Uso de los análisis de exergía y transferencia de calor para identificar ahorros potenciales de energía en calderas pirotubulares

En este artículo se examina el uso de los análisis de exergía y transferencia de calor para ser aplicados en una caldera pirotubular, con los propósitos de determinar ahorros potenciales de energía y cuantificar el efecto que tiene la presencia de depósitos de naturaleza mineral en la operación e integridad estructural. La caldera se dividió en tres zonas que comprenden: la cámara de combustión, el intercambiador de calor y la chimenea, las cuales se estudian en detalle. Así mismo, se calculan los coeficientes de transferencia de calor por convección al interior y exterior de un tubo del intercambiador de calor, la tasa de transferencia de calor y la caída de temperatura a través de un tubo sin incrustaciones y otro con incrustaciones. Los resultados muestran que la eficiencia exergética de la caldera fue del 27,2 %, donde el proceso de intercambio de calor se constituye como el mayor contribuyente a la destrucción de exergía, seguido de la cámara de combustión y la chimenea. Los coeficientes de convección para los gases de combustión y el agua se cuantificaron en 68,5 W/m2 °C y 4245,5 W/m2 °C, respectivamente. Se determinó para un tubo la disminución del flujo de calor en 830 W ante una capa de tipo sílice de 0,1 mm, así como un aumento de la temperatura de la superficie interna en 63 °C. Los análisis aplicados sugieren que se pueden conseguir grandes ahorros energéticos por efecto de recuperar parte de la energía de los gases de combustión, mantener un adecuado porcentaje de exceso de aire y precalentar el agua de alimentación. Además, los depósitos de tipo sílice, a diferencia de los sulfatos y carbonatos de calcio, pueden −a espesores pequeños− aumentar considerablemente el consumo de combustible y generar fallas en los tubos por termofluencia.

• Autores: Mazuera Dorado, Héctor Andrés; Rojas Galvez, Brancen Andrés; Castang Montiel, Carlos Eduardo
• Tipo de recurso: Article of journal
• Fecha de publicación: 2014
• Institución: Universidad Autónoma de Occidente
• Repositorio: RED: Repositorio Educativo Digital UAO
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:red.uao.edu.co:10614/10689
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10614/10689
• Palabra clave: Caldera pirotubular; Exergía; Incrustaciones; Transferencia de calor; Exergy; Fire-tube boiler; Heat transfer; Scale
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