Unidad IV Mgp

7/24/2019 Unidad IV Mgp

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INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DECOATZACOALCOS

CARRERA:

- INGENIERA MECNICA-

TEMA:

UNIDAD IV MANTENIMIENTO A GENERADORES

DE VAPOR

MATERIA:

-MANTENIMIENTO A EQUIPOS INDUSTRIALES-

PRESENTAN:

IGNACIO SALOMON JESS MANUELALOR SANTIAGO DEYGLER

RICARDO TENORIO ANOTAGONZLEZ VELAZCO FRANCISCO JAVIER

NATAREN MENDOZA EMANUEL

DOCENTE:

ING. FELIPE GARCA FRANCO

Coatzacoalcos, !"ac"#z$S!%t&!'("! )!l *+


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UNIDAD II MANTENIMIENTO A GENERADORES DE VAPOR

4.3 RECALENTADORES

4.4 ECONOMIZADORES

4.5 EQUIPO DE COMBUSTIN

4.5.1 COMBUSTIBLES, PREPARACIN, TRANSPORTE Y ALMACENAJE

4.5.2 QUEMADORES

4.5.3 DUCTOS, TUBERAS, VLVULAS, EQUIPOS AUILIARES

4.5.4 INSTRUMENTOS DE CONTROL

4.3 RECALENTADORES


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4.4 ECONOMIZADORES

Los economizadores y los calentadores de aire desempean una funcin

clave, para la consecucin de una alta eficiencia global de la caldera, mediante la

recuperacin de la energa de bajo nivel, es decir, la de los humos de baja

temperatura, antes de s que se evacuen a la atmosfera. or cada !!"# de

disminucin en la temperatura de los humos, por medio de un economizador o de

un calentador de aire, el rendimiento o eficiencia global de la caldera sube

apro$imadamente un punto porcentual %&.

Los economizadores recuperan parte de esa energa residual calentando el

agua de alimentacin de la caldera, mientras que los calentadores de aire afectan

el calentamiento del aire de combustin. 'n comparacin con las (paredes de

agua del hogar), el (sobrecalentador) y el (recalentador), los economizadores y los

calentadores de aire requieren mayores superficies de trasmisin por unidad de

calor recuperado. 'sto se debe a la relativamente pequea diferencia que e$iste

entre la temperatura de humos *fluido calefactor+ y la temperatura de fluido

calentado *agua o aire, respectivamente+.

La utilizacin y la disposicin de un economizador yo un calentador de aire

dependen de diversos factores, de los que son principalmente-

'l combustible que se trate.

La aplicacin concreta de la unidad generadora de vapor.

/sicamente, los economizadores son superficies de transmisin de calor

constituidas generalmente por bancos tubulares, que se utilizan para calentar el

agua de alimentacin de caldera, antes de que entre en el caldern o bien antes de

que llegue a las superficies del hogar. 'l vocablo (economizador) precisamente

proviene de la antigua utilizacin de tales recuperadores de calor, para reducir los

costes de operacin o (economizar) combustible, mediante una recuperacin

adicional de la energa residual que quedaba todava en los humos. Los


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economizadores tambin contribuyen a reducir la posibilidad de que se

presenten choques trmicos y grandes fluctuaciones en la temperatura del agua,

que entra en el caldern o que llega a las paredes de agua que configuran el

hogar, como agua de alimentacin de la caldera.

'n el hogar, se produce la combustin de un combustible. La cal)!"aes un

intercambiador de calor en el que los gases de la combustin calientan la fase

lquida hasta su transformacin en vapor. 'l so("!cal!.ta)o" calienta el vapor

saturado por encima de su temperatura de saturacin y, opcionalmente, el

!co.o'&za)o" precalienta el agua de alimentacin de la caldera. 'n ciertas

instalaciones de vapor, algunos calentadores se encargan de recalentar el vapor

de e$traccin de las turbinas. 0inalmente, el calentador de aire calienta el aire

necesario para la combustin.

