Propuesta estratégica de gestión energética para reducir el consumo energético de la caldera pirotubular Johnston Boiler de 900BHP de la empresa CNC S.A.C

Abstract

El presente estudio de tesis, propone estrategias de gestión energética para mejorar el consumo energético del caldero pirotubular Johnston Boiler de 900BHP, estrategias como el cambio de combustible petróleo industrial N°6 por gas natural, recuperación de vapor flash de purgas continuas para el calentamiento del agua de alimentación y calentamiento de la temperatura de aire por medio del aprovechamiento de la energía de los gases residuales. La situación actual del caldero pirotubular Johnston Boiler de 900BHP, indico que el flujo másico de purgas es 2667.6 Kg/h, el flujo másico de gases residuales 29700 Kg/h, el flujo másico de aire 28656 Kg/h, flujo másico de vapor flash 396 Kg/h y el rendimiento energético 77.08%. De tal manera que dichas condiciones de operación actuales del caldero, conllevan a que el costo de generación de vapor corresponda a 53.10 $/TM. Se implementó el sistema de cambio de combustible petróleo industrial N°6 por gas natural. La propuesta de gestión energética permitió que la caldera con cambio de combustible a gas natural consuma 653.18Kg/h, con un rendimiento mejorado de 93.34%, donde las perdidas por gases residuales se redujeron a 253.42KW (2.60%), combustión incompleta 54.65KW (0.55%), hollín 69.10KW (0.70%), purgas 228.67KW (2.30%), convección 16.14KW (0.16%) y radiación 34.40KW (0.35%). Logrando reducir los costos de generación de vapor a 8.11 $/TM. Seleccionando un quemador dual Baltur GI MIST 100 DPSGM CE 60HZ con una potencia de 15500KW. La implementación de sistemas de recuperación de calor, permitieron recuperar el 14.70% del vapor flash equivalente a 396Kg/h en tanques de revaporizado tipo FV12 Spirax Sarco para aumentar la temperatura del aire a 80.40°C y la temperatura del agua de alimentación a 105°C a través de la energía de los gases residuales. De esta manera se logró un ahorro de 64.90 Kg/h de gas natural. Obteniendo un beneficio útil de 2713489.71 $/año, con una inversión inicial de 452898.00 U$$ y un retorno operacional de la inversión de 2 meses.