Fuel Oil Calderas

96
CARACTERIZACIÓN DE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO – EL FUEL OIL ZIPAQUIRA 4 DE MARZO 2002

Transcript of Fuel Oil Calderas

Page 1: Fuel Oil Calderas

CARACTERIZACIÓN DE UN COMBUSTIBLELÍQUIDO – EL FUEL OIL

ZIPAQUIRA 4 DE MARZO 2002

Page 2: Fuel Oil Calderas

“ el conocimiento no significa acumulación de información,

Sino competencia para actuar”

Page 3: Fuel Oil Calderas

Crudo

TorreAtmosférica

Torre de Vacío

LPG

GASOLINA

GASÓLEOS

FONDOS

Gas

Crudo Reducido

GENERALIDADES -ESQUEMA BÁSICO DE REFINACIÓN

Gasolina90-400°F )

Nafta(150-300°F )

Kerosene(300-480°F )

Pool residuales

GASÓLEOS

(Aceite Residual 5 & 6)(600-1,000°F )

DestiladoNo.2

(325-700°F )

vacío1.2-1.8 m24 - 30 m.

Straight-run phisical

(70 -1,000) °F

(Topping) (Vacío, Cracking térmico, Catalítico)

(2,000-3,000 SSF @ 122°F )

Page 4: Fuel Oil Calderas

RESUMEN DE CLASIFICACIÓN DE LOS FUEL OIL SEGÚN LA ASTM

GRAVEDAD API (°)

10

15

6

16

22

5

24

32

4 26

39

2

GRADO

40

CRUDOS

Page 5: Fuel Oil Calderas

EL FUEL OIL ES EL COMBUSTIBLE MAS USADO ACTUALMENTE EN LA INDUSTRIAEL FUEL OIL ES EL COMBUSTIBLE MAS USADO ACTUALMENTE EN LA INDUSTRIAEL FUEL OIL ES EL COMBUSTIBLE MAS USADO ACTUALMENTE EN LA INDUSTRIAEL FUEL OIL ES EL COMBUSTIBLE MAS USADO ACTUALMENTE EN LA INDUSTRIA

POR SUS CARACTERÍSTICAS BIEN DEFINIDAS Y EL GENERALIZADO CONOCIMIENTOPOR SUS CARACTERÍSTICAS BIEN DEFINIDAS Y EL GENERALIZADO CONOCIMIENTOPOR SUS CARACTERÍSTICAS BIEN DEFINIDAS Y EL GENERALIZADO CONOCIMIENTOPOR SUS CARACTERÍSTICAS BIEN DEFINIDAS Y EL GENERALIZADO CONOCIMIENTO

SOBRE SU USO.SOBRE SU USO.SOBRE SU USO.SOBRE SU USO.

A TEMPERATURA AMBIENTE EL FUEL OIL No. 6, ES LLAMADO BUNKER C O ACEITE A TEMPERATURA AMBIENTE EL FUEL OIL No. 6, ES LLAMADO BUNKER C O ACEITE A TEMPERATURA AMBIENTE EL FUEL OIL No. 6, ES LLAMADO BUNKER C O ACEITE A TEMPERATURA AMBIENTE EL FUEL OIL No. 6, ES LLAMADO BUNKER C O ACEITE

RESIDUAL. ES UN SEMIFLUIDO NEGRO Y ESPESO, RESIDUAL. ES UN SEMIFLUIDO NEGRO Y ESPESO, RESIDUAL. ES UN SEMIFLUIDO NEGRO Y ESPESO, RESIDUAL. ES UN SEMIFLUIDO NEGRO Y ESPESO, DEBIDO A DEBIDO A DEBIDO A DEBIDO A QUE SE LEQUE SE LEQUE SE LEQUE SE LE

EXTRAEN LOS COMPONENTES MAS LIVIANOS COMO LA GASOLINA, LA NAFTA, EL EXTRAEN LOS COMPONENTES MAS LIVIANOS COMO LA GASOLINA, LA NAFTA, EL EXTRAEN LOS COMPONENTES MAS LIVIANOS COMO LA GASOLINA, LA NAFTA, EL EXTRAEN LOS COMPONENTES MAS LIVIANOS COMO LA GASOLINA, LA NAFTA, EL

KEROSENE Y ALGUNOS ACEITES DESTILADOS. EL ACEITE ASÍ PROCESADO, ES KEROSENE Y ALGUNOS ACEITES DESTILADOS. EL ACEITE ASÍ PROCESADO, ES KEROSENE Y ALGUNOS ACEITES DESTILADOS. EL ACEITE ASÍ PROCESADO, ES KEROSENE Y ALGUNOS ACEITES DESTILADOS. EL ACEITE ASÍ PROCESADO, ES

LLAMADO "CRUDO REDUCIDO" LLAMADO "CRUDO REDUCIDO" LLAMADO "CRUDO REDUCIDO" LLAMADO "CRUDO REDUCIDO"

Fuel Oil No. 6Fuel Oil No. 6Fuel Oil No. 6Fuel Oil No. 6

Un sistema de combustión debe estar implementado pa ra manejar el rango completo de viscosidad de los aceites, incluy endo el No. 6. Algunos sistemas no tienen esta capacidad, lo cual genera problemascuando se quieren manejar viscosidades altas.

Es ventajosos comprar aceites con viscosidades prec isas como 200, 300o 400 SSU, pues sería una gran ventaja ya que no re queriría ningún ajusteen la planta, sin embargo al no ser esto posible, d ebe implementarse un sistema para su manejo eficiente.

Page 6: Fuel Oil Calderas

CLASIFICACIÓN POR GRADOS DEL ACEITE

GRADO GRAVEDAD API GRAVEDAD ESPECÍFICA 60/60

6

012367891011121314181920

1.0761.0671.0591.0521.0291.0211.0141.0071.0000.9930.0.980.9790.9720.9460.9400.934

Page 7: Fuel Oil Calderas

RELACIÓN GRAVEDAD API - DENSIDAD

Gravedad API = 141.5

Gravedad Específica a 60°F - 131.5

agua= 8.33 lb/gal.

ρagua

=Gr.Esp.sustanciaρ

ρ

sustancia

Page 8: Fuel Oil Calderas

CIRCUITO TÍPICOPARA UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO

COMBUSTIBLELIQUIDO FILTRO

CANASTILLA3/16 “

CIRCUITO DERETORNO

TEMPERATURA130 °F

BOMBADE PIÑÓN

8 - 10 gpm

VAPOR30 PSI

200°F

CALENTADOR ELÉCTRICO 205°F

3/4 “FILTRO DE

CUCHILLAS ENTRELAZADAS

VÁLVULA DE CONTROL DE FLIJO

3/4 “3/8 “

RETORNOMANUAL

3/8 “

PROGRAMADORDE ENCENDIDO

RETORNO AL TANQUE

QUEMADOR

3015

PSIPSI

VAPOR FUEL OIL

(203 – 230)°F

160 °F

COMPRESORDE AIRE

PROGRAMADORDE ENCENDIDO

VAPORSATURADO DE LA CALDERA

1”

1 “

NOTAS: El rango de viscosidad para una buena combustión es de 34-64 Cp correspondiente a un rango de temperatura entre 100 -130 °C.

CALENTADORDE VAPOR

DE TANQUE DE ALMACENAMIENTO

Page 9: Fuel Oil Calderas

Gravedad API, Gravedad Específica

El peso de un líquido en lb/gal, es la densidad del líquido. La relación de densidad de cualquier líquido a la d ensidad del agua, es la llamada gravedad específica del líqu ido o algunos la llaman densidad relativa.

5.13160/60 API Gravedad

141.5

+°=

FEspecíficaGravedad

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

agua= 8.33 lb/gal.ρ

agua=Gr.Esp.

sustanciaρρ

sustancia

Page 10: Fuel Oil Calderas

EJEMPLO TÍPICO DE CÁLCULO DEL PESO DE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Tomemos el caso del FUEL OIL # 6 utilizado para procesos de producción de energía térmica

Gravedad API 15.6°C ES 8.2 °API

SG FUEL OIL # 6 = 141.5

131.5 + API= 141.5

131.5 + 8.2= 1.012884

Gravedad Específica (SG) de la sustancia por definición:

Sg sustancia = ρsustancia ρρρρagua 60/60 = 8.33 lb/galón

ρρρρfuel oil # 6 60/60 = 8.33 lb/galón x 1.012 = 8.429 lb/galón

mbarril = volumen x densidad

mbarril = 42 galones/barril x 8.429 lb/galón = 354.0 lb/barril

mbarril = (354.0 lb/barril)/2.2 lb/kg = 160.9 kg/barril

Mton./barril = ((8.429 lb/galón) x 42 galones/barril (1/2.2 lb/k g)/1000 kg/ton. = 0.1609 ton/barril

Mbarril/ton.l = 1/0.1609 = 6.21barriles/ton.

