Estudio de la eficiencia de combustión de la sala de calderas de la empresa Remavenca Establecimiento Turmero Edo. Aragua.

Abstract

El vapor es un servicio muy común en la industria, que se utiliza para proporcionar energía térmica a los procesos de transformación de materiales a productos, por lo que la eficiencia del sistema para generarlo, la distribución adecuada y el control de su consumo, tendrán un gran impacto en la eficiencia total de la planta. Esta situación se refleja en los costos de producción de vapor y, en consecuencia en la competitividad y sustentablilidad de la empresa. La explotación y el uso de la energía se han convertido en los últimos años en un tema prioritario en el mundo, debido al agotamiento de los recursos naturales no renovables, los impactos ambientales y los altos costos generados por su consumo. Remavenca es una empresa manufacturera de maíz que se ha preocupado siempre por mantener un equilibrio armónico entre el medio ambiente y la economía para obtener una mayor producción, es por ello que el objetivo principal de este Trabajo Especial de Grado es realizar el estudio de factibilidad técnico-económico de diferentes alternativas que permitan optimizar la eficiencia de combustión en el proceso de generación de vapor. La experiencia ha demostrado que la gran mayoría de calderas industriales trabajan con eficiencias térmicas menores a la máxima alcanzable. Por otro lado, la ineficiencia de las calderas y sistemas de distribución, además de implicar mayor consumo de combustible, implican también un incremento proporcional de las emisiones de gases de combustión. Este trabajo se basó en determinar la eficiencia de combustión de la caldera N° 6 del tipo acuotubular, ubicada en la sala de calderas de la empresa Remavenca; para determinar la eficiencia fue necesario la realización de análisis de combustión utilizando un equipo portátil medidor de gases, a través del cual se evaluaron parámetros como: exceso de aire, consumo de combustible, relación aire/combustible, concentración de los gases de combustión (CO y CO2), temperatura ambiente y temperatura de los gases a través de la chimenea. El sistema actual de mezcla aire/combustible presente en la caldera N° 6 es un sistema mecánico, compuesto por un sistema de varillas y levas acopladas que controlan conjuntamente la válvula reguladora de combustible y el damper de aire. Este sistema resultó ser muy inestable e ineficiente ya que la vibración natural de la caldera lo desajusta constantemente y por ende no es capaz de mantener la relación adecuada de aire/combustible, resultando la eficiencia promedio de la misma en un 70%, la cual es baja considerando que para el rango óptimo de operación de una caldera, la eficiencia debe encontrarse entre (75-90)%. Para evaluar la eficiencia de esta caldera se aplicó el método del Balance de Energía, o llamado método de las pérdidas, a través del cual se determinaron todas las pérdidas de calor posibles en un equipo de esta naturaleza, entre éstas se encuentran: pérdidas por gases de chimenea, por gases no quemados, por radiación y convección, por purgas y pérdidas por el quemador. Las mayores pérdidas fueron registradas a través de los gases de chimenea, en promedio 11%, reflejando que existe un problema en el control de relación aire/combustible, además la caldera presentó ensuciamiento de hollín en los tubos próximos al quemador, adicionalmente se determinó que en el último ejercicio económico (2004-2005), se consumió mucho más combustible que durante el ejercicio económico anterior (2003-2004), a pesar de que se produjo menos vapor. Se evaluaron tres alternativas posibles de inversión en donde la primera es seguir con la que esta actualmente instalada (sin ningún cambio), la segunda es instalar un controlador y dos servo motores que controlen directamente los flujo de aire y combustible y la tercera es adicional a los servo motores anteriores y el controlador, instalar un sensor de oxígeno que determine la relación óptima de aire/combustible, para cada carga de la caldera y así minimizar las pérdidas por combustible no quemado. Resultando esta última y la inversión más factible desde el punto de vista económico y técnico, ya que estima un ahorro anual de 4.532 $ que involucra tanto el mantenimiento como los ingresos por ahorro de combustible.