Optimización del diseño de un sistema de evacuación de drenajes de caldera para incrementar en 100% su capacidad de flujo

Abstract

El presente trabajo de tesis busca mitigar el tiempo de reparación de uno de los equipos críticos de la fundición de Ilo, la caldera acuotubular, ya que para conseguirlo se tiene que detener las operaciones por un tiempo prolongado. Una de las etapas con mayor duración en una parada de planta por reparación de caldera es el tiempo de drenado del agua del interior de sus tuberías, cuya duración está limitada por la capacidad de evacuación de su poza de drenajes. Se midieron los parámetros de operación real de las dos bombas de evacuación de drenajes y se identifica su punto de operación real. Al analizar las causas del bajo flujo de las bombas se observa un incremento en las pérdidas de energía provocado por la corrosión al interior de las tuberías y se identifica la baja eficiencia en la potencia consumida por las bombas; sin embargo, éstas tienen la posibilidad de recuperar su eficiencia y su capacidad de trabajo cambiando su punto de operación, para lo cual también deberá cambiar el punto de diseño del sistema de tuberías que evacuan el agua de la poza de drenajes seleccionando otro punto de operación con mayor caudal. El incremento del caudal de evacuación de la poza disminuirá el tiempo de drenaje de la caldera en consecuencia disminuirá el tiempo de parada de planta; finalmente, se calcula el tiempo de duración total que tendrá una parada de planta con el nuevo sistema de evacuación propuesto.

This thesis work seeks to mitigate the repair time of one of the critical equipment of the foundry of Ilo, the water-tube boiler, because to achieve this the operations must be stopped for a long time. One of the stages with the longest duration at a plant shutdown due to boiler repair is the drainage time of the water inside its pipes, whose duration is limited by the evacuation capacity of its drainage well. The actual operation parameters of the two drainage evacuation pumps were measured and their actual operating point is identified. The actual operating parameters of the two drain evacuation pumps were measured and their current operating point is identified. When analyze the causes of the low flow of the pumps, an increase in the energy losses is observed, it is caused by the corrosion inside the pipes, and the low efficiency in the power consumed by the pumps is identified, however they have the possibility of recovering their efficiency and working capacity by changing their point of operation, for which the design point of the piping system that evacuates the water from the drainage pool must be changed by selecting another point of operation with higher flow. The increase of the evacuation flow of the pool will decrease the drainage time of the boiler, consequently the plant downtime will decrease; finally, the total duration time that a plant stop will have with the proposed new evacuation system is calculated.