ρagua 60/60

Page 11: Fuel Oil Calderas

Gravedad, Gravedad Específica:

Es importante porque:

. Los volúmenes de aceite en la industria del petróleo se gestiona a condiciones estandar. El volumen cambia con la temperatura y similarmente ocurre con la medida del flujo de un aceite.

. Es posible determinar la energía liberada por unidad de peso o volumen.

Valores típicos de gravedad específica para aceites crudos pesados está alrededor de 1.076 – 1.00 (API, 0 – 10)

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 12: Fuel Oil Calderas

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

La viscosidad de un aceite es la medida de su resistencia a fluir. En otras palabras, se refiere a la consistencia, “su grosor”. La viscosidad es la mas importante especificación para el manejo y combustión de los aceites pesados.

Viscosidad y Punto de fluidez

IMPORTANTE: Desde el punto de vista de la combustió n, es eficiente conocer la viscosidad de quemado del aceite.

Calentamiento, manejo, bombeo y combustión

<1000 s SSU (1.77 mm) @100ºF y >1000 s. SSF (3.15 m m@ 120ºF

Page 13: Fuel Oil Calderas

La adecuada viscosidad es importante para:

. Facilitar el flujo a través de un circuito de com bustión

. Optmizar el manejo, bombeo y atomización en el pr ocesode la combustión.

Si la viscosidad es demasiado alta, se dificulta la atomización y el bombeo. El rango óptimo de bombeo es de 2,000 a 3,000y el de atomización es (100 - 200) SSU

La fluidez indica el grado de calor que se requerirá para que fluya.

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 14: Fuel Oil Calderas

CURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OILCURVA REOLÓGICA DEL FUEL OIL

TEMPERATURA

VISCOSIDAD

T1(100)

R1

R2 (SSU2, T2)

ZONA PARA BOMBEO OPTIMO

INTERPOLACIÓN

TEMPERATURA DE BOMBEO

(SSU1, T1)

TEMPERATURA DEATOMIZACIÓN

ZONA PARA ATOMIZACIÓNÓPTIMA

ASTM STANDARD VISCOSITY TEMPERATUREASTM CHARTS D 341-33

SSU(SSF)

150

2000

91 12928 59T2 (212)

SSU1(10,000)

SSU2(300)

°C°F

Page 15: Fuel Oil Calderas

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

LAS SALES METÁLICAS SE INCRUSTAN EN DISTINTASÁREAS DE LA CALDERA, DEPENDIENDO DEL PUNTO DE FUSIÓN DE ELLAS

Cenizas y elementos Metálicos

Las cenizas son formadas por compuestosminerales orgánicos presentes en el crudoy que se concentran en los aceites residualesen el proceso de refinación.

Generalmente se incrementan con los asfaltenosluego de la combustión. Los aceites residuales pueden contener hasta 0.1 % w.

Page 16: Fuel Oil Calderas

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

EL CONTROL DE ESTOS ELEMENTOS NOCIVOS PARA LA CALDERA, SE CONTROLA CON LAS LIMPIEZAS O DESHOLLINADOS PERÍODICOS, CUYA FRECUENCIA DEPENDE DEL TIPO DE COMBUSTIBLE UTILIZADO

Cenizas y elementos metálicos

Es importante conocerlas pues,impacta:

. Los ductos de gases calientes: (Ocasiona pérdida de energía(tiro) en la caldera, incremento de temperatura de gases)

. Acción abrasiva sobre los elementos de medición y control

Page 17: Fuel Oil Calderas

SO3 Fe2O3

V2O5

0

10

20

30

DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS EN LOS DUCTOS DE LA CALDERA

% DE ELEMENTOSEN LOS DUCTOS

EXPRESADOS COMO OXIDOS

Na2O

SiO2CaO

NiO

MgO

RADIACIÓNSOBRE

CALENTADORCONVE-CCIÓN

ECONOMIZADOR

CALENTADOR - AIRE

Page 18: Fuel Oil Calderas

LOS SULFUROS SON DE ALTO IMPACTO EN LAS ZONAS RELATIVAMENTE FRÍAS DE LA CALDERA.

LOS SULFUROS SON ALTAMENTE CORROSIVOS DEBIDO A LA FORMACIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO POR LA PRESENCIA DE AGUA

Contenido de sulfuros (Azufre)

Causan corrosión y depósitos sobre las superficies de la caldera. Los aceites residuales pueden contener desde 0.5 a 2.5

% w. Los crudos vienen desde trazas hasta 3.5 % w.

(FUEL OIL = 1.45 % W)

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 19: Fuel Oil Calderas

Contenido de sulfuros (Azufre)

DETERMINACIÓN DEL AZUFRE QUEMADO PARA EL FUEL OIL(lb de SO2/MBtu)

lb de SO2/MBtu = (Azufre * densidad * HHV-1 * 2)/100

= (% S * lb/g * galón/MBtu * 2)/100 = (1.45 *8.212 * 6.6 * 2)/100= 1.57 lb de SO2/MBtu

PUEDE DETERMINARSE EL PUNTO DE ROCÍO EN CADA CALDERA, Y DEPENDE DEL SITIO DE LA INSTALACION DE LA CALDERA.

LA TEMPERATURA DE LA CHIMENEA, DEBE CONTROLARSE POR ENCIMA DE LA TEMPERATURA DE DEW POINT

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 20: Fuel Oil Calderas

Contenido de sulfuros (Azufre)

DETERMINACIÓN DEL AZUFRE POR EL METODO DE LA EPA PA RA EL FUEL OIL (lb de SO 2/MBtu )

LA EPA DETERMINA UN FACTOR DE EMISIÓN EPA:

EPA EMISSION FACTOR RATING FOR FUEL OIL = 157 S

S = % DE AZUFRE EN EL FUEL OIL (lb/1000 galones)

lb de SO2/1000 galones = 157 * % azufre= 157 * 1.45 % = 227.65 lb de SO2/1000 galones

lb de SO 2/MBtu = 227.65 lb de SO2/1000 galones * 6.6 galones/MBtu= 1.5 lb de SO2/MBtu

DURANTE LA COMBUSTIÓN, LOS SULFUROS FORMAN EL DIÓXIDO Y TRIÓXIDO DE AZUFRE. ESTOS GASES SON OXIDADOS POR EL OXÍGENO Y LA HUMEDAD, PARA FORMAR ÁCIDO SULFÚRICO Y SULFUROSO.

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 21: Fuel Oil Calderas

EL COLOR Y SUS CAMBIOS PUEDEN SER IMPORTANTES PARA EL CONTROLDE PRODUCCIÓN DE LA REFINERÍA. ES IMPORTANTE PARA E L CONSUMIDOR, YA QUE POR LO GENERAL, SE RECIBE EL MISMO COLOR E I NESPERADAMENTE CAMBIA SU COLOR EN UN PEDIDO. ESTE PUEDE SER UN DISTINGO A TENER EN CUENTA. LOS COLORES DISTINTIVOS DEL FUEL OIL SON: G RIS OSCURO Y AMBAR OSCURO

Color: Un cambio de color puede ser señal de contaminación o diferente tipo o grado.

El cambio de color puede deberse a: Tipo de proceso de refinación, degradación, mezclas de crudos y contaminación. Combustible ACPM Muestra 1 Muestra 2- Color Limón Ambar oscuro- Gravedad API 37 30- Poder calorífico(Btu/g.) 135,540 139,660

∆ = 4,200 Btu/g.Un mula de 9,000 galones, perdería 37.8 MBtu/mula. Equivale a 37.8 MBtu/Mula/0.135MBtu/g = 280 galones

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 22: Fuel Oil Calderas

PUNTO DE CHISPA/COMBUSTIÓN

PUNTOS DE CHISPA MÍNIMOS RECOMENDADOS :

1. ACEITES CON UN PUNTO DE CHISPA DE 100°F (CC), NO DEBEN PRECALENTARSE. PUNTOS DE CHISPA POR DEBAJO DE 100°F , SON RIESGOSOS SU CALENTAMIENTO.

