
1,68
0
0
0
0
0
1,53
1,01
1,07
1,26
1,37
1,45
1,66
1,57
1,69
1,96
2,47
2,22
x
x
x
6,45
150,62
0,22
125,52
[ton/day]
3,63
3,89
3,83
3,88
3,6
3,72
3,07
2,41
3,42
2,52
0
0
0
0
0,07
2,61
3,31
2,92
2,84
2,49
1,54
0,04
0,27
0,16
0,21
0
0
x
x
x
50,43
1,87
[lb/MBTU]
0,039
0,43
0,42
0,46
0,43
0,46
0,37
0,31
0,45
0,48
0
0
0
0
0,11
0,4
0,36
0,31
0,3
0,26
0,16
0
0,03
0,02
0,02
0
0
x
x
x
12,23
[ton/day]
2,03
2,18
1,93
1,82
1,84
1,79
1,38
1,31
1,14
0,54
0
0
0
0
0,03
1,29
1,5
1,51
1,72
1,7
2,17
3,92
3,7
4,09
4,23
5,04
5,54
x
x
x
52,40
1,94
0,22
1,40
Disposed
ash
[Ton]
116,95
49,02
0,00
102,57
98,90
149,65
73,21
28,17
81,84
0,00
79,62
80,71
40,80
7,31
0,00
0,00
0,00
66,33
0,00
30,49
13,31
7,43
0,00
0,00
115,04
81,35
45,42
x
x
x
1268,12
46,97
123
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.8.c: Informe diario de operación de la caldera, Abril de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Abr
02-Abr
03-Abr
04-Abr
05-Abr
06-Abr
07-Abr
08-Abr
09-Abr
10-Abr
11-Abr
12-Abr
13-Abr
14-Abr
15-Abr
16-Abr
17-Abr
18-Abr
19-Abr
20-Abr
21-Abr
22-Abr
23-Abr
24-Abr
25-Abr
26-Abr
27-Abr
28-Abr
29-Abr
30-Abr
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
denso
de aire
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
254,20
252,60
245,70
242,20
241,70
240,80
242,60
238,40
236,50
268,10
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
255,50
259,70
260,00
261,60
261,90
260,40
259,60
265,80
265,20
253,40
264,70
263,10
263,30
264,00
266,80
°C
119
119
121
120
120
123
120
113
109
34
14
15
12
13
14
124
123
124
122
121
121
122
125
128
124
123
128
127
127
128
[ton/h]
100,20
97,20
88,80
83,80
79,70
70,10
58,40
58,00
50,90
28,20
0,00
0,00
0,00
0,00
119,40
117,70
113,40
115,00
113,10
116,20
113,20
116,10
108,80
108,20
104,20
120,30
117,50
118,00
116,80
113,50
°C
119
121
128
127
128
138
151
138
140
34
14
15
12
12
12
116
118
118
117
116
116
116
123
125
124
xx
122
121
122
125
[ton/h]
366,33
361,15
345,72
336,74
333,33
322,96
313,35
308,67
299,56
315,62
0,00
0,00
0,00
0,00
395,29
385,42
385,17
390,10
389,60
393,14
388,46
390,61
389,72
388,59
372,91
395,67
395,29
396,05
395,41
395,16
"H2O
28,70
27,20
28,40
30,00
29,60
24,80
26,10
28,40
24,30
0,30
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
22,90
24,40
14,90
18,70
21,50
19,30
18,10
18,80
19,10
22,30
xx
27,10
26,80
26,50
25,10
"H2O
2,60
2,30
2,40
2,30
2,40
2,10
2,20
1,80
1,70
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,60
1,90
1,90
2,20
2,30
2,40
2,20
2,00
1,80
1,50
xx
1,70
1,70
1,60
1,60
"H2O
3,00
2,40
2,20
2,30
2,20
2,20
2,70
2,20
1,90
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,70
1,90
1,80
2,40
2,50
2,50
2,20
2,10
1,70
1,40
xx
2,00
1,70
1,70
1,60
%
15,31
15,31
15,31
15,11
13,85
14,15
13,87
13,99
13,87
13,78
0,00
0,00
0,00
0,00
15,31
14,67
15,07
15,33
15,34
15,33
15,33
15,32
15,32
15,28
15,32
15,31
15,31
15,32
15,32
15,33
°C
939
937
944
946
946
941
944
929
934
39
18
16
11
12
943
915
919
926
922
918
926
930
924
926
939
940
946
948
953
946
°C
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
37
18
16
11
12
920
889
893
908
904
896
904
905
897
895
900
913
913
914
919
915
°C
910
914
908
910
905
912
902
886
894
37
18
16
11
12
973
892
905
915
908
903
919
917
910
910
911
977
943
943
945
940
°C
148
147
153
145
148
155
170
150
149
37
12
14
10
12
167
161
159
161
158
156
158
159
162
163
164
158
172
171
170
168
°C
142
142
149
144
144
149
155
137
133
37
12
14
10
12
150
152
150
153
148
149
151
150
154
157
150
146
154
156
154
153
212,93
101,10
84,89
102,34
318,33
19,08
1,59
1,67
12,96
782,57
845,97
768,20
135,23
126,90
124
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.9.a: Informe diario de operación de la caldera, Mayo de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-May
02-May
03-May
04-May
05-May
06-May
07-May
08-May
09-May
10-May
11-May
12-May
13-May
14-May
15-May
16-May
17-May
18-May
19-May
20-May
21-May
22-May
23-May
24-May
25-May
26-May
27-May
28-May
29-May
30-May
31-May
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
600
591
595
595
605
607
609
614
643
649
621
631
623
637
632
635
633
636
624
625
643
644
660
655
645
636
635
624
624
630
616
19.417
626
HHV
btu/lb
15.679
15.307
15.307
15.307
15.307
15.307
15.307
15.307
16.105
16.105
16.105
16.105
16.105
16.105
16.105
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.849
15.779
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
