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# 1.1: Eficiencia de la caldera

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Objetivos de aprendizaje

Opere la Planta en los siguientes modos y calcule la Eficiencia Térmica de la Caldera

• 230 MW HFO de Quema
• 80% de biocombustible de combustión de carga
• 80% de carbón de combustión de carga

## Teoría

### Eficiencia Térmica de Caldera

A continuación expresamos la Eficiencia Térmica de Caldera de la siguiente manera:

$\eta_{b o i l e r}=\frac{\text{Energy to steam}}{\text {Energy from fuel}}$

Donde la energía al vapor es la transferencia de calor requerida para formar vapor. Vamos,

• h 2 =entalpía específica del vapor formado, [kJ/kg],
• h 1 =entalpía específica del agua de alimentación, [kJ/kg].

Debido a que el vapor se forma a presión constante, la transferencia de calor requerida para formar 1 kg de vapor en la caldera es

$\text{Energy to Steam}= (h_2-h_1) [kJ]$

La energía del combustible se calcula a partir de la masa de combustible utilizada y su valor calorífico (calorífico). Para el carbón este es el valor calorífico medido en un calorímetro de bomba y corresponde a la energía interna de combustión. Si

• m f = masa de combustible quemado en un tiempo dado
• m s = masa de vapor generado en el mismo tiempo
• HV= valor calorífico del combustible [kJ/kg]
• Energía del combustible= m f x alto voltaje [kJ]

Entonces podemos escribir:

$\eta_{\text {boiler}}=\frac{m_{\mathrm{s}}\left(h_{2}-h_{1}\right)}{m_{f} H V} 100 \%$

### Instrucciones de laboratorio

Ejecutará 4 condiciones iniciales diferentes en este laboratorio:

• I10 230 MW HFO de Quema
• Biocombustible I15 80% de combustión de carga
• I14 80% de carbón de combustión de carga
• I14 80% Cargue Quema de Carbón y use MD250 para configurar variables de hollín.

Para cada condición recoger los datos relevantes para computar la Eficiencia Térmica de la Caldera.

### Sugerencias y consejos

Para la recolección de datos, use las tendencias que se muestran a continuación:

Muestra de tendencias

Además de diversos valores de presión, temperatura y flujo, deberá registrar las siguientes etiquetas en sus tendencias:

• Valor calorífico H00810 HFO
• H00870 Valor calorífico de pellets (biocombustible)
• H00830 Valor calorífico de carbón

Para calcular los valores de entalpía, puede usar una aplicación o herramienta en línea como la tabla de vapor sobrecalentado: https://goo.gl/GdVM4U

Para la operación de carbón con hollín acumulado, use MD250 y establezca fallas de funcionamiento de la siguiente manera:

Ajustes de mal funcionamiento MD250.

#### Entregables

Su informe de laboratorio debe incluir lo siguiente:

• Parcelas de tendencia: Abastecer todas las parcelas tomadas para cada una de las 4 condiciones,
• Computación: Utilice MATLAB o MS Excel y calcule la eficiencia térmica de la caldera para las 4 condiciones especificadas,
• Conclusión: Escriba un resumen (máx. 500 palabras, en un cuadro de texto si usa Excel) comparando sus resultados y sugerencias para un estudio posterior.