Multiple Input Sources

→ El uso de exceso de aire correcto conlleva un ahorro de combustible, con la siguiente disminución de emisión de CO2 a la atmósfera.

→ El nitrógeno es utilizado en pequeñas cantidades comparadas con el consumo de combustible y aire y aunque está considerado en la hoja de cálculo, puede ser despreciado.

→ Se cuenta con el procedimiento matemático e ingenieril para poder evaluar el calor que se puede recuperar de los gases de combustión que se pierden por la chimenea.

→ Se debe tomar muy en cuenta las limitantes que se tienen a la hora de extraer todo el calor de los humos de la chimenea (resistencia de la chimenea, generación de NOx, CO, entre otros). Según norma no se debe permitir niveles de CO mayores a 400 PPM.

→ Es importante tener conocimiento de cómo se realiza la combustión en el equipo industrial que se quiere analizar.

→ El sistema Scada facilita enormemente la toma de datos históricos del equipo y permite conocer más a detalle el funcionamiento del mismo.

→ Los resultados de la composición de los gases de combustión están sobre la base de una combustión completa lo que en la práctica no sucede, estas variables están en constante fluctuación, por lo que se aconseja verificar los resultados con una medición de los componentes de los gases de combustión para una mayor precisión.

→ Es importante evaluar el comportamiento real del equipo que se va ha analizar (consumos de aire, combustible, registros de temperatura, presiones, etc.) para determinar el calor que se puede recuperar a diferentes horas del día.

→ Se debe conocer las necesidades energéticas que tiene la empresa para la cual se va a realizar el estudio, para dar prioridad a aquellos procesos (frío, calor, vapor, etc.) que más recursos consume tanto económicos como energéticos.

→ Se debe tener muy en cuenta la capacidad del equipo, por ejemplo los datos que se están considerando del horno industrial que se está analizando no está a la máxima capacidad de operación a la que fue diseñado según el catálogo.

3.7 Bibliografía

[1] J.C. SERRANO Y Y.A. CARRANZA, “Análisis Teórico en quemadores de Gas Natural”, Universidad de Pamplona, Diciembre de 2005

[2] RICHARD M. FÓLDER, RONALD W. ROUSSEAU, “Elementary Principles of Chemical Processes” Third Edition, 2005

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[3] G. VILLAFLOR, G.V. MORALES Y J. VELASCO, “Variables Significativas del Proceso de Combustión del Gas Natural”, Universidad Nacional de Salta, Información Tecnológica, 2008.

[4] A. KHALIQ, S.C. KAUSHIK, “Thermodynamic performance evaluation of combustion gas turbine cogeneration system with reheat”, Applied Thermal Engineering, march 2004.

[5] I. MARTINEZ, “Termodinámica Básica y Aplicada”, Dossat,1992

[6] S. R. TURNS, “An introduction to combustion”, Mc Graw Hill, Second Edition, 2000 [7] ANNMALAI and PURI, “Combustion Science and Engineering”, CRC Press, 2007 [8] E. L. KEATING, “Applied Combustion”, Second Edition, CRC Press, 2007

[9] SONNTANG, VAN WYLEN, “Introduction to Thermodynamics”, Third Edition, J. Wiley & Sons, 1991.

[10] Y.A. CENGEL, M.A. BOLES, “Thermodynamics an Engineering Approach”, Fifth Edition, McGraw Hill, 2006

[11] M. J. MORAN, H. N. SHAPIRO, “Fundamentos de Termodinámica Técnica”, Segunda Edición, Ed. Reverte, 2004

[12] E. J. BILO, “Excel for Scientists and Engineers – Numerical Methods”, J. Wiley & Sons, 2007.

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Ahora que ya se conoce el procedimiento para evaluar el calor de recuperación del horno industrial que se desperdicia por la chimenea, en este capítulo se menciona brevemente que tipos de recuperación de calor se puede aplicar y se dará mayor énfasis a la recuperación de calor para generar agua caliente para refrigeración por absorción.