Los economizadoreseliminan el calor de los gases de combustin con

temperaturas moderadamente bajas, despus de que salen de las secciones de

generacin de vapor y del sobrecalentamiento yo recalentamiento. Los

economizadores son en realidad calentadores de agua de alimentacin que las

reciben de las bombas de alimentacin y la descargan a una temperatura m/s alta

al generador de vapor. Los economizadores se usan en lugar de incrementar lasuperficie generadora de vapor, ya que el agua de alimentacin y en consecuencia

la superficie que recibe calor est/n a temperatura m/s bajas que las del vapor

saturado, por tanto, los gases pueden enfriarse hasta temperaturas a1n m/s bajas

para lograr mayor recuperacin de calor y mejorar la economa. 2e clasifican

como de los tipos de tubos horizontales y verticales, de acuerdo con la disposicin

geomtrica3 de flujo longitudinal o cruzado seg1n la direccin del gas con respecto

a los tubos3 de flujos en paralelo o de contra4flujo, seg1n la direccin relativa del

flujo de gas y de agua3 como generadores o no generadores de vapor, seg1n el

rendimiento trmico3 como de tubos continuos o como tubos en 5, seg1n los

detalles de diseo3 y como de tubos desnudos o con superficies e$tendidas, seg1n

el tipo de superficie absorbente del calor.


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.

0igura %. 'squema de una caldera acuotubular de vapor saturado y sobrecalentado

mostrando sus diferentes secciones. 'l agua lquida entra al economizador *%+, donde se

calienta hasta una temperatura pr$ima a la de saturacin *!+, se introduce en el caldern

y desciende por los tubos de riego *6467+ hasta el colector inferior, distribuyndose hacia

los tubos vaporizadores, donde se forman las burbujas de vapor *849+ que a su vez se

separan en el caldern *:+. 'l vapor saturado *;+ puede calentarse por encima de su

temperatura de saturacin en el sobrecalentador *


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4.5 EQUIPO DE COMBUSTIN

4.5.1 COMBUSTIBLES, PREPARACIN, TRANSPORTE Y ALMACENAJE

'l vapor es una fuente de energa que se requiere en buena parte de procesos

industriales, ya sea para utilizarlo directamente para aprovechar su calor en

intercambiadores, ya sea para transformar su energa en fuerza motriz.

Los generadores de vapor son los aparatos encargados de producirlo mediante

calentamiento directo del agua que se vaporiza a alta presin. =/s adelante, este

vapor puede ser recalentado permanecer simplemente saturado seg1n la

aplicacin que le queremos dar.

'l calor suministrado por el combustible se transmite al agua por radiacin y

conveccin al interior del hogar que es donde debe realizarse la combustin.

'l gas natural constituye un e$celente combustible para la produccin de vapor,tanto en los grandes generadores como en las calderas de pequea y mediana

potencia.

'sta energa hace posible el incremento en la produccin por el hecho de mejorar

el coeficiente de transmisin del calor al aumentar la densidad calorfica y el

rendimiento trmico de la caldera, ya que disminuye la temperatura de salida de

los gases de #ada planta de energa tienen muchos sistemas entrelazados y en


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una donde utilice vapor, esta incluye el manejo de combustibles y ceniza,

manejo de aire para la combustin.

La combustin. >ambin son importantes las mejoras econmicas gracias a la

ausencia de corrosin en las instalaciones al estar el gas libre de azufre, vanadio y

otras impurezas3 por la reduccin del consumo de energa motriz de los

ventiladores, e$tractores, etc., al disminuir el e$ceso del aire necesario para la

combustin y por la mejora de la transmisin del calor gracias a la limpieza de las

superficies de contacto, al no producirse cenizas ni holln.

or sus caractersticas de combustin y de fle$ibilidad de funcionamiento, as

como por sus posibilidades de automatizacin, el gas natural ofrece una mejora en

el rendimiento que puede oscilar entre los tres y ocho puntos, en funcin del tipo y

la capacidad de calderas

?unque hay una gran variedad de combustibles fsiles, se considera solo dos de

ellos el gas natural y el combustleo, los cuales son los combustibles que se

utilizan en la generacin de energa.

