Estudio numérico de una caldera acuotubular de una planta de cogeneración de la industria azucarera

Abstract

Actualmente la caldera es uno de los dispositivos más importantes y utilizados en la industria debido a que el vapor que produce este, puede ser utilizado para muchos procesos de producción en plantas o unidades de generación. Según estudios desarrollados, las calderas hacen parte de los principales equipos contaminantes del ambiente, debido a la implementación de combustibles fósiles, los cuales emiten material particulado al ambiente. Una caldera es un dispositivo utilizados para la producción de vapor mediante la aplicación de energía térmica para el agua. En la caldera, el fluido que está en estado líquido, aumenta su temperatura cambiando su fase a vapor saturado. El análisis energético es una herramienta que tiene como objetivo determinar el lugar donde se está desperdiciando la energía y cuáles serían las inversiones que permitan un uso racional de esta, un análisis energético determina las áreas con mayor uso de energía. Hoy día, uno de los principales desafíos que afronta la industria son los temas económicos y ambientales estando estos ligados al aumento del calentamiento global. Para las industrias es importante implementar estrategias que aumenten la sostenibilidad, demostrando la importancia de utilizar de forma eficiente los recursos energéticos: gas natural, petróleo, carbón, bagazo, entre otros. Para determinar la eficacia y eficiencia de cada sistema es necesaria la aplicación de la primera y segunda ley de la termodinámica. La energía no puede ser destruida, ya que se conserva en cada uno de los procesos. Para este proyecto se realizó análisis energético, ambiental y económico de una caldera bagacera de un ingenio azucarero de la región del Valle del Cauca (Colombia), La caldera empleada en la planta de cogeneración tiene una capacidad de producción de 400.000 lb/h (181 Ton/h) de vapor sobrecalentado a 950 Psig y 955 °F. Esta caldera está diseñada para quemar bagazo, carbón o una mezcla de estos dos combustibles en las proporciones que la operación normal lo permita.