INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ

Asignatura:Plantas térmicas

TEMA:

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA GENERADOR DE VAPOR POR EL MÉTODO INDIRECTO.

INGENIERÍAMECÁNICA

VIII-B1

Integrantes:Glise Jazmín Tovilla Lucero.

David Sibaja GonzálezJosé Luis López Ríos.

Esteban Marín RamírezJosé Raciel Jiménez Ramírez

Salina cruz Oax; Febrero del 2013

objetivo

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método Indirecto

En el método indirecto o de perdidas, la eficiencia se calcula restándole a 100 el valor de las perdidas de calor, también se expresa como un porcentaje.

Eficiencia de la caldera = (100- perdidas)%

Dentro de las perdidas se consideran:

•Perdidas caloríficas debido a la humedad del combustible.•Perdidas caloríficas debidas al agua procedente de la combustión del hidrogeno.•Perdidas caloríficas debidas a la humedad del aire suministrado.•Perdidas caloríficas debidas a los gases de la chimenea secos.•Perdidas caloríficas al combustible gaseoso sin quemar.•Perdidas caloríficas debidas al combustible sin consumir contenido en las cenizas y escoria.

Definición de método indirecto

Balance térmico de los generadores de vapor. La distribución de calor resultante de la combustión del combustible en el hogar de la caldera se comprende mejor por medio del balance térmico, el cual consiste en confeccionar una tabla con el calor absorbido por el generador de vapor y con las varias perdidas caloríficas concurrentes en la combustión. Generalmente los cálculos se expresan en Kcal por Kg de combustible y en porcentajes; por consiguiente los totales tendrán que ser la potencia calorífica superior del combustible quemado y 100.

CONCEPTOS

Poder calorífico bruto: Es la cantidad de energía contenida en el combustible, sin embargo la mayoría de los combustibles contiene hidrogeno, que durante el proceso de combustión se mezclan con el oxigeno del aire para formar agua, la cual pasa a la chimenea en forma de vapor.

Poder calorífico neto: Es la cantidad que se produce en la combustión, con exclusión del calor no recuperable. Equivale al calor del proceso de combustión que se aprovecha en la practica. Para el carbón ( solidos) y los combustibles líquidos es un 5% menor que el PCB, para las diversas modalidades de gas natural y procesos es del 10% mientras que en la electricidad no hay diferencia entre el PCB Y PCN

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método Indirecto

CONCEPTOS

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método IndirectoTabla de poder calorífico y eficiencia de algunas calderas según el tipo de combustible

EJEMPLO

En un ensayo realizado con una caldera se obtuvieron los siguientes resultados:Calor absorbido por la caldera 74.8 % de la potencia calorífica superior del combustible quemado (6, 608 Kcal).Análisis del carbón quemado, porcentaje en peso:C- 62% H-4% N2-1% O2-8% S-2% Humedad- 8% Cenizas -15%Análisis de los gases de los humerales, porcentajes en volumen:CO2-13% CO-1% O2-5% N2-81%

•Temperatura del aire y del combustible al entrar en el hogar, 23.2 °C•Tempera de los gases de los humerales, 233 °C•Temperatura del vapor en la caldera, 182°C•Porcentaje de saturación del aire al entrar al hogar, 70%•Carbón quemado por hora, 908 Kg•Cenizas y escoria por hora 190.68 Kg•Carbón sin quemar en las cenizas y escorias, 18%•Presión barométrica, 760 mm HgCalcular y tabular el balance térmico completo de dicha caldera por kilogramo de combustible tal como se quema.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método Indirecto

CONSIDERACIONES

El balance térmico tal como se calcula ordinariamente da únicamente la distribución de las pérdidas reales del generador de vapor trabajando durante un periodo de tiempo limitado, pero no representa condiciones promedio de trabajo, toda vez no se consideran las pérdidas circunstanciales. Estas pérdidas comprenden:•Perdidas caloríficas que se producen al apagar la caldera•Combustible requerido para poner en marcha la caldera estando fría•Combustible quemado mientras se arreglan los fuegos•Calor perdido con el agua al hacer purgas, y al limpiar las superficies de la caldera.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método Indirecto

El calor absorbido por el generador de vapor (incluyendo el economizador y recalentadores, en caso de utilizarlo) puede calcularse por la fórmula:

Calor absorbido por el generador de vapor

El calor absorbido por la caldera es del 74.8 % de la potencia calorífica superior ( 6, 608 Kcal) esto es .748 (6,608) = 4942.6 Kcal

CALCULO DE EFICIENCIA DE UN GENERADOR DE VAPOR

Método Indirecto

La humedad del combustible se evaporiza y abandona la caldera en forma de vapor recalentado. La presión absoluta parcial del vapor recalentado en los gases de los humerales se supone que vale 0.07 Kg/cm2. Su temperatura es la de dichos gases.

Perdidas caloríficas debido a la humedad del combustible.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

El hidrogeno del combustible al quemarse se transforma en agua, la cual abandona la caldera en forma de vapor recalentado.

 Perdidas caloríficas debidas al agua procedente de la combustión del hidrogeno.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

Perdidas caloríficas debidas a la humedad del aire suministrado.

Estas pérdidas son pequeñas y pueden calcularse mediante la fórmula:

Perdidas caloríficas debidas a la humedad del aire suministrado.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

Estas pérdidas es generalmente la más importante y se calcula por la siguiente formula.

Perdidas caloríficas debidas a los de la chimenea secos.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

Estas pérdidas generalmente es muy pequeña y es debida a que el aire se suministra en cantidad insuficiente, lo cual d como resultado que parte del carbono del combustible forme oxido de carbono.

Perdidas caloríficas al combustible gaseoso sin quemar.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

Parte del carbono del combustible, ya sea sin quemar o parcialmente quemado, caen en el cenicero. Esta pérdida depende del tipo de parrilla, velocidad de combustión y tamaño y clase de carbón.

Perdidas caloríficas debidas al combustible sin consumir contenido en las cenizas y escoria.

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

Estas pérdidas se determinan restando el calor absorbido por la caldera, y las perdidas caloríficas 2 a 7 inclusive, de la potencia calorífica del combustible tal como se quema, perdidas varias son aquellas que no se pueden medir

Perdidas caloríficas debidas al hidrogeno e hidrocarburos sin consumir, radiación y otras perdidas..

CALCULO DE EFICIENCIA DE UNA CALDERA Método Indirecto

CONCEPTO Kcal PORCENTAJE

Calor absorbido por la caldera 4942.6 74

Humedad del combustible 54.9 0.83

Hidrogeno del combustible 246.4 3.73

Humedad del aire 12.88 0.18

Gases de la chimenea secos 533 8.07

Combustión incompleta 236.9 3.59

Combustible contenido en las cenizas y las escorias

308 4.66

Perdidas por radiación y perdidas varias

273.32 4.14

Total: 6, 608 100%