S
P
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,15
84,53
9,50
9,50
530
1,20
85,25
10,80
15,00
555
1,20
85,25
10,10
14,00
580
1,20
85,25
10,60
0,00
527
1,20
85,25
12,40
11,80
475
1,20
85,25
11,20
12,00
420
1,20
85,25
9,70
12,00
460
1,20
85,25
11,00
0,00
550
0,85
86,77
12,20
0,00
705
0,85
86,77
9,20
0,00
1.000
0,85
86,77
7,60
0,00
550
0,85
86,77
9,50
0,00
460
0,85
86,77
11,20
12,00
585
0,85
86,77
9,50
12,00
480
0,85
86,77
10,00
12,00
535
0,75
86,10
8,50
11,96
400
0,75
86,10
10,30
11,60
660
0,75
86,10
10,50
11,60
560
0,75
86,10
10,10
18,40
430
0,75
86,10
10,10
11,80
425
0,75
86,10
12,20
0,00
475
0,75
86,10
11,40
0,00
500
0,75
86,10
11,50
0,00
515
0,75
86,10
11,90
0,00
480
0,75
86,10
9,70
0,00
500
0,75
86,10
11,45
13,00
540
0,75
86,10
11,30
13,00
445
0,75
86,10
10,85
12,00
535
0,75
86,10
12,25
15,76
550
0,75
86,10
11,35
0,00
490
0,75
86,10
10,60
15,00
550
0,89
86,01
10,60
7,88
531
Total
MMBTU
Fuel fire
20.740
19.944
20.079
20.079
20.416
20.484
20.551
20.720
22.830
23.043
22.049
22.404
22.120
22.617
22.439
22.187
22.117
22.222
21.803
21.838
22.467
22.502
23.061
22.886
22.537
22.222
22.187
21.803
21.803
22.013
21.523
675.686
21.796
Limestone
to Boiler
ton
60
59
60
53
49
53
49
42
43
42
43
43
35
44
51
43
42
43
42
43
42
43
42
43
41
36
40
42
43
42
42
1.395
45
125
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
5521
5542
5513
5494
5507
5498
5622
5654
5759
5846
5789
5739
5683
5783
5751
5738
5795
5776
5753
5719
5745
5754
5792
5889
5846
5825
5823
5759
5734
5822
5296
176.767
5.702
Temp
°C
453
467
469
455
466
467
462
464
463
454
456
456
465
460
460
460
460
460
460
466
465
466
464
459
463
459
462
462
462
463
472
462
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.9.b: Informe diario de operación de la caldera, Mayo de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-May
02-May
03-May
04-May
05-May
06-May
07-May
08-May
09-May
10-May
11-May
12-May
13-May
14-May
15-May
16-May
17-May
18-May
19-May
20-May
21-May
22-May
23-May
24-May
25-May
26-May
27-May
28-May
29-May
30-May
31-May
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
36,00
30,02
11,03
8,32
10,65
9,03
10,10
9,82
10,87
9,89
16,54
15,00
21,39
8,83
9,79
10,08
9,47
10,16
7,92
9,50
9,65
16,29
17,53
20,40
13,97
14,31
16,07
24,76
14,43
16,89
19,47
[%]
3,56
3,55
3,48
3,54
3,53
3,40
3,32
3,38
3,22
3,27
3,38
3,40
3,40
3,38
3,40
3,33
3,27
3,29
3,38
3,40
3,40
3,35
3,16
3,14
3,18
3,26
3,23
3,26
3,43
3,30
3,54
[ppm]
259
216
219
331
292
282
271
259
234
215
220
211
297
269,04
269,9
265,3
225,87
259,15
216,38
251
263
166
170
161
183
169
161
169
156
147
134
[lb/MBTU]
0,39
0,32
0,33
0,5
0,44
0,42
0,4
0,39
0,33
0,3
0,31
0,3
0,41
0,37
0,38
0,37
0,32
0,36
0,31
0,37
0,39
0,25
0,25
0,24
0,27
0,25
0,23
0,25
0,23
0,21
0,2
[ppm]
18
41
35
6
19
20
19
27
40
49
27
32
17
20,28
4,96
8
11,04
6,72
12,55
5
10
52
42
59
34
31
53
46
73
118
77
1,92
2,43
2,45
2,17
1,97
2,38
2,19
1,87
1,82
1,76
1,89
1,86
1,47
1,81
2,11
1,77
1,73
1,77
1,76
2,54
2,41
2,46
2,35
2,42
2,35
2,09
2,63
2,81
2,88
2,79
2,85
3,36
223,92
0,33
32,70
[ton/day]
0,32
0,68
0,59
0,1
0,32
0,34
0,33
0,47
0,71
0,9
0,49
0,58
0,29
0,36
0,09
0,14
0,19
0,12
0,22
0,09
0,18
0,96
0,78
1,09
0,63
0,56
0,94
0,81
1,28
2,09
1,36
18,01
0,58
[lb/MBTU]
0,03
0,08
0,06
0,01
0,03
0,04
0,04
0,05
0,07
0,09
0,05
0,06
0,03
0,04
0,01
0,01
0,02
0,01
0,02
0,01
0,02
0,09
0,08
0,1
0,06
0,06
0,09
0,08
0,13
0,21
0,14
14,46
[ton/day]
3,68
2,94
2,98
4,53
4,06
3,93
3,77
3,65
3,42
3,18
3,13
3,06
4,15
3,84
3,82
3,76
3,18
3,67
3,02
3,7
3,99
2,51
2,61
2,45
2,75
2,51
2,35
2,43
2,26
2,14
1,93
99,40
3,21
0,06
2,18
Disposed
ash
[Ton]
0,00
89,05
23,33
53,68
73,42
78,15
53,51
0,00
83,50
59,33
71,42
81,88
81,74
18,62
0,00
66,99
63,37
39,17
76,79
58,65
0,00
0,00
0,00
70,23
75,92
85,13
59,77
61,14
0,00
20,15
20,71
1465,65
47,28
126
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.9.c: Informe diario de operación de la caldera, Mayo de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-May
02-May
03-May
04-May
05-May
06-May
07-May
08-May
09-May
10-May
11-May
12-May
13-May
14-May
15-May
16-May
17-May
18-May
19-May
20-May
21-May
22-May
23-May
24-May
25-May
26-May
27-May
28-May
29-May
30-May
31-May
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Exceso
Nivel lecho
Freeboar S Freeboar N
flujo de
de aire
denso
aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
268,10
266,70
263,70
