Ahorro de energía mediante la optimización del control de la combustión y mejora de la eficiencia en la caldera de lecho fluidizado circulante de la empresa trupal s.a

Abstract

El presente trabajo de investigación trata sobre el estudio y análisis del proceso de combustión de la caldera de Lecho Fluidizado Circulante (CFB) en la empresa TRUPAL S.A. y tiene como objetivo principal determinar la influencia de los diferentes parámetros que intervienen en el proceso de combustión en una caldera de lecho fluidizado circulante, para obtener y tabular información referente al tema, y así desarrollar con mayor eficiencia el proceso de generación de vapor que se traducirá como un ahorro económico importante. La primera parte del trabajo describe las generalidades de la empresa y de la caldera CFB, conceptos básicos utilizados en la producción del vapor y descripción de todos los equipos que afectan la eficiencia de operación de una caldera. En el desarrollo de la investigación se evaluó el proceso de combustión de la caldera de lecho fluidizado circulante y su entorno, haciendo uso de herramientas estadísticas y computacionales como el programa EES (Engineering Equation Solver) que nos permitió analizar la situación actual del proceso, cuantificar la cantidad de perdidas centrándonos en dos factores más importantes como son: la temperatura del lecho y el carbón no quemado que se deposita en las cenizas, con lo cual se logró parametrizar las variables de operación. Como resultados se logró determinar los valores óptimos de las variables criticas del proceso de combustión cercanos a los de diseño pero adecuado a nuestra realidad y las cantidades de gases producidos en función de la temperatura del lecho, la cantidad de carbono no quemado depositado en las cenizas y la relación que existe entre las variables de operación más importantes y el rendimiento de la caldera. La parte final del proyecto presenta la determinación de los valores óptimos de variables dentro del proceso para maximizar el rendimiento de la caldera logrando una mejora de la eficiencia de 73.96% hasta 84.36% consiguiendo así un ahorro estimado en $ 1´155,168.00 al año solo por consumir menos combustible, se plantea también una serie de recomendaciones y propuestas de mejora para lograr la estandarización y optimización en la operación y así el sostenimiento del trabajo realizado abarcando procesos, instalaciones y equipos.