UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO

INTEGRANTES : HORNA LÓPEZ RENATO MONTEZA VALENCIA GERHARDT MORENO SOTOMAYOR VIDAL SALVADOR ZAVALETA LUIS

CURSO : SISTEMAS ENERGÉTICOS

PROYECTO : ANALISIS ENERGETICO Y EXERGETICO DE UNA PLANTA INDUSTRIAL

PROFESOR : ING. PAREDES ROSARIO RAÚL

ESCUELA : INGENIERIA MECÁNICA

TRUJILLO - 2007-II

TIPO DE INVESTIGACIÓN

Consideraciones:

Empresa interesada: complejo agroindustrial cartavio

• Está establecida

• Funciona normalmente

• Consume agua, energía eléctrica y combustibles

• Utiliza energía eléctrica para sus procesos de planta y para el

jugo de caña.

DE ACUERDO AL FIN QUE SE PERSIGUE: El tipo de investigación será aplicativa

a un proceso productivo, por lo que nosotros buscaremos que lo desarrollado en

este problema se aplique en la industria para su mejora.

DE ACUERDO A LA TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN: El tipo de investigación que

desarrollaremos sea la investigación descriptiva.

Lugar de Investigación

La libertad –cartavio

Objetivo

PREPARACIÓN DEL BALANCE ENERGÉTICO Y EXEGÉTICO PARA UNA PLANTA MANUFACTURERA Y ANÁLISIS DE VIABILIDAD PARA COGENERAR.

Industrias con Potencial de Cogeneración

Todas aquellas que necesiten energía térmica y eléctrica para su proceso:

Pulpa y Papel Azúcar y Alcohol Química Petroquímica Metalurgia Industria alimenticia Industria maderera Minería Textiles Gas y Petroquímica

Estudio de Factibilidad

1.-Estudio Técnico:

Su objetivo es el encontrar el mejor esquema aplicable al proceso en cuestión. Se debe tener en cuenta que el sistema de cogeneración se debe adaptar al proceso y no viceversa.

2 Estudio Económico:

Estudio mediante el cual se determinan los costos de energía que se obtendrán con el sistema de cogeneración y así cuantificar los beneficios en términos económicos.

Requerimientos básicos para el estudio de factibilidad

Datos del proceso industrial

Vapor: Demanda de vapor, Niveles de presión del vapor, Temperatura del vapor

Electricidad: Consumo eléctrico Demanda eléctrica Voltaje

Agua de enfriamiento: Temperatura del agua Fuentes disponibles Flujo disponible

Requerimientos básicos para el estudio de factibilidad

Datos de planta: Calderas Auto generación Horas de operación anuales Tratamiento de agua Disponibilidad de combustible

Costos:

Combustible Agua tratada Vapor Tasa de interés Inflación Costo de oportunidad Aranceles Impuestos

Se entiende como

Planta de cogeneración: La planta de generación de dos energías

útiles a los procesos productivos: por lo regular energía eléctrica y

energía térmica, esta última en forma de un fluido caliente como

vapor, agua, aire y gases calientes, entre otros.

Permisionario: El interesado, dueño o sociedad que pretende

implementar una planta de cogeneración

Gestión: El trámite, permiso, licencia, autorización o aviso, que debe

realizar el permisionario para implementar, instalar, construir y

operar una planta de cogeneración

Suministrador: La Comisión Federal de Electricidad (CFE) o Luz y

Fuerza del Centro (LFC), según sea el caso.

Red: Las líneas de transmisión y distribución que conforman el

Sistema Eléctrico Nacional, independientemente de que pertenezcan

Pasos para solicitar permiso de Cogeneración de Energía Eléctrica

o Objetivo:

Obtener el permiso oficial para generar energía eléctrica mediante la modalidad de cogeneración.

o Acudir a:Las oficinas de la Dirección General de Electricidad de la Comisión Reguladora

de Energía (CRE), y solicitar el formato de permiso de cogeneración de energía eléctrica.

o Plazo de respuesta:50 días hábiles, cuando se requiera recabar la opinión del suministrador, y de 20

días hábiles, cuando no sea necesario recabar dicha opinión (capacidades < a 3 MW, sistemas aislados y cuando consuman energía equivalente a la que generan).

En todo caso, el suministrador deberá emitir su opinión dentro de los 10 días hábiles a partir de la fecha en que se lo solicite la CRE, ya que en caso contrario, se entenderá que dicha opinión es favorable, porque: a) no se requiere interconexión a la Red, b) la capacidad de la planta no impactaa a la Red, o c) el proyecto no prevee excedentes de capacidad ni necesidad de interconexión.

o Comentarios:El permiso es obligatorio cuando se desea realizar un proyecto de cogeneración;

se recomienda tener una reunión previa con funcionarios de la Dirección General de Electricidad de la CRE.

