Análisis energético y exergético de generadores de vapor acuotubulares a través de una herramienta computacional

...

Otra de las ventajas que presta esta herramienta computacional es que un ingeniero de plantas, compras o procesos, que no tenga conocimientos teóricos previos extensos sobre la operación de estas calderas pueda, a partir de un catálogo, una cotización o una hoja de datos que obtenga a través de un proveedor, o cualquier otro medio, determine si las condiciones de trabajo cotizadas del mencionado generador de vapor son posibles y así concluir si los datos cotizados pueden ser ciertos o no.

La validación de nuestra herramienta computacional, se realizará con datos obtenidos de una tesis, en la cual se hizo el cálculo energético y exergético de la caldera en funcionamiento.

La Escuela de Ingeniería Mecánica de La Universidad de Carabobo se beneficiará de esta investigación ya que podrá ser usada como software para evaluación de calderas en una materia o practica de laboratorio del Departamento de Térmica y Energética.

Limitaciones:

- El trabajo de grado se enfoca en el desarrollo de la herramienta computacional, sin evaluar un generador de vapor acuotubular en particular en una planta de procesos industriales.

- Los datos para validar el programa serán obtenidos a partir de una cotización, hoja de datos o tesis de referencia.

- No se busca las causas específicas de las pérdidas de eficiencia en generadores acuotubulares producto de la incidencia de los mecanismos de deterioro

- Obtención de la Licencia del software en el cual se va a desarrollar la herramienta computacional

Alcance:

Desarrollar una herramienta computacional que permita el cálculo de rendimiento energético y exergético de generadores de vapor sobrecalentado acuotubulares tipo O y D para su aplicación en inspección en marcha de generadores reales en servicio, y evaluación de prestaciones en hojas de datos de propuestas y cotizaciones de generadores de vapor para la industria.

FORMATO TG-1-D

Revisión de antecedentes:

Barazarte y Valecillo [1], concluyen que las pérdidas que se tienen en las calderas acuotubulares de servicios generales de la empresa Pequiven, Morón son bajas debido a que el promedio de las sumatorias de estas rondan el valor de 17% en lo que respecta a las calderas H1/3/4 y para la caldera H2 es próxima al 20 % por lo que cabe destacar de que si se tomaran estas pérdidas cuantificadas para el cálculo de eficiencia energética esta discreparía con los valores de eficiencia calculado en el objetivo Nº 5 de esta investigación, pero hay que resaltar el hecho de que esto se debe en primer lugar por la diferencia de tiempo en la recolección de datos necesarios para la cuantificación de la eficiencia energética por ambos métodos, por lo que se puede concluir que es de vital importancia realizar una toma de datos con diferencias de tiempo lo más corto posible para tener un mayor grado de confiablidad en los resultados que se obtenga.

Manzanero y Villegas [2], determinaron que la eficiencia neta de un sistema de generación de vapor podría aumentarse si se mejoran las condiciones de operación del generador. Además también establecen que los balances de exergía permiten conocer en cantidad de flujo todas las pérdidas que ocurren en los diferentes componentes del sistema y que la exergía es una herramienta con la cual se ubican y determinan las pérdidas de disponibilidad de trabajo. El balance exergético a diferencia del energético muestra las pérdidas que son debidas a irreversibilidades que ocurren en el proceso de generación de vapor.

Coronado y Meléndez [3], han determinado que para obtener mejoras en la eficiencia de los sistemas es necesario aplicar tanto el análisis energético como el exergético, ya que existe una diferencia entre cantidad y calidad de la energía, e incluso se debe prestar atención a las fugas de vapor que puedan existir en el sistema o de lo contrario puede existir un desaprovechamiento de energía con un posible potencial para producir trabajo. Las reparaciones de fugas y mantenimiento en sistemas generadores de vapor representan un punto importante a la hora de mejorar el rendimiento del sistema, ya que en estos sectores se tienen flujos de energía con alta calidad debido a las altas temperaturas y presiones.

Referencias bibliográficas:

[1]

Guillermo Valecillo and Barazarte Oscar, Análisis Exergético del Sistema de Generación de Vapor del Complejo Pettroquímico "Pequiven, S.A". Morón, 2014.

[2]

Omar Manzanero and Villegas Daniel, "Analisis Exergético del Ciclo Brayton de una Planta de Generación de Potencia," Valencia, Carabobo, 2009.

[3]

Jose Coronado and Melendez Victor, "Analisis Exergético del Sistema de Vapor en una Central Azucarera", 2009.

FORMATO TG-1-E

Plan de Trabajo:

N˚

ACTIVIDAD

SEMESTRE LECTIVO

I (1-2015)

II (2-2015)

III (1-2016)

1

Revisar tesis, revistas, trabajos de investigación, y bibliografías referente a análisis energético y exergético de generadores de vapor

X

2

Revisar y estudiar posibles programas computacionales tales como Excel, visual basic, entre otras, para el desarrollo de nuestro software

X

3

Estudiar y reconocer todas las características referente a los generadores de vapor acuatubulares de tipo O y D

X

4

Plantear y desarrollar las ecuaciones de análisis energético y exergético en función de datos medibles para un generador de vapor acuatubular

X

X

5