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• Gustavo Sosa

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Generadores de Vapor IIMPI - FING - UDELAR

Práctico Nº 2

Ejercicio N°1 Se tiene una caldera acuotubular que quema carbón con las siguientes características: C = 61%, H = 2,8%, S = 0,5%, N = 0,6%, Ash = 12,5%, H2O = 22,6% Qps = 6.100 kcal/kg La combustión es completa con CO2 = 13,8% El generador quema 2.900 kg de combustible por hora, produciendo vapor saturado a 20 ata con una temperatura de entrada del agua a 80ºC. a) Calcular la producción de vapor de la misma si en la chimenea se mide una temperatura de humos de 300ºC. b) Si se mantiene la misma producción de vapor y la temperatura de chimenea es ahora de 250ºC, calcular el nuevo consumo de combustible. c) Si se mantiene el consumo de combustible de la parte a, y la temperatura de chimenea de la parte b, calcular la nueva producción de vapor. d) Calcular el rendimiento del equipo en cada caso.

Ejercicio N°2 Una caldera acuotubular que produce 30 ton/h de vapor sobrecalientado a 40 ata y 460ºC quema el siguiente combustible: C = 84%, H = 5,7%, O = 3,9%, Ash = 6,4%, Qps = 9.000 kcal/kg, con un exceso del 30%, siendo la temperatura en la chimena 250ºC y la del agua de entrada a la caldera 130ºC. a) Determinar la composición de humos en base húmeda. b) Calcular el consumo de combustible. c) Calcular el rendimiento. d) Se desea trabajar a 25 ata manteniendo el exceso, el gasto de combustible y la producción de vapor de la parte anterior. Calcular la nueva temperatura del vapor sobrecalentado. e) Calcular el nuevo rendimiento.

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Práctico Nº 2

Ejercicio N°3 Se tiene una caldera con la siguiente producción nominal: 40 ton/h de vapor sobrecalentado a 25 ata y 450ºC. La temperatura del agua de alimentación es de 150ºC y la temperatura del aire ambiente es de 25ºC. El combustible utilizado tiene la siguiente composición: C = 83%, H = 10,4%, S = 2,8%, O = 0,7%, H2O = 3,1%, Qps = 10.480 kcal/kg En la combustión se generan CO = 0% y O2 = 3,15% a) Graficar el rendimiento en función de la temperatura de humos en la chimenea manteniendo los demás parámetros constantes. b) Graficar la producción de vapor en función del consumo de fuel oil para η = 85%, η = 75% y η = 90%, manteniendo los demás parámetros constantes. c) Graficar la producción de vapor sobrecalentado en función de la temperatura de chimenea.

Ejercicio N°4 Una planta industrial posee una caldera marina escosesa de tres pasos produciendo 1.800 kg/h de vapor saturado a 7 ata. Quema completamente un fuel-oil de composición: C = 85%, H = 15% con Qps = 10.000 kcal/kg, obteniendo en humos CO2 = 13%. Este combustible es precalentado con vapor del mismo generador, llegando con una temperatura de 120ºC a la laza del quemador. Información adicional: Temperatura de combustible en el tanque diario = 25ºC Temperatura de entrada del agua a la caledra = 109ºC Temperatura de chimenea = 293ºC Temperatura de sala de calderas = 20ºC a) Calcular el gasto de combustible a quemar en estas condiciones. b) Calcular la cantidad necesaria de vapor para el precalentamiento del fuel.

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Práctico Nº 2

c) El equipo de combustión del generador está diseñado para poder quemar completamente un gas cuya composición en volúmen es: CH4 = 99,6%, N2 = 0,4% con Qps = 8.879 kcal/Nm3, obteniendo CO2 = 11,7%. Se estima trabajar con una temperatura de chimenea de 170ºC. Calcular el consumo de combustible necesario para cubrir las necesidades de vapor de la planta.