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Informe Generador de Vapor

Date post:08-Oct-2015
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UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA QUMICALABORATORIO DE INGENIERA QUMICALABORATORIO DE INGENIERA QUMICA II

INFORME N 1ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE LAS VARIABLES QUE PRESIDEN EL PROCESO DE COMBUSTIN E INTERCAMBIO DE CALOR EN EL EQUIPO GENERADOR DE VAPOR DEL LABORATORIO DE INGENIERA QUMICA

Prof.: Julio RodrguezPreparador: Eldrys vilaSeccin: 66 Grupo: IIIntegrantes:APONTE, KathleenLANDAETA, PabloDIAZ, Yonatan

Jefe de grupo:Kathleen Aponte

Valencia, 27 de Enero de 2014Objetivo 1. Precisar el principio bsico del funcionamiento del generador de vapor e identificar el tipo del Laboratorio de Ingeniera Qumica.El generador de vapor es un equipo de transferencia de calor, cuyo objetivo principal es calentar agua hasta vapor saturado por medio de una combustin que ceder la energa al agua. El agua de alimentacin que va a la caldera es almacenada en un tanque o cmara de agua con capacidad suficiente para atender la demanda de la caldera, as una vlvula de control de nivel mantiene el tanque con agua, a su vez una bomba de alta presin empuja el agua hacia adentro de la caldera por medio de tuberas, al tiempo que, se da la combustin en el horno u hogar, esta es visible por el funcionamiento del quemador en forma de flama, el quemador es controlado automticamente para pasar solamente el combustible necesario, la flama o calor es dirigida y distribuida a las superficies de calentamiento o tuberas donde la energa trmica liberada en el proceso de combustin se transmite al agua contenida en los tubos. Cuando el agua fluye a travs de los tubos y el calor es aplicado por fuera se le conoce como Acuotubular, en otros casos los tubos estn sumergidos en el agua y el calor pasa por el interior de los tubos a este diseo se le conoce como Pirotubular. Por medio de los procesos de radiacin, conduccin y conveccin el agua se transforma en vapor, dicho vapor es conducido por tuberas a los puntos de uso; en la parte superior de la caldera se encuentra una chimenea la cual conduce hacia afuera los humos o gases de la combustin. En conjunto en la caldera existen mltiples controles de seguridad para aliviar la presin si esta se incrementa mucho, para apagar la flama si el nivel del agua es demasiado bajo o para automatizar el control del nivel del agua. El generador de vapor del Laboratorio de Ingeniera Qumica es de tipo pirotubular.

Objetivo 2. Analizar los sistemas de tiro del generador de vapor.El sistema de tiro consiste sencillamente en el recorrido que experimenta la corriente de gases de combustin partiendo desde la cmara de combustin, pasando por los tubos y finalizando en la chimenea del equipo para proceder a salir a la atmsfera. La finalidad del sistema de tiro es introducir en el hogar el aire necesario para la combustin completa, adems de obligar a los gases de combustin a trasladarse por los tubos del equipo a una velocidad definida y proceder a ser expulsados al ambiente a una altura relativamente alta a travs de la chimenea. El generador de vapor trabajado opera mediante dos tipos de tiro, explicados a continuacin:Tiro natural: como su nombre lo indica ocurre en forma natural debido a que en la cmara de combustin se generan presiones negativas o por lo menos presiones inferiores a la presin ambiente, por lo tanto el fluido de gases realiza un recorrido de menor a mayor presin pasando a travs de los tubos del hogar de la caldera. Tiro forzado: en este tipo de tiro se utilizan mecanismos artificiales capaces de producir la diferencia de presin y por ende corrientes de aire e introducirlas a la cmara de combustin para la circulacin de los gases, en la prctica experimental se oper con un turboventilador. El generador de vapor opera mediante los dos tiros explicados anteriormente, puesto que al alcanzar la presin de operacin previamente definida por el operador, los controladores de presin se encargan de detener el proceso, incluyendo la actividad del turboventilador; generando directamente el tiro natural, y cuando la presin en el hogar desciende, el proceso de generacin de vapor se reanuda por completo la expulsin de gases mediante el tiro forzado.

Objetivo 3. Precisar y explicar los sistemas de control y seguridad previos a la operacin de la calderaEn un generador de vapor se manejan elevadas presiones y temperaturas, por lo que un fallo en cualquier dispositivo puede causar daos en el equipo o en el peor de los casos ocasionar una explosin. Por lo que el sistema que conforma al generador de vapor cuenta con sistemas de control, entre ellos se encuentran:

1. Controles para manejo y seguridad de agua: Se realiza a travs de un indicador de nivel acoplado al generador de vapor, cuando el nivel es bajo se activa el interruptor el cual impide que funcione el quemador hasta que no se restablezca un nivel ptimo de agua para el funcionamiento.a)Control de nivel por flotador: sistema que habilita el contactor de la bomba por medio de un interruptor para controlar el agua en la calderab)Control de nivel (auxiliar) Warrick: se acciona cuando el control de flotador falla, protege a la caldera por bajo nivel de agua apagando el quemador

