Diseño de un sistema de combustión con petróleo residual Nº 6 para un caldero acuotubular Babcock Wilcox Stirling M-31

Abstract

Con este proyecto se pretende diseñar un sistema de combustión con petróleo residual N°6 para el caldero acuotubular RB-1, el cual aprovechaba los gases residuales del Horno Reverbero de Cobre N° 1 de la Fundición y Refinerías de Centromín Perú, situado en la ciudad de La Oroya, que salió de operación por la puesta en marcha del proyecto OXY-FUEL. Cabe mencionar que debido a que la mayor cantidad de información técnica se presenta bajo el sistema inglés, se ha optado seguir los procedimientos y desarrollar los cálculos de la presente tesis, en este sistema de unidades, adjuntándose al final de cada capítulo los gráficos mencionados y usados para los efectos de cálculo de la presente tesis. El objetivo del trabajo en estudio y así cubrir las diferentes plantas del Proyecto comprende combustión con petróleo salió de servicio es poner en operación el caldero la demanda de vapor requerida por de producción. Además, el Alcance el diseño de un sistema de residual N°6, para el caldero que y así generar el vapor requerido por las plantas de producción. Por lo tanto, para alcanzar el objetivo del trabajo, este ha sido estructurado en siete capítulos de desarrollo y uno donde se glosan todos los aspectos concluyentes del mismo. Los capítulos en mención tienen el siguiente ordenamiento y contenido: En el Capítulo 1, se describe el motivo por el cual salió de operación el caldero en estudio llevando a la búsqueda de una alternativa de operación para producir y cubrir la demanda de vapor existente. En el Capítulo 2, se mencionan los datos y condiciones operativas para el cual fue diseñado originalmente el caldero acuotubular y la demanda real de consumo de vapor saturado, de acuerdo con el estudio hecho por el Departamento de Energía. En el Capítulo 3, se detallan los datos y nuevas condiciones operativas, además de una breve descripción de las partes fundamentales y equipos adicionales existentes del caldero acuotubular en estudio. Es necesario resaltar que estos datos ayudarán cuando más adelante se efectúen los cálculos térmicos de transferencia de calor. En el Capítulo 4 se procederá a efectuar los cálculos de los procesos de combustión que nos permitirán determinar el volumen de aire necesario por unidad de volumen de combustible para las condiciones atmosféricas de La Oroya y que será requerido para la selección óptima de las instalaciones de combustión. En el Capítulo 5 se efectuarán los cálculos termodinámicos y de transferencia de calor que nos permitirán determinar las principales variables termodinámicas que gobernarán el funcionamiento de la caldera. En el Capítulo 6 se desarrollará la metodología o pasos a seguir y se efectuará la selección adecuada de los equipos de combustión necesarios para la combustión del petróleo residual N°6. Para finalizar en cuanto al Capítulo 7 referido a la evaluación técnico-económica, se analizarán los costos de operación de la caldera con su nuevo sistema de calentamiento, respecto a otro caldero acuotubular o pirotubular de las mismas características y se evaluará si es o no rentable el proyecto, objeto del presente trabajo y que presento a mi Facultad para optar el título profesional de Ingeniero Mecánico Electricista. Han sido varias las personas e instituciones que, de una u otra forma me ayudaron para la realización de esta tesis: mis agradecimientos a Centromín Perú, empresa en la cual laboro y que por intermedio de la persona del Ingeniero Jorge Ríos Cabrera, me indujo a realizar este trabajo, a mi asesor Jaime Postigo, que con su alto nivel académico me orientó y dio las pautas necesarias para la mejor elaboración del tema y sin ser los menos importantes a mis padres, a mi esposa, que sin su ayuda no hubiera sido posible culminar este trabajo y a mi hija Xiomi a la cual dedico esta pequeña pero valiosa obra.