2. CUALQUIER ACEITE A PRECALENTAR, DEBE HACERSE HAS TA EL PUNTO DE CHISPA. (MÍNIMO 120-150°F). PUNTOS DE CHISPA MENORE S DE 120°F, CAERÍAN EN EL RANGO DE LO RIEGOSO .

EL PUNTO DE CHISPA O FLASH POINT DE UN COMBUSTIBLE, ES LA TEMPERATURA A LA CUAL HACE IGNICIÓN POR UNA FUENTE DE ENERGÍA EXTERNA, SIN MANTENERSE LA COMBUSTIÓN.

LÍQUIDO

VAPOR

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 23: Fuel Oil Calderas

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Agua y Sedimento (BS & W)

Tienden a causar ensuciamiento en el sistema de manejo. Se incorporan durante el manejo y transporte. Deben mantenerse lo mas bajo posible, aunque no deben excederse del rango (0.2-2.0)%

Se requiere FILTRACIÓN si sobrepasa.

Impacta:

. Los instrumentos de medición y las bombas de manejo se afectan así como los sistema de combustión.

Page 24: Fuel Oil Calderas

Una de las mayores fuentes de falla de los aceites es el sedimento de fondo de los mismos.

Esto genera:

Bloqueo de la operación y combustión, combustión pulsante, chispas e intermitencias de la llama, ret roceso de llama, bloqueo y taponamientos de la boquilla del q uemador y las pantallas de tubos, perdidas de calor y erosi ón de las partes internas del quemador.

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Page 25: Fuel Oil Calderas

Existe el carbón fijado y el libre. El fijado es el compuesto químico en el aceite. El libre es el precipitado en el proce so por presión y temperatura.

Residuos de Carbón

Medida de la cantidad de depósitos sólidos formados cuando los aceites crudos son calentados y evaporados.(pirólisis).

Las pruebas de residuos de carbón proporcionan una indicación de la formación de carbón en la operaciónreal. Se mide como carbón Conradson (ASTM D524 - 88)o Ramsbotton. (ASTM D 189).% w. Los crudos están entre trazas y >20

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

Impacto:Los catalizadores y otros elementos presentes en los procesos se contaminan con el carbón.

Page 26: Fuel Oil Calderas

La potencia de un combustible se denomina poder cal orífico. La densidad del combustible es función inversa de su p oder energético. su potencia se da en unidades térmicas o calorías, entre otras.

PODER CALORÍFICO

El cliente compra sustancialmente potencia caloríca. El fuel oil es uno de los combustibles procesados mas potentes que consume la industria. Posee aproximadamente 153,000 Btu/galón. El combustible posee dos nominaciones denominadas calor alto y calor bajo. Se denominan también respectivamente como bruto o gross y neto.

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADESDE LOS ACEITES PESADOS

ALTO: SE LLEVAN LOS GASES Y EL VAPOR DE AGUA A COND ICIÓN LIQUIDABAJO: SE MANTIENE LOS GASES Y EL VAPOR DE AGUA COMO GASES

Page 27: Fuel Oil Calderas

� CÓMO DEBE OPERAR UN ADITIVO EN EL COMBUSTIBLE?

Page 28: Fuel Oil Calderas

LOS TIPOS DE PROCESOS DE REFINACIÓN Y LAS MEZCLAS DE CRUDOS, CAMBIAN LA COMPOSICION FÍSICA Y QUÍMICA DEL ACEITE RESIDUAL.

ESTOS CAMBIOS PRODUCEN UN COMBUSTIBLE SUJETO A LA INESTABILIDAD.

NO HAY PREGUNTAS HOY EN DIA QUE NO TENGAN QUE VER C ON LOS ACEITES PESADOS COMO LOS GRADOS # 5 Y 6, RESPECTO A LA PRODUCCIÓN Y MANEJO DE LOS LODOS.

Debido a la forma poco eficiente del manejo del combustible líquido, del tipo de composición y de la precisión del equipo de combustión, es necesario hacer un tratamiento para ”ajuste” con el fin de controlar estas restricciones.

TRATAMIENTO DEL COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Si otros productos derivados de los hidrocarburos tienen aditivos y tratamientos,PORQUÉ NO EL FUEL OIL/CRUDO COMBUSTIBLE ?

Page 29: Fuel Oil Calderas

UNA EFICIENTE OPERACIÓN DEENERGIA NECESITA UNA COMBUSTIÓN ÓPTIMA.

ESTO REQUIERE DE UNCOMBUSTIBLE LIMPIO ASI COMO SU SISTEMA DE MANEJO.

JUSTIFICACIÓN

ESTE ÓPTIMO NO SE ALCANZA LIMPIANDO EL TANQUE CUANDO LA FORMACIÓN DE LODOS HA OBSTRUIDO LA PARTE BAJA DEL MISMO. LA ADICIÓN CONSTANTE DE UN MATERIAL PREVIENE Y RETARDA LA FORMACIÓN DE LODOS, DISPERSE SÓLIDOS Y ELIMINA EL AGUA.

Page 30: Fuel Oil Calderas

ENEMIGOS DE LA BUENA OPERACIÓN DEL COMBUSTIBLE LÍQUIDO

• AGUA (ACARREOS, PROCESO, VENTEOS Y CALENTADORES)

• PARTÍCULAS SÓLIDOS(COMPUESTOS QUÍMICOS)

� HUMEDAD

� CALOR

� OXIDACIÓN

LODOS

SOLVENTES

PEQUEÑAS DÓSIS, NO DISUELVEN

NO DISUELVEN LOS LODOS

NO MEJORA LA COMBUSTIÓN

Page 31: Fuel Oil Calderas

TANQUE

NO TRATADO TRATADO

POR QUÉ TRATAR EL FUEL OIL ?

• ESTRATIFICACIÓN• LODOS• AGUA

• FLUJO DE SUMINISTRO NO UNIFORME• LIMPIEZA MANUAL• REDUCIDA CAPACIDAD DEL TANQUE• PÉRDIDA DE CONTENIDO DE BTU• CORROSIÓN

Page 32: Fuel Oil Calderas

TRATAMIENTO QUÍMICO DE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO

DEBE PRODUCIR:

� ESTABILIZACIÓN DEL COMBUSTIBLE.(Mínimos Lodos)

� DISPERSIÓN DE SÓLIDOS EN PEQUEÑAS PARTÍCULAS QUE PASAN A TRAVÉS DEL SISTEMA.

� EL LODO COMBUSTIBLE QUEMA SI VA ADECUADAMENTE PARTICULADO.

� EMULSIFICA Y DISPERSA AGUA HACIENDO COMBUSTIÓN SIN CHISPORROTEO.

CLAVE

CANTIDADES GRANDESDE AGENTES ACTIVOS

SUPERFICIALES

PRINCIPIOS ACTIVOS DEFINIDOS Y ESPECIFICOS

�DISPERSAN LODOS

�EMULSIFICAN LODOS

Page 33: Fuel Oil Calderas

EMULSIFICACIÓN DEL AGUA Y EL ACEITE

EMULSIFICAR AGUA ACEITE

ROMPER LAS TENSIONES

SUPERFICIALES DE AMBOS:

AGUA Y ACEITE

DIMINUTASGOTAS DE AGUA

AGENTES ACTIVOSSURFACTANTES

ADECUAN LA TENSIÓN SUPERFICIAL PARA

MEJORAR LA ATOMIZACIÓN

GLÓBULOSDE ACEITE

EFICIENTE COMBUSTIÓN

Page 34: Fuel Oil Calderas

QUÉ SON LOS LODOS (SLUDGES) ?

• AGUA (MANHOLES, VENTEOS, ACARREOS Y PROCESO ). Siempre es encontrada en el fondo del tanque o estratificada a diferentes niveles en las capas de aceite del tanque.

• PARTÍCULAS DE COMPUESTOS QUÍMICOS SÓLIDOS (Procesos modernos de cracking producen fuel oil sujeto a formación de lodos).

FUEL OIL

Cuando las partículas de lodos se forman, por las razones anteriores, lo hacen en tan pequeñas cantidades, que si se mantuvieran así, muy pocas fallas ocurrirían, desafortunadamente, estos lodos incrementan en tamaño por adherencia de unos con otros, llegando a bloquear las líneas, filtros, bombas y las boquillas de los quemadores.

VenteoManhole

ManholeLas mezclas de crudos o de otros fuel oil en el tan que, propician la formación de lodos. También por reacciones debidas a la humedad, al calor y a la oxidación.

Page 35: Fuel Oil Calderas

POR QUÉ UN TRATAMIENTO QUÍMICO ?

