Calculo de Ventiladores y Bombas de Caldera

CALCULO DE VENTILADORES Y BOMBAS DE CALDERA DE VAPOR EJEMPLO DE CALCULO, caldera de carbón típica DATOS

Producción de vapor Presión temperatura de vapor temperatura de agua de alimentación temperatura de gases de escape Presión en recalentador Temperatura en recalentador Presión en vapor de tambor Temperatura en vapor

EN UNIDADE 110,000 9 53 9 05 2 21 3 02

50,000 kg/h 67 kg/cm2 485 ºC 105 º C 150 ºC 67 kg/cm2 485 º C 73 kg/cm2 saturado

1. calculamos la carga de calor 

De las tablas de vapor tenemos Entalpia de vapor sobrecalentado Entalpia de tambor de agua Entalpia de agua de entrada

HS H = Hdwat= Hwat=

809 kcal/kg 305 kcal/kg 105 kcal/kg

SUPONEMOS EL 3% DE PURGAS DE CALDERA

1,456 5 49 1 89

3%

Total de carga de calor de la caldera=Total absorbido por el agua para convertir al calor de vapor+absorbi Carga de calor en Kcal/hora=

35,500,000 Kc Kcal/h

140,875,396 140,875,396 BTU/h

2. Calculamos consumo de carbón común

Consumo de combustible= carga térmica/(HHVxEficiencia) HHV del carbón(poder calórico)= Eficiencia= Consumo de combustible=

7278 Kcal/kg 86.49% 5,640 Kg/h

12,433 Lbs/h

3 calculamos Gases

Para tener la eficiencia de combustión combustión en carbón hay estos datos de gases expulsados: Unit Wet Gas Gases Mojados= 14.05 Kg/Kg de carbón Gases de aire= 13.12 Kg/Kg de carbón Gases de escape producidos= consumo combustiblexUnit wet gas Gases húmedos= Aire de combustión requerido=

79,237 Kg/h 73,992 Kg/h

4. Calculamos agua de alimentación

Agua de alimentación= Prducción*(1+purga) Agua de alimentación=

51,500 Kg/h

5. Calculo de tamaño de bomba de agua

Se requieren dos bombas al 100%, una espera y la otra en operación Descarga mínima de la bomba= densidad del agua= Descarga mínima de la bomba=

51,500 Kg/h 957.25 Kg/m3 53.80 m3/h

Margen requerido de capacidad entre 15% y 25% Para el caso asumimos= Descarga mínima=

20% 65.00 m3/h

Si hay recirculación se agrega un 9.5%

6.18

Cabeza de la bomba= presión de operación del tambor+perdidas de tuberia+perdidas de válvulas Cabeza de bomba=

86.19 Kg/cm2

En MWC=mts de columna de agua=

907 MWC a 105ºC

Para efecto de selección se da un 5% adicional en la cabeza MWC final=

953 MWC a 105ºC 2 Un

Resumen de las bombas de agua cantidad:

Caudal= Cabeza de operación=

65.00 m3/h 953 MWC a 105ºC

6. Calculo de los ventiladores

Ventilador de tiro de la caldera. Ai

6.1 VENTILADOR DE TIRO FORZADO 

Total aire de combustión calculado= Densidad del aire= una hora=

73,992 kg/h 1.17 Kg/m3 3600 seg

Total aire de combustión calculado=

17.57 m3/seg

Aire primario el 70%=

12.30 m3/seg

se toma el 20% adicional =>

14.76 m3/seg

Cabeza de perdidas=perdidas a traves de la rejilla + otras perdidas Dato aproximado de perdidas = Se toma del 15% a 20% de margen= Resumen de aire primario: Caudal= Cabeza de perdidas=

200 mm CA 230 mm CA 14.76 m3/seg 230 mm CA

Potencia al eje del ventilador Hp= Caudalxcabeza/(75.8xEficiencia)

Eficiencia típica= Potencia en Hp del ventilador al eje=

75% 59.70 Hp

Eficiencia de motor= Potencia de motor=

90% 66.33 Hp aprox=

COSTO DE OPERACIÓN EN= Horas reales costo KWH COSTO DE OPERACIÓN año= En US$ Costo en US$=

70

Hp

HPX0.74X$/KWHxNo Horas reales 7200 horas/año 230 $/KWH $ 81,287,183 $/año 1925 $/US$ 42,227 US$/año

6.2 CALCULO DE VENTILADOR DE AIRE SECUNDARIO 

Ventilador de aire horno Aire secundario es el 30% del aire total=

5.27

m3/seg

Caudal secundario toma el 20% adicional=

6.32

m3/seg

cabeza estática 3xcabeza del secundario=

650.9

mm CA

Potencia en Hp del ventilador al eje= Potencia de motor= COSTO DE OPERACIÓN año= En US$ Costo en US$=

72.41 Hp 80.45 Hp

$ 88,730,766 $/año 1925 $/US$ 46,094 US$/año

6.3 VENTILADOR DE EXTRACCION DE HUMOS O DE TIRO INDUCIDO 

Total gases húmedos calculados= Densidad de los gases=

79,237 Kg/h 1.33 kg/Nm3

Flujo de gases de chimenea=

16.59 Nm3/seg

Convirtiendo a la Temperatura de salida 150ºC Flujo adicionando 20%=

25.71 m3/seg 30.85 m3/seg

Presión Estática= perdidas de caldera + perdidas de ductos Presión estática de vent tiro Inducido +20%= Potencia en Hp del ventilador al eje= Potencia de motor= COSTO DE OPERACIÓN año= En US$ Costo en US$=

300 mmCA 162.80 Hp 180.89 Hp $ 199,507,294 $/año 1925 $/US$ 103,640 US$/año

S AMERICANAS lb/hora PSI ºF ºF ºF

BTU/lb BTU/lb BTU/lb

da para sobrecalentado+perdidas