4.1 Criterio de Selección del tipo de Recuperación de Calor

Una vez que se dispone la cantidad del calor disponible en la chimenea, se debe proponer de qué manera se puede recuperar este calor que sea de beneficio para el proceso desde un punto de vista principalmente económico.

Otro factor importante como se mencionó en el capítulo 2 es la temperatura disponible a la salida de la chimenea y la temperatura final de salida después del recuperador para evitar la condensación de los gases de combustión (capítulo 3).

Entonces se conoce que con recuperación de calor se puede generar aire caliente, agua caliente, vapor de agua o aceite caliente entre los más usados; cada uno de estas variables puede ser utilizado en diferentes aplicaciones, por ejemplo el aire caliente se puede utilizar para precalentar el aire de combustión, para calefacción de ambientes, para algún proceso de secado, etc. El agua y el vapor pueden ser utilizados en muchas aplicaciones como plantas de energía eléctrica, de refrigeración, de aire acondicionado, para procesos de cocción, etc.

Además se debe considerar cuál de estas opciones representa un mayor ahorro y/o beneficio para la empresa (área de oportunidad) y esto va a depender de muchos

Se presenta el análisis termodinámico y económico para tres opciones de recuperación de calor: generación de electricidad, vapor o agua caliente y refrigeración por absorción. Se presentan resultados del modelo realizado. Se describe el funcionamiento del equipo de refrigeración por absorción de BrLi – Agua de simple efecto. Se tiene el balance de energía en el horno industrial.

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factores en los que hay que considerar los factores económicos (precio del combustible, costo de los equipos, costo de la tecnología, etc.) que al final de cuentas es el que va a definir si el proyecto va o no en marcha.

Resumiendo se puede mencionar los siguientes puntos:

→ Conocer las necesidades energéticas de la empresa (frío y calor).

→ Conocer la cantidad y tiempo del calor disponible que se tiene en la chimenea.

→ Determinar la cantidad de calor y temperatura que se puede tener de aire caliente, agua caliente, vapor de agua o aceite.

→ Dimensionar y Calcular los equipos necesarios para generar aire caliente, agua caliente y/o vapor, según sea el caso que se quiere analizar.

→ Conocer el valor económico de los combustibles y equipos que se va ha reemplazar así como también el costo de los equipos y tecnología que se quiere implementar.

→ Considerar el impacto ambiental que se tiene de cada tipo de recuperación de calor.

→ Pensar en una integración energética, es decir organizar los equipos de tal manera que los requerimientos de frío y calor se complementen y no estén separados (distribución adecuada y eficiente del calor disponible).

Bajo estas bases se va a evaluar y seleccionar el tipo de recuperación de calor que se va a efectuar en este caso en particular.

La siderúrgica Ternium consume como energías e insumos principales electricidad, gas natural, agua para generar vapor, oxigeno, argón, nitrógeno, aceite para lubricación, que son utilizados en muchos procesos; para fundir chatarra y fiero esponja, precalentar planchones, laminación de aceros, acondicionamiento de los ambientes de oficina, etc. Basados en el equipo de Horno de Recalentamiento de Planchones donde se analiza los gases de combustión, se observa que este equipo ya cuenta con un recuperador de calor que precaliente el aire, pero aún así se tiene un remanente de calor y temperatura que entra en la clasificación de recuperación de media y baja temperatura (ver capítulo 2) que puede ser utilizado para generar agua caliente o vapor a baja presión. Ahora los requerimientos de agua caliente o vapor de agua cerca del equipo no son requeridos, entonces queda ver que otras necesidades se tienen alrededor del equipo o de la planta. A parte de agua caliente y vapor de agua se puede evaluar la capacidad de generar electricidad para algún equipo o generación de refrigeración para aire acondicionado que son recursos energéticos que se consumen en la planta. De estas opciones (agua caliente, vapor a baja presión, generación de electricidad) se debe analizar cuál tiene mayor requerimiento y mayor beneficio económico.

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