LOS LODOS DE LOS COMBUSTIBLES NO TRATADOS GENERAN:

• REDUCCIÓN DE FLUJO DE COMBUSTIBLE• FRECUENTES LIMPIEZAS• ALTOS COSTOS DE MANTENIMIENTO• ALTAS PRESIONES DE BOMBEO DEL COMBUSTIBLE• INCREMENTO DE DESGASTE DE LOS EQUIPOS DE BOMBEO, FILTROS, ETC• FRECUENTES REEMPLAZOS • PÉRDIDA DE CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO

MUCHOS TRATAMIENTOS QUE HOY DIA VENDE EL MERCADO, SON BÁSICAMENTE SOLVENTES, QUE NO FUNCIONAN EFICIENTE-MENTE, DEBIDO A QUE ES DIFÍCIL DISOLVER LOS LODOS D E LOSCOMBUSTIBLES NO TRATADOS; UNA VEZ SE HAN FORMADO, S EREQUERIRÁN EXCESIVAS CANTIDADES DE SOLVENTES.

Page 36: Fuel Oil Calderas

UN TRATAMIENTO A BASE DE SOLVENTES NO ES PRÁCTICO PORQUE:

• LAS PEQUEÑAS CANTIDADES DE SOLVENTE DEL TRATAMIENTO UTILIZADO NO PUEDEN DISOLVER TODOS LOS LODOS.

• NO TODOS LOS SOLVENTES TIENEN LA HABILIDAD PARA DISOLVER LODOS.

• UN TRATAMIENTO COMPLETO DEBERÍA MEJORAR LA ATOMIZACION Y LACOMBUSTION.

•ESTO NO PUEDE HACERSE CON PEQUEÑAS DOSIS DE TRATAMIENTO TIPO SOLVENTE.

Page 37: Fuel Oil Calderas

COMO UN SOLVENTE NO PUEDE DISOLVER FACIL Y ECONÓMIC AMENTE LOS LODOS DEL COMBUSTIBLE NO TRATADO, UN VERDADERO TRATAMIENTO DEBERÁ PRODUCIR LAS SIGUIENTES REACCION ES:

• ESTABILIZAR EL COMBUSTIBLE, PARA MINIMIZAR LA FORMA CIÓN DE LODOS.

• DISPERSAR LOS LODOS YA PRESENTES O FORMADOS EN MINU SCULAS PARTÍCULAS. ESTO PERMITIRÁ QUE PASEN A TRAVÉS DEL S ISTEMA Y LLEGAR AL QUEMADOR PARA LA COMBUSTIÓN. LOS LODOS SO N RELATIVAMENTE SENCILLOS DE QUEMAR, SI EL TAMAÑO DE LA PARTÍCULA SE MANTIENE PEQUEÑA.

• EMULSIFICAR Y DISPERSAR EL AGUA, TAL QUE ÉSTA TAMBI ÉN PASE A TRAVÉS DEL SISTEMA, SIN INTERMITENCIAS Y “CHISPORRO TEOS” CAUSADOS POR LOS BLOQUES Y TAPONES DE AGUA.

Page 38: Fuel Oil Calderas

DESEMPEÑO DE UN ADITIVO EN LA ZONA DE COMBUSTIÓN

Page 39: Fuel Oil Calderas

DESEMPEÑO ZONA DE COMBUSTIÓN

LA COMBUSTIÓN ES UN PROCESO DE SUMA IMPORTANCIA PARA EL CONTROL DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN. ES AQUÍ DONDE EL OPERADOR DEBE HACER ESPECIAL ÉNFASISPARA LOGRAR LOS BENEFICIOS DE LA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LOS ADITIVOS

LA ADECUADA COMBUSTIÓN PROPICIA UN FACTOR MUY IMPORTANTE COMO ES LA CONFIABILIDAD DEL EQUIPOTÉRMICO Y LA SEGURIDAD DE LA OPERACIÓN

GENERALIDADES

Page 40: Fuel Oil Calderas

EL PRIMER PROBLEMA QUE PRESENTA LA COMBUSTIÓN ES LA QUEMA DE LOS COMPONENTES PESADOS (ASFALTENOS) DEL ACEITE, LO QUE AFECTA LA EFICIENCI ADEL PROCESO .

EL SEGUNDO PROBLEMA ES LA CORROSIÓN QUE SE GENERA POR LA PRESENCIA EN EL COMBUSTIBLE DEAZUFRE, VANADIO Y SODIO PRINCIPALMENTE.

AMBOS PROBLEMAS MENCIONADOS SON IMPACTADOSDIRECTAMENTE POR EL ALTO EXCESO DE AIRE EN LA OPERACIÓN.

DESEMPEÑO ZONA DE COMBUSTIÓN

Page 41: Fuel Oil Calderas

EL ADITIVO CONTIENE CATALIZADORES QUE FACILITAN LA QUEMA DE LOS ELEMENTOS MASPESADOS EN LOS COMBUSTIBLES. TAMBIÉN POSIBILITAREDUCIR SUSTANCIALMENTE, EL EXCESO DE AIRE.

EL ADITIVO, EVITA LA FORMACIÓN DE TODOS LOS COMPUESTOS CORROSIVOS QUE SE FORMAN EN ESTA ETAPA, TALES COMO ÁCIDO SULFÚRICO, ANHIDRIDO SULFÚROSO, Y SALES DE VANADIO DE BAJOPUNTO DE FUSIÓN.

GENERALIDADES

DESEMPEÑO DE UN ADITIVO

DESEMPEÑO ZONA DE COMBUSTIÓN

EL ADITIVO, PREVIENE LAS INCRUSTACIONES EN LA ZONA DE FUEGO.

Page 42: Fuel Oil Calderas

DESEMPEÑO POSTCOMBUSTIÓN

LA EMISIÓN DE GASES DE COMBUSTIÓN A LA ATMÓSFERA,ES HOY UNA GRAN PRECUPACIÓN PARA EL USUARIO INDUST RIAL

LA PROTECCIÓN INTEGRAL DEL MEDIO AMBIENTE Y DEL EQU IPO ,SON PRIORIDADES QUE NO SE PUEDEN SOSLAYAR DENTRO DE L MUNDO ACTUAL

EMISIONES LIMPIAS Y DENTRO DE NORMAS BENEFICIAN NO SOLO A LA COMUNIDAD, SINO MUY DIRECTAMENTE A LOS OPERADO RESDE PLANTA.

GENERALIDADES

Page 43: Fuel Oil Calderas

DESEMPEÑO POSTCOMBUSTIÓN

EL ADITIVO PERMITE EMISIONES DE GASES A LA ATMÓSFERA CON BAJO CONTENIDO DE CONTAMINANTES,BAJO PARTICULADO Y MUY BAJO CONTENIDO DE ÁCIDOSULFÚRICO Y ÓXIDOS DE AZUFRE, QUE CUMPLEN CON LAS REGLAMENTACIONES AMBIENTALES

EL MANEJO DE LAS CENIZAS ES ÓPTIMO DEBIDO AL EFECTONEUTRALIZANTE LO QUE DETERMINA UN ÓPTIMO CONTROL DE LA CORROSIÓN EL LAS ZONAS FRÍAS DEL SISTEMA .

ACTUACIÓN DE UN ADITIVO

Page 44: Fuel Oil Calderas

COMPARACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES

1. ALMACENAMIENTO 2. SECADO3. MOLIDO4. TRANSPORTE POR BANDA TRANSPORTADORA

LOS NUMERALES 2 Y 3 PUEDEN ESTAR EN ALGUNOS CASOSFUERA DE LAS INSTALACIONES DE CONSUMO.

5. SE REQUIERE DISPOSITIVOS DE TIRO INDUCIDO.6. SE REQUIERE UN ESTRICTOCONTROL DE CONTAMINACIÓN

POR POLVOS FINOS EN LAS AGUAS DRENADAS 7. DEBE MANTENERSE UN MANTENIMIENTO ADECUADO EN LOS

PATIOS DE ALMACENAMIENTO PARA EVITAR LA IGNICIÓNESPONTÁNEA.