265,60
265,70
266,50
267,10
264,20
263,30
264,40
264,50
265,80
265,60
263,70
265,30
266,80
264,40
264,60
265,10
264,10
263,60
265,80
266,10
265,00
262,90
264,70
263,80
265,20
265,80
266,70
246,40
°C
126
123
122
120
118
125
122
126
125
122
126
127
126
120
128
125
124
125
123
124
126
125
127
127
126
123
122
123
123
124
96
[ton/h]
114,00
114,70
118,30
117,70
108,80
116,70
117,40
120,70
120,30
116,80
116,30
117,50
122,50
118,90
119,40
120,00
123,20
121,90
116,70
123,40
122,20
118,30
121,70
119,00
121,40
120,30
120,70
120,40
122,30
120,60
75,30
°C
122
119
115
114
117
119
116
120
120
117
122
122
118
113
121
118
118
118
117
115
115
118
117
117
121
118
118
117
115
118
104
[ton/h]
396,80
392,00
239,63
393,90
385,68
393,90
395,29
395,41
394,66
391,87
391,75
394,02
398,45
393,14
395,29
397,18
398,07
396,93
392,51
397,82
396,05
394,78
398,20
394,53
394,78
395,67
395,03
396,17
398,58
397,82
333,71
"H2O
25,90
31,90
32,00
31,50
27,60
24,70
26,10
25,40
25,80
25,30
25,80
26,70
24,20
26,40
24,70
23,90
25,70
26,20
26,10
26,50
25,30
24,70
24,40
24,70
24,60
24,60
24,80
26,10
25,20
26,00
30,00
"H2O
1,70
1,90
1,60
1,60
1,50
1,60
1,70
1,80
2,30
1,90
1,90
1,80
1,60
1,70
1,70
1,80
2,00
2,00
1,70
1,90
2,00
2,50
2,30
2,20
2,10
2,50
2,50
2,50
2,70
2,70
2,30
"H2O
1,70
2,10
1,60
1,70
1,70
1,50
1,80
2,10
2,60
2,20
2,00
1,80
2,00
1,90
1,80
1,90
2,20
2,00
1,70
2,00
1,90
2,60
2,90
2,50
2,20
2,40
3,00
2,80
2,70
2,90
2,30
%
15,33
15,33
15,33
15,32
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,33
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
°C
948
945
942
944
944
942
942
942
950
934
932
938
945
940
943
937
932
940
938
940
942
940
944
943
939
940
942
934
942
934
881
°C
912
913
912
911
908
910
917
920
923
910
907
913
922
914
920
918
916
915
912
915
913
910
918
913
913
913
911
905
912
907
840
°C
941
937
940
941
951
963
955
959
970
966
956
958
971
967
973
979
968
974
970
973
972
966
972
978
976
977
962
954
956
951
878
°C
164
158
162
160
159
166
160
163
162
161
165
173
167
160
167
164
164
165
163
164
166
162
164
164
163
158
157
159
159
160
120
°C
149
143
143
142
143
150
147
148
149
147
148
158
151
145
150
148
145
149
148
149
149
145
148
148
148
146
140
144
145
145
111
264,55
123,19
117,66
117,39
388,05
26,22
2,00
2,15
15,31
938,68
911,06
959,81
161,26
145,84
127
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.10.a: Informe diario de operación de la caldera, Junio de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Jun
02-Jun
03-Jun
04-Jun
05-Jun
06-Jun
07-Jun
08-Jun
09-Jun
10-Jun
11-Jun
12-Jun
13-Jun
14-Jun
15-Jun
16-Jun
17-Jun
18-Jun
19-Jun
20-Jun
21-Jun
22-Jun
23-Jun
24-Jun
25-Jun
26-Jun
27-Jun
28-Jun
29-Jun
30-Jun
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
511
409
355
334
256
226
211
218
220
218
221
221
148
198
205
207
208
209
209
209
211
207
208
215
221
203
199
205
207
205
7074
235,8
HHV
btu/lb
15.875
15.875
15.875
15.875
15.875
15.402
15.402
15.402
15.402
15.402
15.402
15.402
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
16.095
15.897
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
P
S
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
1,19%
84,73%
11,20%
16,00%
610
1,19%
84,73%
9,60%
18,28%
500
1,19%
84,73%
10,15%
15,60%
530
1,19%
84,73%
10,80%
15,00%
540
1,19%
84,73%
9,50%
16,00%
540
1,27%
85,10%
10,10%
15,00%
530
1,27%
85,10%
10,50%
0,00%
700
1,27%
85,10%
10,10%
0,00%
530
1,27%
85,10%
12,20%
0,00%
430
1,27%
85,10%
9,00%
0,00%
540
1,27%
85,10%
9,80%
0,00%
680
1,27%
85,10%
10,60%
0,00%
620
1,27%
86,68%
10,60%
10,60%
700
1,27%
86,68%
10,60%
11,80%
568
1,27%
86,68%
10,60%
8,80%
570
1,27%
86,68%
10,60%
11,80%
560
1,27%
86,68%
10,60%
11,00%
625
1,27%
86,68%
10,60%
11,20%
510
1,27%
86,68%
10,40%
15,00%
495
1,27%
86,68%
9,90%
11,70%
480
1,27%
86,68%
10,90%
12,00%
540
1,27%
86,68%
12,70%
13,00%
500
1,27%
86,68%
9,95%
11,70%
565
1,27%
86,68%
10,15%
12,00%
555
1,27%
86,68%
8,50%
14,00%
550
1,27%
86,68%
8,50%
13,50%
570
1,27%
86,68%
10,80%
12,50%
570
1,27%
86,68%
9,80%
13,00%
590
1,27%
86,68%
9,20%
14,00%
620
1,27%
86,68%
8,30%
14,50%
630
1,26%
85,99%
10,21%
10,60%
564,93
Total
MMBTU
Fuel fire
17.884
14.314
12.424
11.689
8.959
7.674
7.165
7.402
7.470
7.402
7.504
7.504
5.252
7.026
7.274
7.345
7.380
7.416
7.416
7.416
7.487
7.345
7.380
7.629
7.842
7.203
7.061
7.274
7.345
7.274
247.756
8.259
Limestone
to Boiler
ton
35
25
26
25
26
19
17
16
17
14
18