2. Controles para manejo y seguridad de combustible: Se realiza a travs de la disminucin de la presin de operacin fijada en el controlador, lo cual hace que la bomba de combustible se encienda cuando la presin baje permitiendo el paso de combustible hacia el hogar del generador de vapor. Est formado por:a) Filtro : proteccin de cuerpos extraosb) Bomba: mecanismo de transportec) Precalentador elctrico y a gas: elevar la temperatura del combustibled) Vlvula desaireadora: sacar el aire en el precalentador elctricoe) Vlvula termosttica: localizada a la entrada del calentador de vapor, si baja la temperatura del combustible se abref) Vlvula reductora: reduce la presin de vapor de la lnea al precalentador segn lo requerido por esteg) Trampa: desalojar lo condensador a la salida del precalentadorh) Manmetro y termmetro: se instalan despus del filtro y muestra presin de atomizacin y temperaturai) Vlvula modulante: regula la presin y cantidad de combustible al quemador principalj) Vlvulas solenoides: abren y cierran el flujo de combustible

3. Sistemas de control de las presiones: Existen dos controladores, donde en uno se fija la presin mxima de operacin y en el otro la presin de operacin, si la presin de operacin disminuye se encendern la bomba de combustible, la bomba de agua, etc; pero si la presin de operacin aumenta, se pasara a el controlador de la presin mxima de operacin, que es un segundo sistema el cual evitara sobrepresiones en el generador de vapor.

4. Sistemas de alivio: Entre ellos se encuentran:a) Vlvula de alivio: Se encuentra ubicada en la parte superior de la caldera la cual se acciona cuando el sistema de control de presin no funciona y libera vapor disminuyendo as la sobrepresin.b) Tapn fundible: Es un nico tapn que se encuentra ubicado en uno de los tubos, al calentarse hasta su punto de fusin permitirn el paso de agua de la coraza hacia los tubos y finalmente a la llama de combustin, apagando la misma y evitando que el sistema tenga un sobrecalentamiento.

Objetivo 4. Explicar el proceso de tratamiento de agua utilizado en el generador de vapor dentro de las operaciones unitarias.La suavizacin del agua por medio de intercambio inico, es un tratamiento muy especfico relacionado cuantitativa y cualitativamente con los slidos disueltos presentes en el agua empleando el intercambio inico, haciendo uso de un equipo llamado resina de intercambio inico que se define como una macromolcula insoluble en agua, compuesta por una alta concentracin de grupos pobres cidos o bsicos integrados en una matriz de un polmero sinttico (estirnicas, acrlicas, entre otras). El agua que va a ser tratada contiene distintas concentraciones de sales disueltas, las cuales estn disociadas en forma de iones. Los iones positivos son los cationes (Ca+2, Mg+2, Na+, entre otros) y los negativos son los aniones (SO4- ,Cl-, HCO3-, CO3-, NO3-, PO4-2, entre otros).El agua cruda ingresa por la parte superior del equipo de la columna de ablandamiento de agua, atraviesa el manto de resinas, pasa por las boquillas difusoras hacia la cmara inferior, saliendo por el punto de salida fijo de la parte inferior del recipiente. La absorcin es realizada por medio de resinas catinicas sdicas que adhieren los iones de difcil disolucin y liberan en su lugar iones simples, que se disuelven con facilidad.Desde el punto de vista de las operaciones unitarias, este procedimiento se realiza para mejorar la calidad de las aguas por medio de la absorcin de los iones dobles de difcil disolucin (especialmente calcio y magnesio) que producen el endurecimiento del agua.

Objetivo 5. Proponer mtodos para conocer el comportamiento del generador de vapor. Realizar inspecciones peridicas al generador de vapor: Las inspecciones al equipo se deben realizar ya que bsicamente se desea que haya una transferencia de calor de los gases de combustin que van por los tubos al agua que los rodea, es necesario que dichos tubos estn en las mejores condiciones para que dicha transferencia sea la ms efectiva, por lo que se recomienda hacer inspecciones peridicamente para cerciorar que estn en buen estado. Realizar anlisis Orsat: Es de vital importancia realizar dicho anlisis, pues mediante los resultados que arroje, se apreciara si la reaccin de combustin fue completa o incompleta Anlisis de la dureza del agua: Se debe realizar dicho estudio puesto que es de gran importancia mantener en buenas condiciones los componentes del equipo generador de vapor, para as eliminar cualquier incrustacin o sedimento formado en el mismo, para ello se analiza si el agua que est ingresando al sistema posee la dureza adecuada, en caso contrario se debe cambiar la resina o regenerarla.

Objetivo 6. Determinar el tiempo correspondiente a un ciclo de operacin de un gen

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