CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

 El ingenio del Cauca se ahorrará COP 289´000,000.00/año o 14,450.00/año Toneladas de bagazo si implementa el Economizador en la Caldera Distral 1.  El nivel de emisiones de gases de efecto invernadero se reducirá

aproximadamente en 10% con la implementación del economizador, lo que significa una reducción de 14.4 Toneladas de NOX y 2.9 Toneladas de SO2

anualmente.

 El valor presente neto calculado certifica la viabilidad económica del proyecto y establece el beneficio financiero que obtendría el ingenio.

 Aunque en el diseño del economizador se realizó con la temperatura mínima requerida en los humos de chimenea para evitar el punto de rocío, es deseable aplicar un factor de seguridad adicional debido a que los ductos que comunican la chimenea con el generador de vapor presentan entradas de aire que enfrían los humos.

 El coeficiente de transferencia de calor por convección representa el 95% del coeficiente global U, por lo tanto los demás coeficientes pueden obviarse sin afectar en gran medida los resultados finales.

 La energía térmica transferida al agua de alimentación puede ser más alta debido a que se ha diseñado teniendo en cuenta los parámetros de funcionamiento más extremos.

 A pesar que la configuración de los tubos del economizador permitió cumplir con la restricción de pérdida de tiro, es recomendable rediseñar el sistema de extracción de humos incluyendo el cambio del ventilador de tiro inducido si se desea implementar el economizador.

 Es recomendable prestar atención primaria a las fugas convectivas y por radiación que presenta la caldera D1 en todas sus etapas antes de iniciar con el estudio de factibilidad de cualquier proyecto.

 Es de extrema importancia rehabilitar los tubos tapados del calentador de aire de la caldera ya que la eficiencia en la combustión es baja, generando gran cantidad de inquemados y aumentando el trabajo del ventilador de tiro inducido por la baja área de flujo en este punto.

15. BIBLIOGRAFIA

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- BARAJAS Alberto. Seminario de Eficiencia de Energética en la Industria. Heat & Power Systems, S.A. de C.V. Agosto 2005.

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- BORROTO A. Ahorro de Energía en Sistemas de Vapor: Cienfuegos (Cuba), Editorial Universidad de Cien Fuegos, 2002.

- CONAE (Comisión Nacional para el Ahorro de Energía). Diagnostico Energético en Sistemas de Generación y Distribución de Vapor. México. Marzo de 2003.

- FAULKNER L. Heat Exchanger Design Handbook. Columbus Division, Battelle Memorial Institute and Department of Mechanical Engineering, The Ohio State University. Columbus, Ohio.

- GANAPATHY V. Industrial Boilers and Heat Recovery Steam Generators. ABCO Industries, Abilene, Texas, U.S.A. 2003.

- GANAPATHY V. Applied Heat Transfer. Tulsa, OK: Penn Well Books, 1982. - KAKAC S. Heat Exchangers, Selection, Rating and Thermal Design. Miami,

CRC Press, 2002.

- KIRBY Joann. Investigation into the Convertion Bagasse into Usable Energy. Chemical Engineering Department University of Queensland. Mayo de 2003. - Manual de Operación y Mantenimiento Caldera Distral 1; Industrias Distral

S.A.; Bogotá, 1982.

- Manual de Operación y Mantenimiento Caldera Distral 2; Industrias Distral S.A.; Bogotá, 1982.

- http://en.wikipedia.org/wiki/Rubbing - http://en.wikipedia.org/wiki/Fretting_Wear - http://en.wikipedia.org/wiki/Economizer - http://www.estrumetal.com.co/content/view/14/28/ - http://www.graver.es/cast/faq/faq.html#anchor - http://www.economizersforboilers.com/

ANEXOS

Anexo A.

Curva Presión Estática vs. Flujo de Humos del Ventilador de Tiro Inducido VTI de la Caldera Distral 1 y 2 de Incauca.

Anexo B.

Anexo C.

Vista Lateral Derecha de la Caldera Distral 1 tal como fue Construida e Instalada en 1979.

Anexo D.

Programa de Excel para Diseño Termo-hidráulico del Economizado de la Caldera Distral 1 de Incauca.

Anexo E.

Anexo F.