19
14
18
26
25
25
18
17
17
12
8
9
8
9
8
9
16
15
9
520
17,33
128
Vapor
stream
produced
[ToTal
Diario]
tons
4.099
3.440
3.055
2.900
1.921
1.818
1.733
1.777
1.847
1.722
1.673
1.660
1.190
1.650
1.709
1.699
1.709
1.747
1.733
1.715
1.703
1.709
1.697
1.738
1.765
1.715
1.742
1.739
1.762
1.743
58.110
1.937
Temp
°C
480
475
482
475
480
445
499
503
495
471
474
465
476
463
463
466
466
465
473
473
485
490
480
470
470
472
472
468
465
465
474,2
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.10.b: Informe diario de operación de la caldera, Junio de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Jun
02-Jun
03-Jun
04-Jun
05-Jun
06-Jun
07-Jun
08-Jun
09-Jun
10-Jun
11-Jun
12-Jun
13-Jun
14-Jun
15-Jun
16-Jun
17-Jun
18-Jun
19-Jun
20-Jun
21-Jun
22-Jun
23-Jun
24-Jun
25-Jun
26-Jun
27-Jun
28-Jun
29-Jun
30-Jun
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
11,00%
14,00%
14,00%
10,50%
13,00%
13,50%
24,48%
18,77%
18,75%
17,90%
18,05%
19,68%
16,00%
19,40%
23,00%
22,00%
23,20%
23,20%
21,66%
25,20%
22,92%
22,58%
20,70%
17,62%
14,80%
14,30%
14,20%
14,80%
13,50%
13,60%
[%]
4,14%
5,20%
5,70%
5,60%
6,60%
6,90%
7,20%
6,84%
6,47%
6,62%
6,56%
6,51%
8,32%
6,92%
6,80%
6,80%
6,80%
6,50%
6,63%
6,66%
6,70%
6,64%
6,74%
6,38%
5,80%
6,50%
6,60%
6,50%
6,25%
6,20%
[ppm]
56,00
20,00
8,30
10,00
4,00
4,00
0,00
1,00
1,00
1,00
1,00
8,00
84,00
18,70
20,00
6,44
2,80
2,80
1,00
0,00
2,27
2,22
2,23
2,54
8,00
30,00
27,00
136,00
96,00
140,00
[ton/day]
0,70
0,21
0,08
0,09
0,03
0,03
0,00
0,01
0,01
0,01
0,01
0,05
0,42
0,11
0,12
0,04
0,02
0,02
0,01
0,00
0,01
0,01
0,01
0,02
0,05
0,17
0,15
0,81
0,57
0,82
[lb/MBTU]
0,09
0,03
0,01
0,02
0,01
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,01
0,17
0,03
0,04
0,01
0,01
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,01
0,05
0,05
0,25
0,17
0,25
[ppm]
61,00
2,60
10,00
10,00
15,00
11,00
0,00
1,00
0,00
5,00
0,00
0,00
2,40
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
3,00
0,00
0,00
0,00
0,00
12,40
48,00
2,30
24,00
[lb/MBTU]
0,11
0,01
0,02
0,02
0,03
0,03
0,00
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,03
0,11
0,01
0,05
2,86
2,56
2,15
2,19
2,98
2,46
2,36
2,15
2,26
1,69
2,15
2,27
2,49
2,40
2,40
2,40
2,20
1,19
2,01
2,01
1,40
0,95
1,07
0,92
1,01
0,97
1,12
1,93
1,79
1,08
17,88%
6,47%
23,21
0,15
0,04
6,92
[ton/day]
0,92
0,03
0,12
0,11
0,14
0,09
0,00
0,01
0,00
0,04
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,02
0,00
0,00
0,00
0,00
0,08
0,35
0,02
0,17
2,11
0,1
0,02
1,91
129
Disposed
ash
[Ton]
66,27
86,07
72,97
22,98
0,00
29,83
56,67
49,68
0,00
32,47
0,00
0,00
0,00
0,00
41,79
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
41,56
61,63
31,10
0,00
0,00
46,12
38,02
45,63
722,79
24,09
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.10.c: Informe diario de operación de la caldera, Junio de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Jun
02-Jun
03-Jun
04-Jun
05-Jun
06-Jun
07-Jun
08-Jun
09-Jun
10-Jun
11-Jun
12-Jun
13-Jun
14-Jun
15-Jun
16-Jun
17-Jun
18-Jun
19-Jun
20-Jun
21-Jun
22-Jun
23-Jun
24-Jun
25-Jun
26-Jun
27-Jun
28-Jun
29-Jun
30-Jun
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Total
Nivel lecho
flujo de
denso
aire
Temperaturas
Freeboar
S
Freeboar
N
Exceso
de aire
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
[ton/h]
240,80
228,10
211,20
156,80
150,70
129,40
128,80
127,80
126,50
128,80
127,00
126,50
121,40
123,80
122,40
121,90
124,80
122,10
121,70
123,10
123,60
123,60
124,10
119,00
117,80
118,10
118,40
120,60
119,60
119,20
°C
91
107
104
112
112
110
103
104
107
104
107
102
116
103
104
103
103
107
100
103
105
105
102
104
105
104
105
102
103
102
[ton/h]
56,60
35,80
31,80
30,90
33,00
29,20
30,80
29,30
26,40
27,80
27,20
28,70
31,90
34,80
30,40
32,00
30,70
27,80
31,00
30,10
30,70
28,70
28,90
30,50
31,40
29,90
34,60
29,70
28,90
28,70
°C
106
135
143
129
129
124
118
120
122
121
123
117
27
122
127
128
129
135
124
129
129
130
124
120
123
124
121
124
127
124
[ton/h]
309,93
276,80
256,06
200,81
196,63
171,85
173,62
171,34
167,17
170,46
168,31
168,31
165,15
170,33
164,77
166,03
167,67
162,11
164,77
165,27
166,28
164,39
165,15
160,97
160,72
159,58
164,77
161,98
160,09
159,71
"H2O
31,90
35,10
36,60
39,70
31,50
33,40
31,50
28,90
31,30
31,10
29,00
25,80
21,40
22,40
23,70
22,30
21,90
23,10
21,40
21,50
22,60
22,50
20,80
18,80
20,30
20,80
20,90
21,80
22,90
21,30
"H2O
1,70
1,40
1,60
0,50
0,60
0,30
0,30
0,40
0,40
0,40
