Evaluación y modelación de un sistema de
generación de vapor mediante el software
Aspen Plus
Marlen Morales-Zamora, Mayra Guzmán-Villavicencio,
Blanca Elena Suárez-Marti, Vitaliy Danilo Suárez-Chernov,
Yoan Oliver-López
El presente trabajo tiene como objetivo la evaluación del sistema de generación de vapor de una caldera que utiliza crudo
cubano, mediante un diagnóstico integral y la modelación matemática, usando como herramienta el software Aspen Plus.
Materiales y métodos
1. Composición de la materia prima (crudo cubano).
Análisis de Resultados
1.Validación del modelo
Cálculo
Simulación
Calor (combustible)
2521 KJ/Kg
2525 KJ/Kg
10,29
Calor útil (agua)
2013,1 KJ/Kg
2208 KJ/Kg
Azufre (S)
6,31
Temperatura de los gases (salida)
224 oC
235 oC
Agua (H2O)
0,6
Eficiencia
86 %
87,4 %
Cenizas
0,0408
Dióxido de carbono (CO2)
9,9 %
10,5 %
Elementos
Cantidad (% peso)
Carbono (C)
81,80
Hidrógeno (H2)
2. Caracterización de la calidad del aire.
Determinación de factores de emisión y gases de
combustión
OxígenoFlujo
(O2)de agua de alimentación: 8,4
% 2800 Kg/h hasta
7,75000
% Kg/h.
Análisis de Sensibilidad.
desde
Flujo de combustible: desde 200 Kg/h hasta 300 Kg/h
Si bien incrementa la eficiencia de la caldera al aumentar los flujos se logra una
estabilidad en los valores entre un 86 % y un 88%, lo cual es representativo ya
que se logra mantener la eficiencia energética en el sistema. La eficiencia
energética se mantiene con buenos resultados (86% ± 4), al aumentar el flujo de
agua de alimentación y disminuir el flujo de combustible, por lo que beneficia la
operación en el sistema de generación de vapor, así como la disminución del flujo
de gases de la combustión a la salida de la chimenea
3. Consideraciones para la simulación
Conclusiones
Flujo de combustible: 235 Kg/h.
Exceso de aire: 45%
Flujo de agua: 2800 Kg/h.
La evaluación del sistema de generación de vapor, mediante la simulación permitió
establecer la cuantificación de los balances de masa y energía, el estudio del
comportamiento de las diferentes variables, así como determinar la eficiencia de la
caldera en el orden del 87% considerándola adecuada de acuerdo a las condiciones
de operación reales.
Las propuestas de alternativas tecnológicas en el sistema de generación de vapor
consisten en: elevar la altura de la chimenea para favorecer el transporte y dispersión
de los contaminantes, contribuyendo a elevar la calidad del aire y aumentar el flujo
de agua de alimentación con disminución paulatina del combustible.
método BPitzer
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