Sistemas Térmicos y de Fluidos: Diseño de hogares de calderas

Diego F. Cobo diego.cobo@correounivalle.edu.co

dicob@hotmail.com

Enero 2016

Sistemas requeridos en el hogar

El hogar de las calderas tiene que ser provisto de:

• un sistema de alimentación de combustible

• un sistema de distribución de aire

• un sistema de remoción de cenizas

Parámetros de diseño

1. Requerimiento de vapor: Caudal, presión, temperatura, variaciones de

la carga

2. Fuente para reposición del agua: superficial, subterránea, calidad, etc.

3. Combustible a emplear: análisis elemental, próximo, poder calorífico,

etc.

4. Condiciones ambientales: presión, temperatura, nivel de riesgo, etc.

5. Regulaciones ambientales: nivel de emisiones, ruidos, restricciones,

etc.

6. Especificaciones adicionales: requerimientos futuros, equipos

especiales, etc.

Pasos en el diseño (Steam, Its generation and use. Babcock & Wilcox)

1. Especificar vapor, combustible, aire y

agua

2. Balance de calor, según cada tipo de

área de transferencia

3. Desempeño de la combustión y

requerimientos de flujo de gases

4. Cálculos de equipos de

combustión y emisiones generadas

5. Configurar el horno y superficies de transferencia de

calor: materiales

6. Especificar otros equipos de

recuperación de calor y tratamiento de agua

7. Verificar condiciones de generación de vapor alcanzadas

8. Diseño de detalle de partes a presión

(ASME)

9. Selección de elementos y sistema de

control

Balance de masa y energía

combustible

aire gases

agua

vapor

Q req. = U global* Área*Delta Temperatura

Q disp. = Calor liberado en la combustión

Transferencia de calor

Tasa de liberación de calor Caldera de bagazo Caldera de carbón

Se debe estimar la capacidad de la parrilla para liberar el calor requerido al interior de la caldera.

Diagrama Van Krevelen para combustibles

Análisis de pérdidas de energía por método indirecto

Cálculo de pérdidas por inquemados en parrilla de combustión de bagazo