0,30
0,30
0,10
0,30
0,30
0,40
0,60
0,60
0,60
0,70
0,60
0,60
0,50
0,30
0,20
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
"H2O
2,00
1,40
1,90
0,40
0,40
0,20
0,40
0,20
0,70
0,30
0,80
0,20
0,00
0,10
0,10
1,20
0,80
0,40
0,30
0,90
0,60
0,50
0,30
0,20
0,50
0,30
0,00
0,30
0,00
0,20
%
14,54
14,02
14,02
15,19
15,30
15,31
15,31
15,29
15,31
15,31
15,31
15,30
14,86
15,25
15,32
15,32
15,31
15,32
15,31
15,31
15,35
15,31
15,31
15,31
15,32
15,33
15,32
15,31
15,32
15,33
°C
840
775
805
761
791
771
771
785
776
771
785
810
814
817
800
793
786
784
779
767
770
769
781
857
857
869
908
907
919
928
°C
810
764
782
716
731
688
698
714
709
712
718
717
670
706
698
692
697
699
697
687
692
693
687
738
717
723
703
731
727
722
°C
836
784
780
682
692
630
648
665
662
665
657
659
609
642
640
641
646
645
648
649
659
656
641
665
636
635
614
640
628
626
°C
113
135
146
136
137
134
127
127
130
129
132
128
128
127
128
131
127
131
122
125
126
126
122
123
129
130
131
134
131
129
°C
106
126
124
123
122
115
111
113
114
113
116
111
116
117
120
122
117
125
117
117
121
122
119
118
120
118
121
120
119
118
135,59
104,63
31,27
121,80
179,37
25,87
0,47
0,52
15,18
811,53
714,60
662,67
129,13
118,03
130
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.11.a: Informe diario de operación de la caldera, Julio de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Jul
02-Jul
03-Jul
04-Jul
05-Jul
06-Jul
07-Jul
08-Jul
09-Jul
10-Jul
11-Jul
12-Jul
13-Jul
14-Jul
15-Jul
16-Jul
17-Jul
18-Jul
19-Jul
20-Jul
21-Jul
22-Jul
23-Jul
24-Jul
25-Jul
26-Jul
27-Jul
28-Jul
29-Jul
30-Jul
31-Jul
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
204
203
197
104
0
0
0
0
0
31
200
207
209
216
215
214
210
213
221
222
227
230
230
256
266
298
267
442
262
524
557
6425
207
HHV
btu/lb
15820
15820
15820
15820
15820
15820
15820
15820
15820
15820
15946
15946
15946
15946
15946
15946
15946
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15961
15.912
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
azufre
Carbon
del molino del molino screening
S
P
[% m/m] [% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
0,98
84,9
8,2
0
600
0,98
84,9
10
0
600
0,98
84,9
11
16,44
620
0,98
84,9
11,5
0
650
0,98
84,9
4
0
0
0,98
84,9
3
0
0
0,98
84,9
10,5
11,7
0
0,98
84,9
10,5
11,2
0
0,98
84,9
10,5
11,2
0
0,98
84,9
10,5
11,2
0
0,88
84,7
10,5
11,2
0
0,88
84,7
10,5
7,6
660
0,88
84,7
8,4
15
720
0,88
84,7
13
15
620
0,88
84,7
10,6
14,5
480
0,88
84,7
9
13
760
0,88
84,7
9,8
11,6
550
0,92
84,01
10,2
0
590
0,92
84,01
10,7
12
580
0,92
84,01
10,7
13
580
0,92
84,01
11
13,5
520
0,92
84,01
10,4
15
540
0,92
84,01
10,4
14,5
0
0,92
84,01
10,4
14
0
0,92
84,01
10
0
0
0,92
84,01
10
0
0
0,92
84,01
10
10,5
590
0,92
84,01
8,5
0
440
0,92
84,01
8,8
0
550
0,92
84,01
10
0
0
0,92
84,01
10
10,9
565
0,93
84,45
9,76
8,16
361,77
Total
MMBTU
Fuel fire
7.115
7.080
6.871
3.627
0
0
0
0
0
1.081
7.031
7.277
7.347
7.593
7.558
7.523
7.382
7.495
7.776
7.812
7.988
8.093
8.093
9.008
9.360
10.486
9.395
15.553
9.219
18.438
19.600
225.801
7.283,90
Limestone
to Boiler
ton
8
9
8
7
0
0
0
0
0
2
24
22
17
17
17
17
17
14
10
17
17
17
17
17
17
17
17
17
17
30
46
14,03
131
Vapor
stream
produced
Temp
[ToTal
Diario]
tons
°C
1.737
456
1.769
455
1.703
452
885
450
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
211
455
1.599
466
1.666
476
1.686
480
1.670
485
1.684
485
1.666
485
1.694
496
1.665
500
1.680
500
1.665
500
1.688
500
1.677
485
1.720
480
1.978
485
1.915
500
2.096
491
1.792
500
3.699
467
1.700
478
4.610
439
5.139
480
50.994
1.644,97
401,48
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.11.b: Informe diario de operación de la caldera, Julio de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Jul
02-Jul
03-Jul
04-Jul
05-Jul
06-Jul
07-Jul
08-Jul
09-Jul
10-Jul
11-Jul
12-Jul
13-Jul
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15-Jul
16-Jul
17-Jul
18-Jul
19-Jul
20-Jul
21-Jul
22-Jul
23-Jul
24-Jul
25-Jul
26-Jul
27-Jul
28-Jul
29-Jul
30-Jul
31-Jul
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
12,66%
12,67%
13,64%
18,39%
15,00%
0,00%
0,00%
0,00%
0,00%
14,00%
10,06%
6,20%
4,15%
4,60%
7,10%
8,90%
9,47%
10,02%
9,50%
9,20%
11,20%
10,60%
9,30%
11,30%
10,73%
10,53%
9,34%
19,26%
8,41%
22,51%
22,00%
[%]
6,23%
6,38%
6,83%
11,09%
10,00%
19,00%
19,00%
19,00%
19,00%
0,00%
8,40%
8,20%
8,10%
8,00%
7,80%
7,80%
7,53%
7,58%
7,60%
7,60%
7,40%
7,20%
7,10%
6,20%
5,88%
5,49%
6,05%
4,04%
6,04%
