CONSIST
ENGENHARIA
JLJ ENG. COM. SERV. Ltda
Rua Tiradentes, 848 - sala 14 - Piracicaba - SP Fone: (19) 3422-9757 - Fax: (19) 3422-9740 e-mail: “
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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
ENGENHARIA
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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
ENGENHARIA
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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
ENGENHARIA
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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