'l uso de combustleo, el cual es un producto de los residuos de la refinacin, es

indispensable para la generacin elctrica, casi el ::& de la generacin de la

electricidad en =$ico en termoelctricas que usan hidrocarburos para su

funcionamiento.

@escripcin del producto

'l combustleo tambin conocido como fuel ol no. :, es un combustible elaboradoa partir de productos residuales que se obtienen de los procesos de refinacin delpetrleo crudo.'n el cracAing del petrleo, el combustleo es a lo que se le llama BcolasB. 's unmaterial negro, com1nmente conocido como BchapopoteB. or ser muy pesado,este tiene un poder calorfico muy grande, de la misma intensidad que tiene elcoque o el carbn.

5sosest/ diseado para usarse especialmente como combustible en hornos, secadoresy calderas. >ambin puede utilizarse para calentadores *unidades de calefaccin+y en plantas de generacin de energa elctrica.#aractersticas


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's un combustible residual de la destilacin y craqueo del petrleo.es unproducto viscoso y con ciertos grados de impureza cuyas caractersticasgenerales e$igen mtodos especializados para su empleo.La viscosidad es una de sus principales caractersticas y debe ser tomada encuenta para su manejo adecuado.

P"oc!so / )&st"&(#c&0.

5na vez que el gas natural es e$trado, mediante perforaciones de yacimientos

que se localizan en el subsuelo o bajo el mar, generalmente entre %,9 y 8 Am de

profundidad, debe ser tratado para su uso comercial o domstico.

>al como se saca es inodoro, incoloro, no t$ico y m/s liviano que el aire. 's as

como al gas de uso domstico se le agrega un poco de metil4mercaptano, para

que sea f/cil detectar una fuga e impedir su combustin espont/nea.

Lo primero que se separa son aquellos gases que no tienen aporte energtico

*como el nitrgeno y #C!+. Luego, elementos como el propano, butano e

hidrocarburos, tambin son apartados, ya que pueden provocar accidentes

durante la incineracin del gas natural.

or la misma razn, el vapor de agua es e$trado y tambin debido a que a

presiones elevadas y a temperatura ambiente produce hidratos de metano que

pueden tapar los conductos por donde se transporta el gas o gasoductos.

?simismo, se disminuye lo m/s posible el nivel de azufre, para eliminar la

corrosin y los olores nocivos.

Deneralmente, esta fuente de energa se enva adonde se requiera, a travs de

gasoductos o tuberas que salen directamente de los tanques de almacenamiento.

2in embargo, cuando se trata de grandes distancias se transporta a travs de

buques en forma licuada, ya que, de esta forma, se disminuye su volumen :EE

veces respecto del original. ara licuarlo se lo enfra hasta cerca de los 4%:%"# y,

despus, a presin atmosfrica, se guarda en tanques criognicos *a temperaturas

bajo los 4;6 "#+ dentro de los barcos.

5na vez que llega a su destino y es regasificado, se distribuye a los lugares de

consumo a travs de tuberas subterr/neas, las cuales lo impulsan por media y

baja presin. 2i no es utilizado, se almacena en grandes contenedores

Los mtodos que se han empleado parar el almacenamiento de gas natural son-

?lmacenamiento subterr/neo


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>anques criognicos *DFL+

Daseoductos empacados

>anques o cilindros presurizados *DF#+

?dsorcin presurizada

?dicin de solventes

?lmacenamiento subterr/neo. 2e emplea parar parara muy elevados vol1menes

de gas natural, e$istiendo instalaciones con capacidades comprendidas entre % y

%9E billones de pies c1bicos de gas

>anques criognicos *DFL+

Ctros mtodo que se utiliza parar el almacenamiento de gas es el DFL gas

natural licuado mediante el cual se almacena en forma lquida en tanquescriognicos dotados de aislamiento trmico especiales

Daseoductos empacados

Ctro mecanismo que se emplea parar el almacenamiento de vol1menes

importantes de gas son los propios gaseoductos. #onsiste en el almacenamiento

de gas *empaque+ en lneas gran longitud a un nivel de presin

>anques y cilindros presurizados *DF#+

2on empleados parar el almacenamiento de gas comprimidos en vehculos queoperan gas.

reparacin del combustleo

'l control de calidad de este producto es muy importante as sea usado como

combustible de calderas, porque la estabilidad de la viscosidad influye mucho en

la calidad de la atomizacin para obtener una combustin eficiente, que reduce las

emisiones de contaminantes y lo hace e$celente producto para la e$portacin,

logrando poder de negociacin y evitando el rechazo por incumplimiento de la

calidad e$igida internacionalmente.