3,81%
3,50%
[ppm]
157,00
160,00
214,00
132,00
2,00
0,00
0,00
0,00
0,00
73,00
249,00
213,00
141,00
64,20
34,00
21,20
172,00
283,00
175,00
182,00
232,00
364,00
456,00
446,00
303,00
104,00
129,00
157,00
187,00
250,00
218,00
[ton/day]
0,91
0,94
1,26
0,62
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,15
1,67
1,45
0,96
0,45
0,23
0,14
1,12
1,88
1,21
1,27
1,62
2,56
3,18
3,23
2,22
0,83
0,96
1,69
1,37
3,14
2,86
[lb/MBTU]
0,28
0,29
0,40
0,37
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,30
0,52
0,44
0,29
0,13
0,07
0,04
0,34
0,55
0,34
0,36
0,45
0,70
0,87
0,79
0,52
0,17
0,23
0,24
0,33
0,38
0,32
[ppm]
40,00
38,00
70,00
49,00
29,00
0,00
0,00
0,00
0,00
29,00
33,00
0,00
0,00
64,50
78,50
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
13,00
0,00
37,00
49,00
[lb/MBTU]
0,09
0,08
0,16
0,16
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,13
0,08
0,00
0,00
0,15
0,19
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,02
0,00
0,07
0,09
0,92
1,05
0,96
1,59
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
1,52
0,98
0,98
0,98
0,98
0,98
0,98
2,59
2,10
1,45
2,45
2,40
2,63
2,63
2,37
2,28
2,03
0,88
1,37
2,31
1,95
0,92
10,02%
8,32%
165,11
1,22
0,31
17,10
[ton/day]
0,29
0,27
0,49
0,26
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,06
0,26
0,00
0,00
0,52
0,64
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,18
0,00
0,57
0,79
4,33
0,14
0,04
1,36
Disposed
ash
[Ton]
17,92
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
40,06
0,00
40,67
13,20
46,23
0,00
0,00
46,04
54,54
23,43
45,65
0,00
0,00
13,83
0,00
50,27
54,43
38,66
0,00
0,00
484,93
15,64
132
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.11.c: Informe diario de operación de la caldera, Julio de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Jul
02-Jul
03-Jul
04-Jul
05-Jul
06-Jul
07-Jul
08-Jul
09-Jul
10-Jul
11-Jul
12-Jul
13-Jul
14-Jul
15-Jul
16-Jul
17-Jul
18-Jul
19-Jul
20-Jul
21-Jul
22-Jul
23-Jul
24-Jul
25-Jul
26-Jul
27-Jul
28-Jul
29-Jul
30-Jul
31-Jul
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
Temperaturas
Total
Exceso
Nivel lecho
Freeboar S Freeboar N
flujo de
de aire
denso
aire
[ton/h]
118,8
123,1
126,7
x
x
x
x
x
x
143
140,6
142,7
142,1
141,4
138,2
137,7
139,2
137,3
138,6
136,2
136,4
137,1
136,2
135,7
157,4
141,4
177,8
138,2
226,3
257,6
146,2
°C
100
105
98
x
x
x
x
x
x
110
112
108
108
109
107
109
107
104
105
107
107
107
104
103
103
108
111
107
117
124
107
[ton/h]
29,9
30,7
34,4
x
x
x
x
x
x
48,1
48,2
48,6
46,7
42,1
37,7
31,8
32,4
38,1
38,4
38,4
38,5
37,9
36,5
41,2
39,7
39,5
68,3
43,7
114,8
115,0
39,6
°C
121
122
124
x
x
x
x
x
x
127
123
122
122
130
129
118
119
127
127
129
127
126
126
123
126
125
115
119
106
118
122
[ton/h]
160,47
165,65
173,24
x
x
x
x
x
x
203,84
200,43
202,83
200,17
195,37
187,78
181,46
183,35
187,4
189,3
186,64
187,15
190,82
185,88
190,06
210,29
193,85
257,96
194,86
351,28
384,03
199,54
"H2O
21,20
20,10
18,50
"H2O
0,00
0,00
0,00
"H2O
0,30
0,50
0,00
13,80
18,60
23,00
23,70
25,30
25,20
25,50
24,40
24,80
24,50
25,60
25,50
25,00
25,00
25,90
26,60
27,40
27,40
27,50
22,40
22,70
26,8
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,10
0,20
0,20
0,20
0,30
0,30
0,30
0,30
0,80
0,50
1,10
0,20
1,80
1,80
0
0,10
0,00
0,60
0,80
0,20
0,20
0,90
0,00
0,00
0,30
0,10
0,10
0,10
0,10
0,30
0,70
0,90
0,90
0,10
2,10
1,90
0,1
%
15,33
15,32
15,32
x
x
x
x
x
x
14,79
13,90
13,80
13,82
14,92
15,30
13,30
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
15,31
14,74
14,37
14,53
13,70
15,11
13,78
15,06
15,26
147,84
107,48
46,41
122,92
206,55
23,86
0,32
0,45
14,78
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
°C
937
931
932
x
x
x
x
x
x
921
887
851
837
812
797
809
793
787
771
774
788
795
788
802
821
823
879
845
906
933
867
°C
723
700
677
x
x
x
x
x
x
618
633
651
661
674
679
687
701
697
692
700
719
726
722
745
789
765
839
770
890
914
758
°C
626
609
600
x
x
x
x
x
x
562
586
601
608
611
614
617
632
634
634
635
656
664
664
685
747
709
834
708
904
947
690
°C
126
128
137
x
x
x
x
x
x
140
139
137
138
145
138
138
137
130
131
132
138
131
128
131
131
132
137
130
150
161
130
°C
115
117
126
x
x
x
x
x
x
129
128
125
129
137
130
129
128
126
125
128
127
127
124
126
128
128
133
122
141
154
124
843,44
725,20
671,08
135,80
128,24
133
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.12.a: Informe diario de operación de la caldera, Agosto de 2005. (Combustible, caliza y vapor).
