Memoria de Cálculo CALDEIRA 3

CONSIST

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MEMORIAL DE CÁLCULO PARA CALDEIRA NÚMERO 3

CLIENTE: INGENIO CHAPARRASTIQUE  CHAPARRASTIQUE 

22/08/02 ELABORADO VERIFICADO APROVADO

ÍNDICE

REVISÃO

DATA

1

CONS IS T

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1) OBJETIVO

2) INTRODUÇÃO

3) CARACTERÍSTICAS DA CALDEIRA COM DADOS DE CAMPO

4) CÁLCULO DA COMBUSTÃO COMBUSTÍVEL E CÁLCULO DA COMBUSTÃO CÁLCULO DA EFICIÊNCIA GERAL

5) DIMENSIONAMENTO DOS DOSADORES /ESPARGIDORES

1) OBJETIVO:

2

CONS IS T

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3

O OBJETIVO DESTE TRABALHO SERÁ O DE AVALIAR AS CONDIÇÕES ATUAIS DA CALDEIRA  NÚMERO 3 , E APRESENTAR O DIMENSIONAMENTO DOS DOSADORES E ESPARGIDORES .

2) INTRODUÇÃO ESTE ESTUDO ESTÁ BASEADO NO LEVANTAMENTO EXECUTADO NO CAMPO , DAS CARACTERÍSTICAS ATUAIS DO EQUIPAMENTO DESCRITAS A SEGUIR . VAMOS AVALIAR AS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO DA CALDEIRA COM AS DIMENSÕES ATUAIS E COM PRODUÇÃO NOMINAL DE 61,224 TON/H (135.000 Lb/h).

3) CARACTERÍSTICAS ATUAIS DA CALDEIRA COM LEVANTAMENTO DE CAMPO. PRODUÇÃO DE VAPOR NOMINAL............................................................................61,224 Ton/h PRESSÃO DE VAPOR..................................................................................................21 kg/cm2 TEMPERATURA DO VAPOR...................................................................................... 300 Gr C TEMPERATURA DA ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO......................................................95 Gr C TEMPERATURA DOS GASES SAÍDA DO PRÉ AR.....................................................250 Gr C TEMPERATURA DO AR ENTRADA DO PRÉ AR.......................................................27 Gr C UMIDADE DO BAGAÇO....................................................................................................50 % EXCESSO DE AR............................................................................................................... 30 % CALDEIRA COM GRELHA ROTATIVA

4) CÁLCULO DA COMBUSTÃO

COMBUSTÍVEL E CÁLCULO DE COMBUSTÃO CONDIÇÕES

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Combustível

2

4

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---------

BAGAÇO

C

%

23

3

H2

%

3,25

4

O2

%

23

5

 N2

%

0

6

S

%

0

7

Umidade

(M)

%

50

8

Cinzas

(ASH)

%

0,75

9

(BASE

kcal/kg

4.500

10

PCS* SECA) PCS

PCS* x (100-M)/100

kcal/kg

2.250

11

PCI

PCS - [9 x (H2 / 100) +(M / 100)] x 600

kcal/kg

1.775

12

Umidade Absoluta do Ar

(MA1)

0,013

13

Excesso de Ar

(E.A.)

kg UM/ kg AR  %

14

Ar Total Para Combustão

3,621

(LUC)

kg AR/ kg comb %

(UC)

%

0,556

(G)

kg GÁS/ kg comb kg UM/ kg comb kg UM/ kg comb kg GÁS/ kg comb %

4,608

Ao x (1+ MA1) x [1+ (EA / 100)]

15

Perda de Calor por Incombustos

16

Combustível não Queimado (em peso) LUC x (PCS / 8100)

17

Gás de Combustão

A + 1 - [ (ASH / 100) + (UC / 100)]

18

(A)

Umidade de Comb. e Formada na Combustão (MF) 9 x H2 / 100 + M / 100

19

Umidade Contida No Ar

(MA)

Gás Seco

(DG)