5n problema que se presentaba en los sistemas de preparacin del combustleo

era la dificultad para mantener el producto con una calidad estable, dada la

cantidad de factores y variables operacionales que intervienen en su control como-

calidad de la carga a la planta, severidad de los hornos de viscorreduccin,

eficiencia de los procesos de separacin y rectificacin, eficiencia de la mezcla,

etc. *2ingh et al., %GG%+.


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La adicin del diluyente al combustleo es el recurso final que se tiene en el

proceso para mantener la calidad del producto en condiciones apropiadas, pero

tambin es el medio m/s costoso para lograrlo, no slo por su impacto en la

operacin de las otras plantas de proceso *dejando de producir corrientes

valiosas, para destinar su operacin a la produccin de diluyente+, sino porque se

aumenta el volumen total de este combustible, situacin no deseable para la

logstica de la refinera

4.5.2 QUEMADORES

5n 1#!'a)o"es un dispositivo para quemar combustible lquido, gaseoso o

ambos *e$cepcionalmente tambin slido+ y producir calor generalmente mediante

una llama.

Habitualmente va asociado a una caldera o un generador para

calentar agua o aire, pero tambin se usa en procesos industriales para calentar

cualquier sustancia.

'n funcin de su tamao, los puede haber desde uno como un encendedor de

cigarros para calentar una probeta hasta uno gigantesco capaz de producir 6E EEE

AI o m/s.

'l combustible usado generalmente gasleo *tambin fuel+ o una combinacin de

ambos *gas y gasleo+, en cuyo caso se denomina quemador mixto.

Los hay atmosfricos, que producen la llama a presin ambiente, y con soplante,

donde un ventilador se encarga de aumentar la presin del aire necesario para la

combustin, lo que hace que se pueda quemar m/s cantidad de combustible y que

el rendimiento sea superior.

'n algunos pases del 'ste, como olonia y 5crania, tambin se sola mezclar

polvo de carbn con gas, para aumentar el poder calorfico del combustible, perono es norma habitual hoy en da.

Q#!'a)o"!s )! %ot!.c&a 2a"&a(l!


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Hay dos tipos principales- quemador con etapas y quemador modulante-

Juemador de etapas- este quemador puede hacer llama de varios

tamaos, dejando pasar m/s o menos combustible. 'l m/s sencillo es de tres

etapas- todo4medio4nada, es decir que produce una llama mitad de la que es

capaz de producir en condiciones de plena potencia, y otros de m/s etapas,

aunque no suele tener m/s de cuatro- todo4dos tercios4un tercio4nada. #uando

se requiere mayor variacin se recurre al siguiente-

Juemador modulante- 'n este quemador, tanto para combustibles lquidos

como gaseosos, puede modularse la potencia *el tamao+ de la llama por un

sistema electrnico, que regula en funcin de las necesidades de calor,

necesidades que conoce por una sonda situada en la conduccin de retorno

del sistema de calefaccin3 a menos temperatura, mayor potencia habr/ que

dar a la llama.

'n este proceso no es necesario convertir el lquido en gas. 2e introduce

directamente el gas mezclado con el aire en el hogar y, mediante una chispa, se

prende la llama.

'n este sistema hay m/s dispositivos de seguridad porque, al contrario de lo que

ocurre con el gasleo, el gas s arde en condiciones ambientales. 'n cambio, en el

caso del gasleo es necesario calentarlo o someterlo a presin para que arda.


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4.5.3 DUCTOS, TUBERAS, VLVULAS, EQUIPOS AUILIARES

4.5.4 INSTRUMENTOS DE CONTROL

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