COMBUSTIBLES SÓLIDOS (CARBÓN, ASERRÍN )

Page 45: Fuel Oil Calderas

COMPARACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES

ADEMÁS PODRÍA:

1. ADICIONAR AZUFRE Y / O CENIZAS AL PROCESO

2. INCREMENTO DE LA EFICIENCIA DE LA COMBUSTIÓN POR OCURRIR LA COMBUSTIÓN CERCANA A LOS PRODUCTOS (HORNOS).

3. TIENE ALGÚN GRADO DE DIFICULTAD EL CONTROL DE LA COMBUSTIÓN .

COMBUSTIBLES SÓLIDOS (CARBÓN, ASERRÍN).REQUIERE DE UN SITIO PARA SU MANEJO

TIENEN:

1. MENORES DIFERENCIAS ENTRE LOS PODERES CALORÍFICOS NETO Y BRUTO, QUE OTROS COMBUSTIBLES

Page 46: Fuel Oil Calderas

COMPARACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES

1. ALMACENAMIENTO 2. BOMBEO3. CALENTAMIENTO (PARA FLUIDOS PESADOS)4. ATOMIZACIÓN5. CONTROL DE CONTAMINACIÓN (DEPENDIENDO DE LAS IMPU REZAS)

COMBUSTIBLES LÍQUIDOS (RESIDUALES Y CRUDOS)REQUIEREN UN SITIO PARA SU OPERACIÓN

PODRÍA:

1. ADICIONAR AZUFRE Y/O CENIZAS AL PROCESO

2. ACORTAR LA VIDA DE LOS REFRACTARIOS A CAUSA DE TRAZAS DE ELEMENTOS NOCIVOS

3. INCREMENTO DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR DE LA LLA MA

4. PUEDE HABER DIFICULTADES PARA EL CONTROL DE LA CO MBUSTIÓN

TIENEN:

• DIFERENCIAS INTERMEDIAS ENTRE LOS VALORES NETOS Y B RUTOS DEL PODER CALORÍFICO.

Page 47: Fuel Oil Calderas

COMPARACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES

1. ALMACENAMIENTO, EXCEPTO EL GAS NATURAL 2. BOMBEO, EXCEPTO EL GAS NATURAL 3. VAPORIZACIÓN, EXCEPTO EL GAS NATURAL 4. MEZCLADO (PROPANO EN RESERVA)

COMBUSTIBLES GASEOSOS (GAS NATURAL, PROPANO, BUTANO )REQUIEREN UN SITIO PARA SU OPERACIÓN

SON GENERALMENTE:

1. LIMPIOS

2. FÁCILES DE CONTROLAR EN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN

TIENEN:

• GRANDES DIFERENCIAS ENTRE LOS VALORES NETOS Y BRUTO S DEL PODER CALORÍFICO.

Page 48: Fuel Oil Calderas

OTROS TEMAS DE INTERÉS PARA EL MANEJO DEL FUEL OIL

1. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO2. MÉTODOS DE CARGUE DEL FUEL OIL 3. MÉTODOS DE CORRECCIÓN

• CORRECCIÓN DE VOLUMEN VERSUS TEMPERATURA• CORRECCIÓN DE VOLUMEN A GALONES NETOS• CAMBIO EN VOLUMEN BRUTO• CONVERSIÓN DE PESO A GALONES NETOS.

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO

CONSERVACIÓN Y RESERVA DEL FUEL OIL

4. FUEL OIL EN RESERVA5. ESTABILIDAD DEL FUEL OIL6. FACTORES QUE CONTRIBUYEN A UN CONTROLAR LAS PÉRDIDAS DEL

FUEL OIL.

Page 49: Fuel Oil Calderas

MÉTODOS DE CARGA DEL FUEL OIL

2. EL ACEITE ES MEDIDO MIENTRAS SE CARGA, PEROLA CANTIDAD MEDIDA ES AUTOMÁTICAMENTECORREGIDA @ 60ºF.

3. ALGUNOS CARROS TANQUES SON LLENADOS POR UNA MARCA INTERNA DENTRO DEL TANQUE. ESTACALIBRACIÓN HA SIDO PREVIAMENTE HECHA PORUNA ENTIDAD SERIA O INSPECTORES DE EQUIPOSCERTIFICADOS. LA TEMPERATURA PROMEDIO SE REGISTRA

1. EL ACEITE ES MEDIDO MIENTRAS SE CARGA. DURANTE ESTO SE TOMA LA TEMPERATURAPARA OBTENER EL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN.

Page 50: Fuel Oil Calderas

MÉTODOS DE CARGA DEL FUEL OIL

4. PARA LOS GRANDES BARCOS, LAS CANTIDADES SE DETERMINAN POR DIFERENCIA DE VOLUMENES ANTES Y DESPUÉS DEL CARGUE. LA TEMPERATURASE TOMA AL MOMENTO DE LAS MEDICIONES DE ALTURA.

5. LLENADO TOTAL (TOPE) DEL CARROTANQUE CUYACAPACIDAD HA SIDO DETERMINADA CON PRECISIÓN. IGUALMENTE SE REGISTRA LA TEMPERATURA DE LLENADO.

6. LA CANTIDAD CARGADA ES PESADA DURANTE EL CARGUE. EN ESTE CASO NO SE REQUIERE LA DETERMINACIÓN DE LA TEMPERARATURA.

Page 51: Fuel Oil Calderas

LOS ACEITES SUFREN EXPANSIÓN Y CONTRACCIÓN TÉRMICA POR ELLO UNIVERSALMENTE SON VENDIDOS A UNA TEMPERATURA ESTÁNDAR DE 60° F

CORRECCIÓN DE VOLUMEN

VSTEMPERATURA

COEFICIENTE DE FACTOR DE EXPANSIÓN: CORRIGE EL VOLUMEN A LA TEMPERATURAESTANDARIZADA DE 60ºF, DESDE UNA TEMPERATURA DADA.

Page 52: Fuel Oil Calderas

METODOS DE CORRECCIÓN

• ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS• API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)• IP (INSTITUTE OF PETROLEUM)

MANUAL OF PETROLEUM MEASUREMENT STANDARDS

5B - Corrección de la gravedad API observada contra la gravedad API @ 60ºF6B- Corrección de volumen @ 60ºF contra la gravedad API @ 60ºF

Para convertir

Peso Netoa

Galones Netos

f (Gravedad API) (peso/galón @ 60ºF (Tablas)

Page 53: Fuel Oil Calderas

Es necesario obtener de una muestra representativa del aceite, la gravedad.

Precisión de la medida = f (ºAPI, TEMPERATURA)

CORRECCIÓN POR VOLUMEN A GALONES NETOS

60º F

GALONAJE NETO SERÁ MENOR QUE EL GALONAJE

BRUTO

GALONAJE NETO SERÁ MAYOR QUE EL GALONAJE

BRUTO

Page 54: Fuel Oil Calderas

5B - Corrección de la gravedad API observada contra la gravedad API @ 60ºF

6B- Corrección de volumen @ 60ºF contra la gravedadAPI @ 60ºF

LA TABLA 5B,SE USA PARA CORREGIR LA GRAVEDAD OBSERVADA Y LA TEMPERATURA CORRESPONDIENTE @ 60ºF.

LA TABLA 6B, SE USA PARA OBTENER EL COEFICIENTEDE FACTOR DE EXPANSIÓN CON LA GRAVEDAD Y LATEMPERATURA, PARA CONVERTIR GALONES BRUTOSA NETOS.

CORRECCIÓN POR VOLUMEN A GALONES NETOS

Page 55: Fuel Oil Calderas

EJEMPLO:

SE TIENEN 8,000 GALONES DE FUEL OIL @ 150ºF Y API DE 12º OBTENGA EL VOLUMEN NETO ESTANDAR ?

TABLA 6B FACTOR DE CORRECCIÓN POR VOLUMEN PARA 150 ºF Y 12º API = 0.9654

GALONAJE NETO @ 60ºF 8,000 galones x 0.9654 = 7,723 galones

Si la temperatura del fuel oil está @ 40ºF.

