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Página 34 1. SISTEMA DE CONTROL DE COMBUSTIÓN PROPUESTO

El sistema de control de combustión tendrá por objeto mantener la relación aire-combustible en la mezcla más apropiada para una excelente combustión, esto es, no tener exceso de aire mayor o menos al necesario. El exceso de aire mayor al necesario provocaría perdida de calor y esfuerzo innecesario utilizando en mandar el excedente a la zona de combustión. La correcta relación aire-combustible será lograda mediante el monitoreo del porcentaje de oxigeno dentro de los gases de salida de la combustión.

El sistema de combustión considerará la utilización de gas natural o combustóleo, también llamado aceite, como combustibles se considerara la posibilidad de tener uno o varios quemadores utilizando uno de estos combustibles y los restantes quemadores quemando el otro combustible. Los 6 subsistemas del sistema de combustión propuestos para la caldera , son los siguientes:

a. Control maestro

b. Demanda de flujo de aire c. Corrección de oxígeno d. Demanda de combustible

e. Demanda de combustóleo o aceite f. Demanda de gas

En donde cada unos de estos subsistemas estará relacionado con los demás subsistemas mediante alguna ó varias de las señales manipuladas ó producidas por algunos de ellos, utilizadas como entradas ó retroalimentaciones por algún otro subsistema.

Página 35 A continuación se presenta un esquema del sistema de combustión propuesto para la caldera :

a. CONTROL MAESTRO

Hardware Propuesto para este control:

El producto principal de la caldera es vapor, por lo tanto, el control principal de la caldera será el control de ese vapor, para eso, el sistema de control propuesto para la caldera, es un modelo PID de lazo cerrado de 1 elemento, el cual constará de:

Un trasmisor de presión para la presión de vapor de operación requerido, este valor de presión será ajustado según la demanda requerida por el proceso destino o mejor dicho el proceso que lo utilizará.

Se contará con un transmisor de presión de vapor en la salida de vapor de la caldera, en donde a partir de ese punto, el vapor será llamado precisamente el vapor de operación, este transmisor nos dará

Página 36 la retroalimentación necesaria para que un control PID pueda saber cuándo alcance la presión requerida y entonces pueda estabilizarse. Software propuesto para este control:

La entrada de este control tendrá la siguiente nomenclatura:

 _{Transmisor de presión para la “Presión cabezal de vapor}

20kg/cm²” PIT-5019.

Analizando la lógica del control maestro, tenemos lo siguiente: la señal que mandará aire y combustible, ó sea, la presión de vapor, será establecida en este control principal al que llamaremos, “el maestro de la caldera”, el cual estará constituido por:

 El transmisor de presión de vapor, PIT-5019

 Un controlador de presión tipo PID que identificaremos en la lógica utilizada como un bloque con numero 1012, en lo sucesivo representaremos a este tipo de bloques en la lógica utilizada como: “BLQ”.

b. DEMANDA DE FLUJO DE AIRE

Hardware Propuesto para este control:

El sistema de control de demanda de flujo de aire propuesto para la caldera, es un modelo de 3 elementos, los cuales son:

 Un transmisor de flujo de combustóleo colocado en el cabezal general de combustóleo a quemadores.

 Un transmisor de presión diferencial para el flujo de gas colocando en el cabezal general de gas.

 Un transmisor de presión diferencial para el flujo de aire tiro forzado colocando en el lado de salida de aire del ventilador de tiro forzado.

Este control tendrá por el objetivo el proporcionar la demanda de aire requerida por el control de combustión a todo lo largo de la curva de operación desde fuego mínimo hasta máxima carga, ya que esta señal entrará a un control PID y el elemento de control será un servomotor que controlará la apertura de las compuertas de descarga del ventilador de tiro forzado.

Página 37 Software propuesto para este control:

Las entradas y salidas de este control tendrán la siguiente nomenclatura:

 _{Transmisor de flujo para el “Flujo combustóleo” FIT}-5005.

 _{Transmisor de presión diferencial para el “flujo gas cabezal”}

FIT-5003

 _{Transmisor de presión diferencial para el “flujo aire tiro forzado”}

FIT-5004

 Servomotor para “compuestas descarga turbo VFT” FZ-5001

c. REAJUSTE DE OXIGENO

Hardware Propuesto para este control:

El sistema de control de reajuste de oxigeno propuesto par la caldera, es un modelo de 2 elementos, los cuales son:

 Un analizador de oxigeno para el porcentaje de oxigeno en la salida de gases en la chimenea de la caldera.