Dia
01-Ago
02-Ago
03-Ago
04-Ago
05-Ago
06-Ago
07-Ago
08-Ago
09-Ago
10-Ago
11-Ago
12-Ago
13-Ago
14-Ago
15-Ago
16-Ago
17-Ago
18-Ago
19-Ago
20-Ago
21-Ago
22-Ago
23-Ago
24-Ago
25-Ago
26-Ago
27-Ago
28-Ago
29-Ago
30-Ago
31-Ago
Total
Prom
Consumo
comb
Ton/dia
257
275
221
254
230
210
317
522
196
302
466
191
464
613
617
618
622
626
614
617
689
548
607
609
609
621
607
610
615
614
623
14361
483,35
HHV
azufre
btu/lb
16239
16239
16239
16239
16239
16239
16239
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16136
16134
16134
16134
16134
16134
16134
16134
16134
16134
16134
[% m/m]
0,95%
0,95%
0,95%
0,95%
0,95%
0,95%
0,95%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
1,14%
16158,61
1,10%
Analisis y composición del combustible
Humedad Humedad
coke
despues
despues
Carbon
del molino del molino screening
S
P
[% m/m]
[% m/m]
[% m/m]
85,27%
10,00%
9,40%
556
85,27%
10,00%
11,40%
430
85,27%
10,00%
10,80%
555
85,27%
10,00%
11,20%
650
85,27%
10,00%
11,20%
650
85,27%
11,10%
14,00%
600
85,27%
8,50%
14,00%
440
86,45%
8,50%
0,00%
0
86,45%
10,50%
0,00%
575
86,45%
10,90%
0,00%
500
86,45%
10,90%
0,00%
500
86,45%
10,90%
14,00%
600
86,45%
10,80%
13,50%
640
86,45%
10,00%
14,00%
640
86,45%
9,80%
14,50%
600
86,45%
10,70%
15,20%
570
86,45%
10,40%
14,50%
530
86,45%
9,60%
0,00%
515
86,45%
11,50%
0,00%
555
86,45%
10,00%
0,00%
615
86,45%
9,60%
0,00%
600
86,45%
11,00%
0,00%
525
86,45%
11,60%
0,00%
700
86,45%
11,60%
12,00%
646
86,45%
11,60%
12,60%
600
86,45%
11,60%
12,00%
590
86,45%
11,60%
12,30%
670
86,45%
11,60%
11,90%
730
86,45%
11,60%
13,10%
685
86,45%
13,95%
0,00%
590
86,45%
11,45%
20,20%
590
86,18%
10,69%
8,45%
569,26
Total
MMBTU
Fuel fire
Limestone
to Boiler
9201
9845
7912
9093
8234
7518
11349
18569
6972
10743
16577
6795
16506
21807
21949
21984
22127
22269
21842
21949
24510
19492
21590
21662
21662
22088
21590
21697
21875
21839
22162
ton
20
17
22
25
11
13
16
35
17
23
32
14
29
51
53
48
44
51
51
51
51
51
51
51
51
51
52
51
51
46
42
17.206,71
37,77
134
Vapor
stream
produced
Temp
[ToTal
Diario]
tons
°C
1637
498
2171
498
1639
483
2036
472
1729
478
1430
464
2493
490
4728
449
1434
471
2460
480
4150
453
1415
450
4089
469
5665
465
5667
463
5593
470
5620
475
5731
472
5704
470
5646
473
5697
474
5748
471
5720
473
5672
469
5584
469
5617
473
5598
472
5554
472
5593
471
5575
467
5580
466
132.975
4.289,52
471,61
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.12.b: Informe diario de operación de la caldera, Agosto de 2005. (Gases de escape, Cs/S, Ceniza).
Analisis de los gases de escape
Dia
01-Ago
02-Ago
03-Ago
04-Ago
05-Ago
06-Ago
07-Ago
08-Ago
09-Ago
10-Ago
11-Ago
12-Ago
13-Ago
14-Ago
15-Ago
16-Ago
17-Ago
18-Ago
19-Ago
20-Ago
21-Ago
22-Ago
23-Ago
24-Ago
25-Ago
26-Ago
27-Ago
28-Ago
29-Ago
30-Ago
31-Ago
Total
Prom
opacity
oxigen
Nox
Nox
Nox (0.075)
SO2
SO2
SO2 (0.27)
Ca/S ratio
[%]
9,14%
11,00%
8,73%
10,30%
8,70%
10,61%
16,25%
28,46%
11,62%
18,56%
23,73%
12,80%
14,30%
14,80%
14,70%
14,60%
14,70%
20,80%
12,49%
34,59%
79,50%
67,08%
24,07%
42,00%
23,00%
36,00%
25,00%
25,00%
22,00%
59,00%
57,61%
[%]
6,34
6,24
6,58
6,2
6,77
7,47
6,16
3,9
7,2
6,24
4,44
7,4
4,5
3,3
3,2
3,2
3,3
3,12
3,12
3,21
3,18
3,14
3,25
3,3
3,3
3,26
3,35
3,4
3,4
3,41
3,41
[ppm]
174,00
105,00
278,70
451,00
359,00
213,00
135,00
281,00
386,00
454,00
225,00
165,00
178,00
255,00
219,00
191,00
168,00
174,00
150,00
174,00
161,00
159,00
187,00
213,00
232,00
194,00
197,00
195,00
189,00
192,00
192,00
[lb/MBTU]
0,31
0,18
0,50
0,79
0,65
0,41
0,23
0,42
0,73
0,80
0,35
0,32
0,28
0,37
0,32
0,28
0,25
0,25
0,22
0,25
0,23
0,23
0,27
0,31
0,34
0,28
0,29
0,03
0,28
0,28
0,28
[ppm]
0
0
0
0
0
0
1
15
0
0
0
0
40
50
48
43
92
52
79
62
85
78
74
73
39
118
119
117
134
131
72
0,92
0,92
0,98
0,92
0,92
2,11
1,72
2,29
2,96
2,6
2,34
2,5
2,06
2,75
2,84
2,56
2,34
2,69
2,74
2,73
2,44
2,56
2,31
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
1,14
2,06
1,85
4,46
220,86
0,35
49,10
[ton/day]
0
0
0
0
0
0
0,01
0,24
0
0
0
0
0,58
0,9
0,86
0,77
1,67
0,95
1,38
1,11
1,71
1,22
1,28
1,27
0,68
2,09
2,07
2,05
2,37
2,25
1,29
26,7
0,86
[lb/MBTU]
0
0
0
0
0
0
0
0,03
0
0
0
0
0,08
0,09
0,09
0,08
0,17
0,09
0,14
0,11
0,15
0,14
0,13
0,13
0,07
0,21
0,21
0,21
0,24
0,23
0,13
24,88%
[ton/day]
1,28
0,82
1,79
3,24
2,44
1,40
1,21
3,54
2,31
3,89
2,62
0,98
2,11
3,69
3,17
2,77
2,47
2,55
2,15
2,52
2,60
2,03
2,66
3,05
3,32
2,82
2,82
2,81
2,75
2,79
2,83
77,40
2,50
0,09
1,93
Disposed
ash
[Ton]
13,35
67,19
3,33
0
0
35,12
0
70,12
65,35
18,63
0
56,52
0
0
0
42,02
97,51
89,64
91,55
87,78
0
78,19
29,2
109,72
94,4
82,44
69,96
0
68,44
71,97
70,66
1342,4
45,58
135
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo C.12.c: Informe diario de operación de la caldera, Agosto de 2005. (Parámetros de combustión).