De tabla 6B (40ºF, 12º API) = 1.0076

Galones netos 60ºF 8,000 x 1.0076 = 8,061 galones

Page 56: Fuel Oil Calderas

CAMBIO EN VOLUMEN BRUTO CON TEMPERATURA

Frecuentemente es deseable conocer el volumen bruto en un tanque a otra temperatura para determinar si hay espacio para expansión del aceite. El aceite está en el tanque a 125°F y su gr avedad API es 12°

Por ejemplo:

1. Galones brutos a lecturaobservada en el tanque

2. Factor de corrección por volumen para temperatura observada de 125ºF, 12 º API

3. Factor de corrección por volumenpara temperatura de calentamiento de 150ºF y 12 API

4. Galones brutos a temperatura de calentamiento deseada

12,000 x 0.9750 ÷ 0.9654 = 12,119 galones

Page 57: Fuel Oil Calderas

Conversión de Peso a Volumen Neto

Para corregir pesoa volumenneto Se requiere el peso exacto por galón @ 60ºF

El peso por galón se obtiene Por la gravedad y correlacionando encontramoslibras por galón@ 60ºF. (TABLAS)

GRADOS API GRAVEDAD ESPECÍFICA LIBRAS POR GALON @ 60ºF @ 60ºF @ 60ºF

COMPARACIÓN DE GRADOS API, GRAVEDAD ESPECÍFICA Y DE NSIDAD

4.0 1.0443 8.6986.0 1.0291 8.5718.0 1.0143 8.448

10.0 1.0000 8.32812.0 0.9861 8.21214.0 0.9725 8.09916.0 0.9593 7.98920.0 0.9340 7.77825.0 0.9042 7.529

Page 58: Fuel Oil Calderas

SI NO HAY TABLA: Con la gravedad de 12ºAPI = 0.9861 @ 60ºF y con la densidad del agua de 8.328 lb/galón, se tiene:

0.9861 x 8.328 lb/galón (agua) = 8.212 lb/galón

Ejemplo de conversión de peso a galones netos:

1. Libras netas de aceite recibido

2. Libras por galón @ 60ºF para API 12º

3. Galones netos @ 60ºF

54,000 lb ÷ 8.212 lb/gl. = 6,576 galones

Page 59: Fuel Oil Calderas

CONSERVACION Y RESERVA DEL FUEL OIL

ALTERNATIVAS DE COMBUSTIBLE:

Objetivo: Listo para ignición inmediata.

• El grado y • La estabilidad del aceite

Factores claves para mantener reserva:

El bajo costo, sin lugar a dudas, puede ser unade las principales causas de los problemas de los aceites en reserva.

Disponibilidad de combustibles,

(Grados diferentes de fuel oil)

FUEL OIL EN RESERVA

Page 60: Fuel Oil Calderas

ESTABILIDAD DEL FUEL OIL EN RESERVA

• POBRE PROCESO DE MEZCLA

• INCOMPLETA MISCIBILIDAD DE LOSACEITES EN LA MEZCLA

• GRAVEDAD ESPECÍFICA DE RANGO AMPLIO ENTRE LOS ACEITES

MUCHOS DE LOS ACEITES COMBUSTIBLES SON MEZCLADOS Y POSTERIORMENTE PUEDEN QUEDAR EN REPOSO, LO QUE PUEDE PROPICIAR LA SEPARACIÓN DESUS COMPONENTES.

ESTO PUEDE SER DEBIDO A:

Page 61: Fuel Oil Calderas

SIN EMBARGO POR PERIODOS LARGOS:

ESTRATIFICACIÓN

OCURRE SEPARACIÓN Y SEDIMENTACIÓN EN LA PARTE BAJA DEL TANQUE

ESTABILIDAD DEL FUEL OIL EN RESERVA

Page 62: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

FACTORES QUE CONTRIBUYEN A UN EFICIENTE MANEJO DEL FUEL OIL Y A PÉRDIDAS. ESTÉ ALERTA EN:

1. REVISE LAS FACTURAS DE ENTREGA DEL FUEL OILPARA CALIDAD DEL MISMO Y VERIFIQUE QUE SE HA DESOCUPADO TOTALMENTE EL MEDIO DE TRANSPORTE. OBSERVE FUGAS O ESCAPES EN EL CARROTANQUE.

2. MANTENGA REGISTROS PRECISOS DEL ACEITE RECIBIDO

Page 63: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

3. MANTENGA ADECUADAS RUTINAS DE MANTENIMIENTO DE LOS MEDIDORES DE COMBUSTIBLES, CONSUMOS DE VAPORY AGUA.

4. DISEÑE LAS FACILIDADES DE MANEJO DELACEITE PARA DIFERENTES GRADOS DEL ACEITE. CONSIDERE EL CLIMA. INSTALACIONES MAL IMPLEMENTADAS REQUERIRAN ACEITES COSTOSOS, DE BAJA VISCOSIDAD

• BAJA VISCOSIDAD IMPLICA MAYOR COSTO

• ALTA VISCOSIDAD MENOR COSTO

Page 64: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

5. UTILICE EL CALOR YA SEA DE LA RECIRCULACIÓN O DE LA DESCARGA DEL CARROTANQUE HACIA ELALMACENAMIENTO, PARA MEJORAR LA TEMPERATURADE BOMBEO.

6. UTILICE CALENTADORES DE SUCCIÓN QUE REDUCE LA NECESIDAD DE CALENTAR TODO EL ACEITE DEL

TANQUE A LA TEMPERATURA DE BOMBEO

7. UTILICE CALENTAMIENTO EN LAS LÍNEAS DE TRANSFERENCIA. ESTAS DEBEN SER AISLADAS.

8. ENVUELVA LÍNEAS CALIENTES CON FRIAS, PARAGANAR CALOR. LÍNEAS PARALELAS DE ACEITE FRIO Y LÍNEAS CALIENTES DE VAPOR.

9. REALICE AISLAMIENTO DE LOS TANQUES PARAREDUCIR PÉRDIDAS.

Page 65: Fuel Oil Calderas

10. SI SE USA CALENTADOR DE SUCCIÓN PARA EL BOMBEO ADECUADO, LA TEMPERATURA DELTANQUE DEBE ESTAR UN POCO MAS BAJA PARA OPTIMIZAR COSTOS.

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

FUEL OIL(85 - 110)ºF(29 - 43) ºC

(115 - 125)ºF(46 - 52)ºC

REDUCIR PÉRDIDAS POR AISLAMIENTO

(1)

CALENTADOR

Page 66: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

(1) PARA DETERMINAR LA NECESIDAD DE AISLAMIENTO DEL TANQUE:

• TEMPERATURA DEL ACEITE ENTRANDO

• RATA DE RECIBOS

• RATA Y VOLUMEN DE ACEITE CALIENTE EN RETORNO

• TAMAÑO DEL TANQUE

• CONDICIONES AMBIENTALES DE TEMPERATURA

• CARACTERÍSTICAS DEL ACEITE

• INVENTARIOS

Page 67: Fuel Oil Calderas

11. PROGRAME LA OPERACIÓN DE LAS CALDERAS

• CONTÍNUA VERSUS INTERMITENTE• SOBRECALENTAMIENTO DEL ACEITE• OPERE A CARGA NOMINAL• NO TENGA DISPONIBLES

12. REEMPLACE AIRE POR VAPOR

13. CONSIDERE EL TAMAÑO DE LAS LÍNEAS DE CONDUCCIÓN. LÍNEAS DE MAYOR TAMAÑOREDUCEN LA CAPACIDAD DE BOMBEO Y SUPOTENCIA.

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

Page 68: Fuel Oil Calderas

14. MANTENGA LOS FILTROS LIMPIOS PARA REDUCIRCONSUMO DE POTENCIA. UTILICE FILTROS DUPLEX.

15. UN INDICADOR DE PRESIÓN Y DE TEMPERATURA REVELA INFORMACIÓN.

19. MANTENGA TEMPERATURA DEL TANQUE A UN MÍNIMO. LIMPIE EL QUEMADOR.

INSTALE TRAMPAS DE VAPOR

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

Page 69: Fuel Oil Calderas

CARACTERÍSTICAS DEL FUEL OIL # 5 Y 6

Flash Agua & Cenizas SSU SSF Cs Cs Point Sedimento % W. 100ºF 100ºF 100ºF 122ºF

# ºF (ºC) % Vol. Max.Mínimo Máximo Min. Max. Min. Max. Min. Max. Min. Max.

130 1.0 0.10 350 750 23 40 75 162 42 81 (55)5

6 150 2.0 - 900 9,000 45 300 198 1,980 92 638 (65)

Btu/galón (32 ºF) =

- BOMBEO 371

- ATOMIZACIÓN996

BOMBEO ATOMIZACIÓNSSU SSU

FUEL OIL # 6 2,000 (449 Cs) 100 (20.7 Cs)

Page 70: Fuel Oil Calderas

VISCOSIDADSSU @ 100º F

MÁXIMO MÍNIMOFUEL OIL # 6

CARACTERÍSTICAS DEL FUEL OIL

10,000 1,000 138ºF(59ºC) 265ºF(129ºC)(2,200 Cs) (220 Cs) 82ºF(28ºC) 195ºF(91ºC)

VISCOSIDAD CINEMÁTICASSU

BOMBEO COMBUSTIÓN2,000 100

(440 Cs) (20.7 Cs)

210-240ºF(99-115ºC)

API Sp. Gr. lb./galón Btu/galón12 0,986 8.219 152,681

# 6 14 0.973 8.106 151,51516 0.959 7.990 150,38018 0.946 7.889 149,275

# 5 20 0.934 7.785 148,20022 0.932 7.683 147,153

Sp. Gr. (FUEL OIL # 6 60/60ºF 0.965)

Page 71: Fuel Oil Calderas

• MUY CALIENTE (MUY FLUIDO) PASATAN RÁPIDAMENTE A TRAVÉS DEL QUEMADOR, QUE NO QUEMA EFICIENTEMENTE PRODUCIÉNDO CARBÓN EN LAS PAREDES DEL HORNO Y ADEMÁS, ADELANTE ENLA RECIRCULACIÓN, LA BOMBA PODRÍA FALLAR POR PULSACIÓNY CAVITACIÓN.