 Un transmisor de flujo para el flujo de vapor a la salida de la caldera.

Este control tendrá por objetivo el mantener la correcta cantidad de oxígeno en los gases a la salida de la caldera, ya que ésta señal entrará a un control PID y el elemento de control será una señal de porcentaje de oxígeno que se adicionará como corrección a la señal de flujo de aire para entrar al control PID del flujo de aire.

La operación automática efectuará una corrección sobre el flujo de aire caracterizado para mantener al oxigeno dentro de los parámetros establecidos en las pruebas de combustión, ya que la caldera operará bajo un patrón definido por el exceso de aire, en función de la carga, estableciendo con ellos los parámetros de liberación de calor, presiones, temperaturas y fluidos más apropiados para la operación de la unidad.

Página 38 Software propuesto para este control:

Las entradas y salidas de este control tendrán la siguiente nomenclatura:

 Analizador de oxigeno “gases de combustión” AIT-5001

 Trasmisor de flujo “ flujo de vapor” FIT-5001

 Señal de reajuste de oxígeno

La lógica para el reajuste de oxígeno generará una señal que entrará como corrección al flujo de aire caracterizado para retroalimentar al controlador PID de aire BLQ1023, vía los bloques 890 y 1021.

d. DEMANDA DE COMBUSTIBLE

Hardware Propuesto para este control:

El sistema de control de combustible propuesto para la caldera, es un modelo de 3 elementos, los cuales son:

 Un transmisor de flujo para el flujo de combustóleo colocado en el cabezal de combustóleo.

 Un transmisor de flujo para el flujo de gas colocado en el cabezal de gas.

 Un transmisor de presión diferencial para el flujo de aire tiro forzado colocado en el lado de salida de aire del ventilador de tiro forzado.

Este control tendrá por objetivo el proporcionar al control maestro el combustible requerido manteniendo en todo momento la correcta relación aire-combustible para una perfecta combustión de los combustibles alimentados, ya que estas señales entrarán a dos controles PID y los elementos de control serán:

 Una válvula de control de combustóleo colocada en el cabezal general de combustóleo.

 Una válvula de control de gas colocada en el cabezal general de gas.

Página 39 Software propuesto para este control:

Las entradas y salidas de este control tendrán la siguiente nomenclatura:

 Transmisor de flujo “flujo combustóleo” FIT-5005

 Transmisor de flujo “flujo gas cabezal” FIT-5003

 _{Transmisor de presión diferencial “flujo aire tiro forzado” FIT}- 5004

 Válvula de control “flujo de gas a quemadores” FCV-5001

 Válvula de control “ flujo de combustóleo a quemadores”FCV- 5002

La señal de control maestro se comparará en el sector de señal BLQ1013 en términos de porcentaje con el flujo de aire caracterizado (y sin corrección de oxígeno), y se seleccionará la menor de entre las dos señales, la del control maestro o la del flujo de aire.

e. DEMANDA DE COMBUSTÓLEO O ACEITE Software Propuesto para este control:

Al controlador PID de aceite BLQ1015 se le aplicará la señal de demanda (vapor de ajuste variable con la carga), de aceite para que genere una señal de control que a través de la estación “M/A FLUJO ACEITE_{” BLQ376 FIC}-5002, establezca la apertura de la válvula de control de aceite.

El medidor de flujo másico para el aceite FIT-5005 censará el flujo de combustóleo, el cual se totalizará con el flujo de gas, si tuvieran encendidos uno o varios de los quemadores con gas, y se retroalimentara al controlador de aceite para informarle que la demanda de aceite ha sido satisfecha, o que debe de corregirse si fuese insuficiente o haya sido excedida.

f. DEMANDA DE GAS

Software Propuesto para este control:

Al controlador PID de gas BLQ1026 se le aplicará la señal de demanda de gas para que genere una señal de control que a través de

Página 40 la estación “M/A FLUJO GAS” BLQ382 FIC-5001 establezca la apertura de la válvula de control de gas.

El transmisor de flujo de gas FIT-5003 retroalimentará al control que la demanda de gas ha sido satisfecha, o que debe de corregirse si fuese insuficiente ó haya sido excedida.

2. SISTEMAS DE CONTROL DE AGUA DE ALIMENTACION