Evaluación In Situ de la Caldera Distral 1 según normas ASME. 1. Mediciones en la caldera D1 (normas ASME)

Se realizaron las mediciones suficientes en los puntos de interés de la caldera para adquirir los datos necesarios para cumplir con los objetivos de este proyecto.

1.1. Instrumentos y métodos de medición.

La instrumentación utilizada por Incauca S.A cumple con los requerimientos para la caracterización de generadores de vapor planteados por la ASME (Power Test Codes Supplements on Instruments and Apparatus):

 Medidor de presiones estáticas Fluke 744  Analizador de Gases Bacharach Modelo 300  Termocuplas y manómetros instalados en planta 1.2. Preparación de las prueba.

Recomendaciones seguidas antes y durante las prueba de medición según su aplicación:

 Realización de varias pruebas preliminares con el propósito de revisar la operación de los instrumentos de medición, entrenamiento de personal, realización de ajustes menores.

 Realización de las mediciones necesarias hasta obtener resultados confiables.

 Levantamiento de información después de que la caldera haya alcanzado la estabilidad.

 Revisión de la caldera para detección de fugas.

 Verificación de las condiciones de operación del equipo de medición.  Alta limpieza de las superficies de intercambio de calor.

1.3. Frecuencia y consistencia de las lecturas

La frecuencia de la toma de datos se realizo en intervalos de quince minutos sin presencia de mayores fluctuaciones en las mediciones.

1.4. Toma de Lecturas.

La carga del generador de vapor se debe mantuvo estable durante 45 minutos antes de la toma de datos para que los parámetros de presión, temperatura y flujo se estabilizaran.

Antes de realizar las pruebas y las mediciones, se realizo una inspección completa al sistema para verificar la operación de los instrumentos. El equipo de trabajo dio indicaciones al personal que participo en las mediciones y en la prueba con el propósito de que todos los datos necesarios para el cálculo fueran obtenidos con alta exactitud.

2. Tipo de Datos Medidos y Puntos de Adquisición en la Caldera D1 2.1. Gases de combustión (Análisis isocinético, % en volumen)  Óxidos de Nitrógeno (NOx)

 Dióxido de Azufre (SO2)  Oxigeno (O2)

 Monóxido de Carbono (CO)  Dióxido de Carbono (CO2)  Exceso de Aire (informativo)

 Eficiencia de la Combustión (informativo)  Temperatura (˚F)

 Flujo (CFM)  Presión (plgH2O)

Se tomaron los anteriores datos de gases saliendo del calentador de aire (entrando al economizador) y antes de chimenea.

2.2. Agua de alimentación entrando a la unidad (después del desaireador37)  Temperatura (F)

 Presión (psig)  Flujo (CFM)

2.3. Combustible (bagazo)

 Humedad (análisis de laboratorio)  Flujo (TPH; medición en conductor)  Análisis próximo (análisis de laboratorio)  Análisis ultimo (análisis de laboratorio)

Para este ítem se tuvieron en cuenta los datos mostrados en los numerales dos (Justificación) y siete (Características de Diseño y Operación Caldera D1) de este documento.

2.4. Comburente (aire)  Temperatura

 Flujo

Para el aire se utilizaran las curvas de los ventiladores (CFM vs presión estática) dadas por el fabricante. Los puntos de medida se ubicaran en la descarga de cada ventilador y a la salida del calentador de aire.

Nota: el test de comburente es solo para verificar el correcto funcionamiento del sistema de aires debido a que este no aporta ningún dato para los objetivos de esta tesis.

2.5. Vapor vivo y presión de domo

El flujo de vapor y presión de domo se miden con la instrumentación instalada a la salida del recalentador y domo respectivamente. Esta información es analizada en el cuarto de control.

La temperatura y presión del vapor son controladas y constantes (550°F, 275 psig).

Figura A-5 Tipos de datos a medir y puntos de adquisición en caldera D1

2.6. Humedad Relativa

La humedad relativa será consultada del reporte entregado por la estación meteorológica de Cenicaña38 ubicada en el corregimiento del Ortigal de acuerdo al día y hora de adquisición de datos.

análisis de gases

test de combustible

test de comburente

presión domo evaporador y propiedades vapor sobrecalentado

Anexo G.

Configuración de la Caldera Distral 1 después de implementar el Economizador.

Calentador de Aire Econom. Humos DS DI CP Col. Polvo Ducto Separador Multiciclon Cenicero VTI