Flujos de aire
Dia
01-Ago
02-Ago
03-Ago
04-Ago
05-Ago
06-Ago
07-Ago
08-Ago
09-Ago
10-Ago
11-Ago
12-Ago
13-Ago
14-Ago
15-Ago
16-Ago
17-Ago
18-Ago
19-Ago
20-Ago
21-Ago
22-Ago
23-Ago
24-Ago
25-Ago
26-Ago
27-Ago
28-Ago
29-Ago
30-Ago
31-Ago
Total
Prom
Primario
Lecho
Secundario
[ton/h]
184,6
130,2
127,2
126,8
121,4
122,7
248,9
117,3
118,8
254,4
119,7
151,8
256,1
257,1
256
257,3
257,8
257,9
258,7
260,1
254,9
256,3
258,1
255,7
260
256,7
260
254,1
256,3
258,2
259
°C
106
101
109
105
108
107
117
105
106
120
115
112
126
127
126
120
122
124
123
125
124
123
124
127
125
125
124
122
122
121
121
[ton/h]
84,9
35,8
36,9
35,3
36,4
36,9
116,4
32,5
31,5
119,1
33,1
44,5
123,2
123
119,8
121,2
119,8
119,6
122,9
120,7
121,5
122,7
123,7
122
120,8
120,2
120,8
123,3
123,3
116,5
125,4
°C
105
117
127
122
121
121
108
119
123
111
129
127
115
116
119
112
114
116
116
117
115
114
114
115
117
116
116
216,58
118,13
95,28
Temperaturas
Total
Nivel lecho
Exceso
flujo de
Freeboar S Freeboar N
de aire
denso
aire
"H2O
28,40
30,80
32,70
29,70
28,80
29,80
20,60
28,00
30,40
22,40
29,50
31,10
24,60
25,80
24,90
27,20
28,10
26,40
25,20
25,40
24,90
24,20
25,20
24,00
26,80
23,00
23,80
"H2O
0,70
0,10
0,30
0,20
0,20
0,20
2,00
0,00
0,00
1,90
0,00
0,50
2,50
2,40
2,60
2,40
2,30
2,40
2,50
2,60
2,60
2,60
2,50
2,30
2,70
2,40
2,30
"H2O
0,80
0,00
0,30
0,00
0,00
0,10
2,20
0,00
0,00
1,80
0,00
0,20
2,40
2,20
3,80
2,50
2,60
2,40
3,00
3,30
2,40
2,60
2,30
2,20
3,00
2,80
2,10
112
114
111
[ton/h]
280,6
179,18
177,16
175,01
170,96
172,35
375,69
162,62
163,5
383,78
167,17
209,02
389,47
390,36
386,06
388,96
387,7
387,95
392
391,62
387,19
389,85
392,13
388,21
392
387,45
390,99
387,95
390,36
385,3
395,03
26,80
23,40
24,3
2,40
2,40
2,2
2,60
2,40
3,2
116,63
323,15
26,54
1,67
1,77
Hogar
Entrada
ciclon
Entrada
H.R.A.
Salida
H.R.A.
Chimenea
%
13,92%
14,71%
15,31%
14,95%
15,08%
15,32%
15,08%
15,25%
15,31%
15,28%
15,20%
15,30%
15,22%
15,31%
15,31%
15,31%
15,30%
15,30%
15,31%
15,33%
15,32%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
15,31%
°C
886
845
809
814
812
811
934
867
814
934
877
873
937
941
943
931
944
939
936
940
944
940
944
944
941
945
938
942
946
938
943
°C
845
738
735
724
718
708
916
701
707
906
678
804
910
913
909
903
912
906
908
909
915
910
913
914
909
912
907
908
914
905
913
°C
825
663
671
654
643
637
930
610
626
935
598
734
920
926
929
921
942
942
927
934
935
933
928
931
928
930
927
924
931
928
931
°C
126
121
137
128
126
125
139
119
124
154
132
138
161
162
158
153
155
157
156
157
156
156
157
160
157
154
154
153
154
153
153
°C
126
113
130
122
121
118
144
116
119
149
127
133
157
158
152
141
146
146
142
145
145
144
146
148
146
145
143
142
142
142
143
0,15
908,13
853,87
844,94
146,29
138,42
136
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Anexo D
“Entalpía de formación, función de Gibbs y
entropía absoluta.”
137
Universidad del BíoBío
Departamento de Ingeniería Mecánica – Proyecto de Título
Entalpía de formación, Función de Gibbs de formación y
entropía absoluta.
138

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