Planta de Producción de Vapor Descripción del Proceso

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Tabla 1: Fuente ASME Guidelines for Water Quality in Modern Industrial Water Tube Boilers for Reliable Continuous Operation

Según la bibliografía revisada, es muy importante este tratamiento, de manera que la caldera tenga una larga vida útil libre de problemas operacionales, reparaciones de importancia y accidentes.

El objetivo principal del tratamiento de agua es evitar problemas de corrosión e incrustaciones, asegurando la calidad del agua de alimentación y del agua contenida en la caldera.

Para esta planta se vio fundamental la remoción de sólidos totales, ablandamiento y desgasificación.

- Remoción de sólidos:

- Ablandamiento: Se usará el método de las zeolitas, el cual es el más importante para ablandar el agua, llamado también sistema de intercambio de cationes.

- Desgasificación: La función de un desgasificador en una planta térmica es eliminar el oxígeno y dióxido de carbono disuelto en el agua de alimentación de las calderas para prevenir problemas de corrosión;es más factible, económicamente hablando, usar una desaireación térmica que un secuestrante químico (como el sulfito de sodio), por esta razón se utilizará este método.

Corriente Combustible residual Nº 6 [1]:

P= 21 bar = 21 kg/cm2 (vapor saturado), [pic 2]

Asumimos , [pic 3][pic 4]

[pic 5][pic 6]

[pic 7][pic 8]

Por norma se conoce la composición del combustible nº6, calculamos la composición del flujo de combustible:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Ahora calculamos los flujos molares de cada componente y el flujo molar total:

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Por lo tanto el flujo molar total de combustible:

[pic 19]

Corriente [2]:

Se tiene conocimiento que la corriente [2] es el combustible a distinta temperatura ya que pasa por el intercambiador E-121, por lo tanto se tienen los mismos valores de composición y flujos másicos y molares que en la corriente [1].

Condensado recirculado [3]:

Debido a que se recupera 80% del vapor utilizado, entonces:

[pic 20]

La corriente se asume que está compuesta solamente por agua (a pesar que contiene otras impurezas, pero se consideran despreciables), por lo tanto:

[pic 21]

Agua de reposición [4]:

Debido a la pérdida del 20% del vapor producido y al requerimiento fijo de producción de , se debe introducir una corriente de agua de reposición, que debe estar previamente tratada para cumplir con los requerimientos de calidad del agua para calderos, entonces:[pic 22]

Por balance de masa:

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

Aire suministrado [5]:

El aire entra con un 10% de exceso, 20ºC y 90% humedad relativa; primero calcularemos la cantidad de oxigeno necesitado:

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

Con la temperatura y la humedad del aire, de tablas, [pic 33]

[pic 34]

Asumiendo una presión atmosférica de 563 torr:

[pic 35]

Para 100 moles de aire seco (79 moles de N2 y 21 moles de O2):

[pic 36]

[pic 37]

Con el anterior cato podemos hallar el valor de moles totales de aire húmedo:

[pic 38]

Calculamos su composición:

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

Calculamos sus flujos másicos:

[pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

Finalmente calculamos el flujo másico total:

[pic 45]

Corriente de agua total [6]:

Por balance de masa se observa que:

[pic 46]

Por tanto:

[pic 47]

Dónde:

[pic 48]

Corriente de vapor total [7]:

Es la corriente de agua (6), pero convertida en vapor, por lo tanto:

[pic 49][pic 50]

Corriente de gases de combustión calientes [8]:

Calculamos la masa de los gases de combustión obtenidos en el proceso de combustión:

- [pic 51]

- [pic 52]

-