02 cenergia
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““APLICACIÓN DE GAS NATURAL APLICACIÓN DE GAS NATURAL EN EQUIPOS MINEROS E EN EQUIPOS MINEROS E
INDUSTRIALESINDUSTRIALES““
Ing. Juan Peralta Medina
Especialista energético ambiental
APLICACIÓN COMO COMBUSTIBLEAPLICACIÓN COMO COMBUSTIBLE
Instalaciones para calentamiento(Hornos circulares, rotativos, túnel, crisoles y retortas).
Cemento. Siderurgia y no ferrosos. Cerámica y vidrio. Minería (reducción de minerales). Secaderos (granos, tabaco, legumbres,etc.). Panificación.
APLICACIÓN COMO COMBUSTIBLEAPLICACIÓN COMO COMBUSTIBLE
Producción de vapor(Calderas y generadores de vapor).
Celulosa y papel. Textil y tintorería. Alimentos. Productos químicos. Otros.
Servicios auxiliares de planta Calefacción. Agua caliente. Climatización.
COGENERACIONCOGENERACION
Definición: Producción simultánea de calor útil por aprovechamiento del calor residual del equipo utilizado y la generación de potencia.
Ventajas
Alto rendimiento sobre el combustible utilizado (cerca del 90 %). Notable reducción del costo de energía eléctrica por unidad
generada. Gran versatilidad de uso. Tecnología probada con numerosas aplicaciones. Otros.
Inconvenientes Exige una gran conciencia del costo de la energía por parte del
industrial. Difícil de justificar con bajos precios de energía eléctrica de la red. Requiere de libre acceso del cogenerador al mercado eléctrico para
vender sus excedentes.
DISPONIBILIDADDISPONIBILIDAD
Sistema presurizado - respuesta inmediata. No requiere stocks - evita el costo financiero del almacenamiento
y transporte del combustible líquido. Garantía del suministro - amparada por el reglamento del
servicio. Causas más comunes de interrupciones:
Acción de terceros.Corrosión.Desastres naturales.
Estadísticas de países gasiferamente avanzados indican que las interrupciones en el suministro de gas natural no superan en promedio un 0, 0005% del volumen entregado
SEGURIDAD DE SU USOSEGURIDAD DE SU USO
Garantía de cumplimiento de normas técnicas y de seguridad en las instalaciones internas industriales.
Control de fugas - odorización. Combustión y ventilación - monóxido de carbono. Estadísticas mundiales de accidentes en las instalaciones
internas de los usuarios revelan el siguiente orden de incidencia:
Residenciales.Comerciales.Reparticiones públicas.Industriales.
REDUCCION DE EMISIONESFuel-oil / Gas natural (%)
10095
32
43
75
92
0
50
100
SO2 NOx CO2 CO Part. Residuo Emisiones
BENEFICIOS AMBIENTALESBENEFICIOS AMBIENTALES
1. Como mejorador ambiental
Su combustión reduce la emisión de gases nocivos para la salud humana con respecto a los combustibles fósiles alternativos.
No emite partículas.
2. Como mitigador de la emisión de gases de efecto invernadero
Su combustión reduce las emisiones de gases de efecto
invernadero cuya acumulación en la atmósfera contribuye al cambio climático.
GEI: CO2, CH4, O3, N2O, CFC, H2O(v).
REDUCCION DE COSTOS OPERATIVOSREDUCCION DE COSTOS OPERATIVOS
El uso de gas natural en la industria reduce los costos de:
Calentamiento (reducción de minerales). Secado. Generación de vapor.
CombustiónCombustión
La combustión del gas natural presenta llama azul poco luminosa en el hogar.
Existe menor transferencia de calor radiante por efecto luminoso.
Existe menor transferencia de calor radiante por efecto no luminoso.
CombustiónCombustión
La temperatura de salida de los gases es de 40 a 80 °C más elevada que lo normal.
Se obtiene mayor masa de gases de combustión a la salida de la chimenea.
Descripción del cambioDescripción del cambio
En calderas acuotubulares se evalua el banco convectivo en el caso de sobrecalentamiento de vapor.
Existen mayores temperaturas internas y externas en los tubos.
Según el Código ASME Sección 1 con la T máx y la calidad de metalurgía, se determina el espesor de la tubería.
Descripción del cambioDescripción del cambio
Por las temperaturas más elevadas se debe evaluar el material y espesor del aislamiento. No se deben tener pérdidas por radiación mayores a 1,5 - 2 %.
Se debe revisar si el stress es absorbido por la instalación original, a fin de adecuar el sistema existente a la tensión adicional por dilatación térmica.
Descripción del cambioDescripción del cambio
Frente a la nueva demanda de aire se debe evaluar el sobrediseño del caudal y presión de los ventiladores.
Se analiza si es conveniente sacrificar el sobrediseño del ventilador para contar con mayor flujo másico. En decisión conjunta con el usuario no se realiza el cambio de ventiladores.
Descripción del cambioDescripción del cambio
En chimeneas de tiro natural se incrementa la longitud. Se debe evaluar la velocidad del aire, condición sísmica y el cambio de material.
La temperatura de vapor sobrecalentado se incrementa de 10 a 40 °C por efecto de la mayor temperatura del gas.
Descripción del cambioDescripción del cambio
Para el caso de turbinas de vapor, se adecua estación de atemperación con capacidad de absorber el incremento (inyección de agua) y obtener la temperatura de diseño.
Se condensa y elimina el agua en línea a fin de evitar el desbalanceo de la turbina por sedimentación de sólidos en alabes.
Descripción del cambioDescripción del cambio
En calderas acuotubulares no se cambia la metalurgía del hogar, se cambian las filas de sistema de evaporación.
Se recomienda utilizar vemtilador de velocidad variable.
Se debe instalar sistema de seguridad triple redundante (elementos sensores, sistemas y estaciones de recepción).
Descripción del cambioDescripción del cambio
El fuel oil contiene de 1 a 1,5 % de azufre y tiene la temperatura de punto de rocío (dew point) de 140 - 146°C. La temperatura de los gases de salida debe estar por encima de 6°C como mínimo.
Con el gas natural se puede recuperar calor de los gases de combustión, disminuyendo la temperatura de salida.
Descripción del cambioDescripción del cambio
Utilizando gas natural se consigue 1 % de incremento de la eficiencia de la caldera y de 3 a 4 % adicional con otras medidas de mejora energética.
No se requiere controlar la viscosidad de 100 a 120 SSU en la punta del quemador. Se evitan taponamientos en filtros, boquillas de quemador y no se consume vapor de atomización.
Descripción del cambioDescripción del cambio
Utilizando gas natural se consigue disminuir los costos de mantenimiento de una caldera en 40 %.
Se obtienen ventajas ambientales por la no emisión de partículas (inferiores a 10 micrones) y la baja emisión de NOx originada por la alta temperatura de llama y exceso de aire utilizando quemadores adecuados.
Descripción del cambioDescripción del cambio
La conversión a gas natural en calderas pirotubulares no requiere el cambio de tubos.
En este caso se tiene mayor temperatura en el interior del tubo que se transmite al exterior.