EFECTOS DE EXCESIVO PRECALENTAMIENTO

Page 72: Fuel Oil Calderas

PÉRDIDA APARENTE DE CALOR POR ALTO PRECALENTAMIENTO

USUARIO LE INTERESA :

• MEDIR LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE

• COSTEAR SU CONSUMO

EL PODER CALORIFICO VARIA CON LA TEMPERATURA, SI EL ACEITE ES ALTAMENTE CALENTADO, EL GALÓN DE ACEITE SE EXPANDE Y UN GALÓN A ESA TEMPERATURA, TENDRÁ MENOS PODER CALÓRICO, PUES NO HAY CORRECCIÓN POR TEMPERATURA.ESTO ES UNA CONDICIÓN APARENTE.

LIQUIDANDO POR PESO, LA SITUACION NO PRESENTARÍA ES TAS DIFICULTADES.

Page 73: Fuel Oil Calderas

PAUTAS PARA EVALUAR LA COMBUSTIÓN

• Adecuados Niveles de Aire Óptima Eficiencia conControl de Oxígeno

• Altos Niveles de Aire Sube Temperatura de chimenea y baja eficiencia

• Bajos Niveles de Aire Combustible GastadoEnsuciamiento y Hollín

• Pobre Combustión Inseguridad y Altos Costos

• El Desempeño del Quemador f (Tº Aire de Combustión, presión Barométrica)

Page 74: Fuel Oil Calderas

PROBLEMAS, CAUSAS YSOLUCIONES

EN LA UTILIZACIÓN DEL FUEL OIL

Page 75: Fuel Oil Calderas

Los destilados o fuel oil´s livianos, requieren para su manipuleo y bombeo, mínimo tratamiento en su equipode combustión para su eficaz combustión, ya que sonfácilmente combustibles en su estado normal.

Algunos problemas de mala combustión del fuel oilson función directa de la calidad del aceite, sin embargo, otros se deben a:

• Deficiente operación mecánica de los quemadores, • Incorrectos e ineficientes procedimientos operacion ales• Inapropiados planes de almacenamiento y manejo del aceite.

GENERALIDAD SOBRE EL MANEJO DE PROBLEMAS CON EL FUEL OIL

Page 76: Fuel Oil Calderas

PROBLEMA: INSUFICIENTE ATOMIZACIÓN DEL FUEL OIL

LOS CUATRO FUNDAMENTOS PARA UNA EFICIENTE

COMBUSTIÓN SON:

LA TEMPERATURA DEL COMBUSTIBLE, EL TIEMPO DE

RESIDENCIA DEL COMBUSTIBLE DENTRO DE LA

CÁMARA DE COMBUSTIÓN, LA EFICIENTE MEZCLA

DE AIRE/COMBUSTIBLE Y LA ATOMIZACIÓN DEL

COMBUSTIBLE.

Page 77: Fuel Oil Calderas

PROBLEMA: CARBONIZACIÓN DE LA BOQUILLA DEL QUEMADOR

EN GENERAL, LA FORMACIÓN DE CARBÓN DESPUÉS DE

LA COMBUSTIÓN, ES SEÑAL DE DEFICIT DE AIRE PRIMARIO ,

COMO UNO DE LOS FACTORES MAS DETERMINANTES .

SIN EMBARGO, TAMBIÉN PUEDE PRESENTARSE POR

DESAJUSTE DEL PUNTO DE VISCOSIDAD ADECUADO PARA

LA TEMPERATURA DE LA COMBUSTIÓN

Page 78: Fuel Oil Calderas

PROBLEMA: OBSTRUCCIÓN DE LA BOQUILLA DEL QUEMADOR

POR LO GENERAL LA INESTABILIDAD DEL FUEL OIL SE

PRESENTA EN PRESENCIA DE PARTICULAS DE AGUA,

GENERANDO LODOS QUE BLOQUEAN EL FLUJO NORMAL

EN EL QUEMADOR.

LA PRESENCIA DE ESTA SITUACIÓN DA ORIGEN TAMBIÉN

A CHIPORROTEOS EN LA LLAMA DEL QUEMADOR

Page 79: Fuel Oil Calderas

INEFICIENCIA DE LA COMBUSTIÓN

La falta de eficiencia en la combustión da como resultado altos costos de operación por consumoexcesivo de combustible. Algunas de las causas de esta falla pueden ser:

Deficiencia del aire primario y secundario. Estose observa por la coloración de la llama, el color de la misma y el sonido que se produce en la combustión.

La incorrecta atomización del fuel oil ocasionado ya sea por bajo flujo y presión de atomización, humedad en el vapor de atomización o problemasde la viscosidad del fuel oil, son las principales causas de esta falla.

Page 80: Fuel Oil Calderas

Punto de vaporización o ¨flashpoint¨ del combustible demasiado bajo, haciendo inestable el cono de la llama.

O bajo poder calorífico del combustible

O incorrecta la relación aire-combustible que para el fuel oil # 6 debe ser 1,450 a 1,500 pies cúbicosde aire por galón de fuel oil.

Para el gas esta relación es 10 pies cúbicos de aire por pie cúbico de gas natural

INEFICIENCIA DE LA COMBUSTIÓNContinuación..

Page 81: Fuel Oil Calderas

LLAMA CON DESTELLOS HACIA ATRÁZ

CUANDO SE PRODUCEN DESTELLOS DE LA LLAMA HACIA ATRAZ, PUEDE DEBERSE A VARIOS FACTORES TALES COMO:

• AGUA LIBRE Y EXCESIVA EN EL ACEITE, HACE QUE CON ELCALENTAMIENTO DE LA LLAMA, OCURRA EVAPORACIÓN SÚBITA, HACIÉNDO DEVOLVER LA LLAMA POR LA CONTRAPRESIÓN DEL VAPOR EN SU EXPANSIÓN.

• OTRO FACTOR, ES LA FLUCTUACIÓN DE LA PRESIÓN DE ATOMIZACIÓN, QUE ACARREA VAIVENES DEL CHORRO DE FUEGO, SIMILARES AL RETROCESO DE LA LLAMA.

Page 82: Fuel Oil Calderas

LLAMA CON DESTELLOS HACIA ATRÁZcontinuación....

• PUNTO DE CHISPA DEL ACEITE, DEMASIADO BAJO, HACEQUE LOS VOLÁTILES SE DESPRENDAN PRODUCIENDOSITUACIONES SIMILARES A LA PRESENCIA DE AGUA LIBRE EN EL COMBUSTIBLE.

• CUANDO HAY LODOS PRODUCTO DE DESESTABILIZACIÓNDEL FUEL OIL EN EL TANQUE, ESTOS CAUSAN EL EFECTO DE CIERTO CHISPORROTEO QUE HACE QUE SE PRESENTEN DESTELLOS HACIA ATRÁS.

Page 83: Fuel Oil Calderas

• CUANDO UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO PESADO SE CALIENTA MAS ALTO DEL PUNTO DE CHISPA, SE GENERAN VAPORESQUE HACEN QUE EL ACEITE ESPUMEE.

ESTA SITUACIÓN ES ESPECIALMENTE PROBLEMÁTICA CUANDO EL PRECALENTAMIENTO SE HACE ANTES DE LA SUCCIÓN DE LA BOMBA DE COMBUSTIBLE. LA ESPUMA HACE QUE LA BOMBA SUCCIONÉ VAPORES COMBUSTIBLES FACILITANDO FALLA DE LA BOMBA.

• ASI MISMO, CUANDO HAY PRESENTE CANTIDAD DE AGUA LIBRE, SE PRODUCE ESPUMA. QUE PROPICIA LAFALLA DE LA BOMBA.

• IGUAL OCURRE SI EL ACEITE TIENE COMPUESTOS DE BAJO PUNTO DE CHISPA.