MA1 x A

20

G - MA – MF

21

Umidade dos Gases

30

2,0

0,790 0,047 3,771 18,18

100 x (MF + MA) / G

CÁLCULO DE EFICIÊNCIA CONDIÇÕES

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ENGENHARIA

1

Carga

%

100

2

Combustível

---

BAGAÇO

3

PCS

kcal/kg

2.250

4

PCI

kcal/kg

1.775

5

Temperatura de Saída dos Gases (TG) Temperatura de Referencia (TA) Entalpia da Água na Temp. de Ref. A 1 PSIA (h2) Entalpia do vapor na TG A 1 PSIA (h1) Gás Seco (DG) Umidade do Comb. e Formada na Comb. (MF) Perda de Calor Devido ao Calor Sensível no Gás Seco

o

C

220

o

C

27

kcal/kg

27

kcal/kg

711,58

kg GÁS/ kg comb kg UM/ kg comb %

3,771

%

24,05

6 7 8 9 10 11 12

DG x 100 x 0,24 (TG - TA) / PCS

0,790 8,97

%

0,41

14

Perda de Calor Devida a Umidade MF x 100 x ( h 1-h2 ) / PCS Perda de Calor Devido a Radiação # ABMA Perda de Calor Devido aos Incombustos

%

2,0

15

Perda de Calor Devido aos não contados

%

0,9

16

Perdas Totais (PT) Eficiência ao PCS (ηPCS)

%

36,33

%

63,67

%

80,73

13

17

100 - PT

18

Eficiência ao PCI η PCS x PCS / PCI

( ηPCI)

GERAL CONDIÇÕES

1

Carga

%

100

5

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6

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Combustível

----

BAGAÇO

3

Evaporação

kg/h

61.224

4

Pressão do Vapor na Saída

kg/cm 2 g

21

5

Pressão no Tubulão

kg/cm2 g

22

6

Pressão de Projeto

kg/cm 2 g

---

7

Temperatura de Saída do Vapor 

o

C

300

8

Temperatura da Água de Alimentação

o

C

95

9

Entalpia do Vapor na Saída

kcal/kg

720,58

10

Entalpia da Água na Alimentação

kcal/kg

95,25

11

Entalpia da Água Saturada

kcal/kg

223,10

12

Calor Total na Saída (Inclui Descarga Cont.)

kcal/h

38.676.790

%

63,67

kcal/h

60.748.477

kcal/kg

2.250

kg/h

26.999

3

x ( 9 - 10 ) + 3 x 0,05 x ( 11 - 10 )

13

Eficiência ao PCS

14

Calor Total na Entrada 12

x 100 / 13

15

PCS

16

Consumo de Combustível 14

(THI)

/ 15

17

Vazão de Ar Total

(WA)

kg/h

97.769

18

Vazão de Gás

(WG)

kg/h

124.416

19

Calor Introduzido Pelo Ar 

kcal/h

2.740.262

20

Calor Latente da Umidade Total

kcal/h

12.805.008

21

Perda de Calor por Incombustos

kcal/h

1.214.970

kcal/h

49.468.762

22

A x 16  G x 16 

WA’ x 0,245 x ( 137- TA ) MF x 600 x 16  ( LUC / 100 ) x

14

Calor Líquido Introduzido 14

+ 19 - ( 20 + 21 )

(NHI)

 Notas: 1. WA’= WA x % AR Pelo Pré-Ar 

5) DIMENSIONAMENTO DOS DOSADORES/ESPARGIDORES SELEÇÃO DOS DOSADORES

CONSUMO DE BAGAÇO 26.999 kg/h PESO ESPECÍFICO= 140 kg/m3 VAZÃO VOLUMÉTRICA

CONS IS T

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26.999 = 192,85 m3/h 140 QUANTIDADE DE BOCAS DE ALIMENTAÇÃO EXISTENTES 05 VAZÃO POR DOSADOR= 192,85/5= 38,57 m3/h SELEÇÃO DO EIXO DOS DOSADORES PARA PADRÃO 300x 450 ROTAÇÃO RECOMENDADA = 18 rpm VOLUME= 38,57/(4x18x60) = 0,00892 m3 ADOTADO EIXO DE DIÂMETRO 4” COM VOLUME DE 0,00892 m3

SELEÇÃO DE ESPARGIDORES

VAZÃO MÁSSICA POR BOCAL 26.999/5x2,205= 11.907 Lb/h PADRÃO 20” PARA VAZÃO ATÉ 13.300 Lb/h

7