Estudio de Impacto Ambiental

o Objetivo:Determinar la viabilidad del proyecto de cogeneración, en función del impacto

ambiental en el sitio y su entorno, desde su construcción hasta su operación, con base en estudios científicos y técnicos, y las medidas previstas para evitar o mitigar los efectos negativos sobre el ambiente, conforme a lo dispuesto por la normatividad ecológica y de impacto ambiental vigente.

Modificación del Permiso de Descarga de Aguas Residuales

o Objetivo:Obtener la autorización para realizar la modificación del permiso de descarga de

aguas residuales por la planta de cogeneración del permisionario, conforme a lo previsto en la Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento vigente.

mv = 131.36 TM/h

P = 41 bar T = 403 º C

T gases = 384 º CP = -0.0378 bar

Taire s = 346 º CP = 0.4583 bar

Taire p = 202.40 º CP = 0.169 bar

Pre – Calentador Secundario

Tg = 240.50 º CP = -118 bar

138.68 m3/h

Tgases = 110 º CP = -0.148 bar

Tagua = 113 º C

Pre – Calentador Primario

Electrobomba

Tturbina

M V1

M V2

M V3

M V4

M V5

Ventiladores

Q4Q3

Q2Q1

Lavado de gases

SATURACION

TRATAMIENTO DE AGUA

Fluido tecnológico

DATOS DEL ESTUDIO

Fabrica cartavio

Flujo masico del vapor:

Relacion aire combustible: ratio

Turbina 1

Diagrama h-s

P=12.41 bar

P=2 bar

TAP

1

3a

2a

12.41bar

2 bar

3

4

h

Ta=100ºC

Hallando flujo másico de combustible

Hallando El Rendimiento De La Caldera

Datos primera turbina

h’=504.70 s’=1.5301

P=42 bar h=3217.105 P=2bar h’’=2706.7 s’’=7.1271

T=403ºc s=6.7702

h’=805.162

P=12.41 bar

h’’=2785.92

hallando titulación

s

POTENCIA DE CALDERA

Peconomizador:

Pvaporizador:

potencia del sobrecalentador

Potencia de la caldera:

EE=

Potencia en turbina 1

EN TURBINA 2 y 3

h’=457.994 s’=1.4097

P=20 PSI h’’=2690.32 s’’=7.2477

Hallando titulación

20 PSI

Rendimientos de las turbinas

De la primera turbina:

De la segunda y la tercera turbina :

Análisis Del Combustible Bagazo

gC =48.5%gH =6.22%gO =44.92%gS =0.35%

Elemento m(kg) M(kg/kmol) n % KmolC 48,51 12 4,04 47,17H2 6,22 2 3,11 36,31O2 44,92 32 1,4037 16,3895S 0,35 32 0,0109 0,00127  100kg   8,5646 100

Reacciones de elementos volátiles

0.4717 C + 0.4717 O 0.4717CO

0.3631H2+0.18155 O2 0.3631 H2O

0.00127 S + 0.00127 O2 0.00127 SO2

Kmol O2 por elementos volatiles = O2

Kmol O2 requerido en los elementos volatiles :

(0.4717+0.18155+0.00127)=0.65452

O2=0.65452-0.1639=0.49062

ECUACIÓN DE REACCIÓN PERFECTA

(0.4717 C + 0.3631 H2 +0.00127 S + 0.1639 O2) +0.49062 (O2+3.76 N2)

(0.4717 CO2 +0.3631 H2O +0.00127 SO2 +2.49 N2)

ECUACION DE COMBUSTION COMPLETA

Asumimos

(0.4717 C + 0.3631 H2 +0.00127 S + 0.1639 O2)+1.4*0.4962( O2+3.76N2)

(0.4717 CO2 +0.3631 H2O +0.00127 SO2 +2.58N2+ 0.18 O2)

CUADRO DE REACTANTES

reactantes n M(kg/kmol) m(kg) % en masaC 0,4717 12 5,6604 5,32H2 0,3631 2 0,7262 0,68S 0,00127 32 0,4064 0,38O2 0,1638 32 5,2416 4,93O2+3,76N2 0,6868 137,28 94,28 88,68

AC =

Productos n M(kg/kmol) m(Kg.) % en masaCO2 0,4717 44 20,75 20,12SO2 0,00127 64 0,08128 0,000788H2O 0,3631 18 6,5358 6,338O2 0,18 32 5,7 5,58N2 2,58 28 70 67,88

103,12

ANEXOS