ESPUMACIÓN DEL ACEITE

Page 84: Fuel Oil Calderas

EL MAL OLOR ES ATRIBUIBLE A SUSTANCIAS EXTRAÑAS EN EL ACEITE.

• POR EJEMPLO, CUANDO SE QUEMA ACEITE LUBRICANTE USADO, SE QUEMAN LAS SUSTANCIAS ADITIVAS QUE LLEVA EL ACEITE DANDO LUGAR A MALOS OLORES.

• SI SE USA ACEITE QUEMADO EN LA COMBUSTIÓN, DEBE SEREN BAJAS PROPORCIONES MENORES AL 15 %.

• SI EL ACEITE ESTÁ DEMASIADO CALIENTE, LOS OLORES SE PRESENTAN POR LOS VOLÁTILES QUE SE QUEMAN, ANTES DE LLEGAR A LA BOQUILLA.

• EL MAL OLOR ES TAMBIÉN PRODUCIDO POR EL ALTO CONTENIDO DE AZUFRE O SULFUROS EN EL FUEL OIL.

MAL OLOR

Page 85: Fuel Oil Calderas

ESTABILIDAD DEL FUEL OIL EN RESERVA

• POBRE PROCESO DE MEZCLA

• INCOMPLETA MISCIBILIDAD DE LOSACEITES EN LA MEZCLA

• GRAVEDAD ESPECÍFICA DE AMPLIORANGO ENTRE LOS ACEITES

MUCHOS DE LOS ACEITES COMBUSTIBLES SON MEZCLADOS Y LUEGO DE PERMANECER EN REPOSO, FACILITA LA SEPARACIÓN DESUS COMPONENTES.

ESTO PUEDE SER POR:

Page 86: Fuel Oil Calderas

POR PERIODOS LARGOS OCURRE:

ESTRATIFICACIÓN

HAY SEPARACIÓN Y SEDIMENTACIÓN EN LA PARTE BAJA DEL TANQUE

ESTABILIDAD DEL FUEL OIL EN RESERVA

Page 87: Fuel Oil Calderas

INESTABILIDAD DEL FUEL OIL EN RESERVA

Los aceites mezcladosTiempo

SE SEPARAN

Los compuestos pesados se precipitan, sedimentan y acumulan

EJEMPLO: Luego de varios meses, la bomba no pudo bombear.

500 SSU

(LLENO)

Fuel oil No 4

220 SSU @ 100ºF 47 cst230 SSU @ 100ºF 49 cst276 SSU @ 100ºF 59 cst600 SSU @ 100ºF 142 cst740 SSU @ 100ºF 160 cst

1,040 SSU @ 100ºF 224 cst(50 - 60) ºF

Fuel oil No 6

Page 88: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

FACTORES QUE CONTRIBUYEN A UN EFICIENTE MANEJO DEL FUEL OIL Y A PÉRDIDAS. ESTÉ ALERTA EN:

1. REVISE LAS FACTURAS DE ENTREGA DEL FUEL OILPARA CALIDAD DEL MISMO Y VERIFIQUE QUE SE HA DESOCUPADO TOTALMENTE EL MEDIO DE TRANSPORTE. OBSERVE FUGAS O ESCAPES EN EL CARROTANQUE.

2. MANTENGA REGISTROS PRECISOS DEL ACEITE RECIBIDO

Page 89: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

3. MANTENGA ADECUADAS RUTINAS DE MANTENIMIENTO DE LOS MEDIDORES DE COMBUSTIBLES, CONSUMOS DE VAPOR Y AGUA.

4. DISEÑE LAS FACILIDADES DE MANEJO DELACEITE PARA DIFERENTES GRADOS DEL ACEITE. CONSIDERE EL CLIMA. INSTALACIONES MAL IMPLEMENTADAS REQUERIRAN ACEITES COSTOSOS, DE BAJA VISCOSIDAD

• BAJA VISCOSIDAD IMPLICA MAYOR COSTO

• ALTA VISCOSIDAD MENOR COSTO

Page 90: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

5. UTILICE EL CALOR YA SEA DE LA RECIRCULACIÓN O DE LA DESCARGA DEL CARROTANQUE HACIA ELALMACENAMIENTO, PARA MEJORAR LA TEMPERATURADE BOMBEO.

6. UTILICE CALENTADORES DE SUCCIÓN QUE REDUCE LA NECESIDAD DE CALENTAR TODO EL ACEITE DEL

TANQUE A LA TEMPERATURA DE BOMBEO

7. UTILICE CALENTAMIENTO EN LAS LÍNEAS DE TRANSFERENCIA. ESTAS DEBEN SER AISLADAS.

8. RECUBRA LAS LÍNEAS CALIENTES CON FRIAS, PARAGANAR CALOR, LÍNEAS PARALELAS DE ACEITE FRIO Y LÍNEAS CALIENTES DE VAPOR.

9. REALICE AISLAMIENTO DE LOS TANQUES PARAREDUCIR PÉRDIDAS.

Page 91: Fuel Oil Calderas

10. SI SE USA CALENTADOR DE SUCCIÓN PARA BOMBEO ADECUADO, LA TEMPERATURA DELTANQUE DEBE ESTAR UN POCO MAS BAJA PARA OPTIMIZAR COSTOS.

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

FUEL OIL(85 - 110)ºF(29 - 43) ºC

(115 - 125)ºF(46 - 52)ºC

REDUCIR PÉRDIDAS POR AISLAMIENTO

(1)

CALENTADOR

Page 92: Fuel Oil Calderas

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

(1) PARA DETERMINAR LA NECESIDAD DE AISLAMIENTO DEL TANQUE:

• TEMPERATURA DEL ACEITE ENTRANDO

• RATA DE RECIBOS

• RATA Y VOLUMEN DE ACEITE CALIENTE EN RETORNO

• TAMAÑO DEL TANQUE

• CONDICIONES AMBIENTALES DE TEMPERATURA

• CARACTERÍSTICAS DEL ACEITE

• INVENTARIOS

Page 93: Fuel Oil Calderas

11. PROGRAME LA OPERACIÓN DE LAS CALDERAS

• CONTÍNUA VERSUS INTERMITENTE• SOBRECALENTAMIENTO DEL ACEITE• OPERE A CARGA NOMINAL• NO TENGA DISPONIBLES

12. REEMPLACE AIRE POR VAPOR

13. CONSIDERE EL TAMAÑO DE LAS LÍNEAS DE CONDUCCIÓN. LÍNEAS DE MAYOR TAMAÑOREDUCEN LA CAPACIDAD DE BOMBEO Y SUPOTENCIA.

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

Page 94: Fuel Oil Calderas

14. MANTENGA LOS FILTROS LIMPIOS PARA REDUCIRCONSUMO DE POTENCIA. UTILICE FILTROS DUPLEX.

15. UN INDICADOR DE PRESIÓN Y DE TEMPERATURA REVELA INFORMACIÓN.

19. MANTENGA TEMPERATURA DEL TANQUE A UN MÍNIMO. LIMPIE EL QUEMADOR.

INSTALE TRAMPAS DE VAPOR

CONSERVACIÓN DEL FUEL OIL

Page 95: Fuel Oil Calderas

• MUY CALIENTE (MUY FLUIDO) PASATAN RÁPIDAMENTE A TRAVÉS DEL QUEMADOR, QUE NO QUEMA EFICIENTEMENTE PRODUCIÉNDO CARBÓN EN LAS PAREDES DEL HORNO Y ADEMÁS, ADELANTE ENLA RECIRCULACIÓN, LA BOMBA PODRÍA FALLAR POR PULSACIÓNY CAVITACIÓN.

EFECTOS DE EXCESIVO PRECALENTAMIENTO

Page 96: Fuel Oil Calderas

PÉRDIDA APARENTE DE CALOR POR ALTO PRECALENTAMIENTO

USUARIO LE INTERESA :

• MEDIR LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE

• COSTEAR SU CONSUMO

EL PODER CALORIFICO VARIA CON LA TEMPERATURA,SI EL ACEITE ES ALTAMENTE

CALENTADO, EL GALÓN DE ACEITE SE EXPANDE Y UN GALÓN A ESA TEMPERATURA, TENDRÁ MENOS PODERCALÓRICO, PUES NO HAY CORRECCIÓN POR TEMPERATURA.ESTO ES UNA CONDICIÓN APARENTE.

LIQUIDANDO POR PESO, LA SITUACION NO PRESENTARÍA ESTAS DIFICULTADE.S