caldeiras a bagazo

7/23/2019 Caldeiras a Bagazo

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II CONGRESO NACIONAL DE LACAÑA DE

AZÚCAR Y SUS DERIVADOS

GUAYAQUIL, ECUADOR

ARÁMETROS DEL VA OR,

EFICIENCIA Y CONTROL DEEMISIONES EN CALDERAS A

BAGAZO

Prof. Dr. Electo Edurdo S!l"

LorU#!"er$!dd %ederl deIt&u'()RASIL

Núcleo de Excelência emGeração Termelétrica e

Distribuída



*+!co$• Disponibilidad y características del bagazo y la paja de caña.

• Parámetros típicos del vapor en centrales azucareros ydestilerías modernas.

• Combustión y efciencia. Características constructivas de lascalderas.

• Características constructivas de las calderas.

• Pruebas de balance térmico.

• ptimización de la temperatura de los gases de escape.

• !misiones en calderas a bagazo. "ormas# $ecnologías de control

de emisiones#• %esultados de la evaluación de efciencia de separadoresindustriales de partículas.

• &verias y desper'ectos mas 'recuentes en calderas a vapor parabagazo#



“Disponibilidd !"#"$%#&s$i"sd%l b'(o ! lp) d% "*+

Núcleo de Excelência em GeraçãoTermelétrica e Distribuída



(



5

DISPONII!ID"D DE !" P"#" E $"%"



6



Características 'ísico)*uímicosdel bagazo y la paja de caña

• a análise *uímica elementar#

• a composi+,o técnica apro-imada#

• o poder calorífco#

• a composi+,o granulométrica#

• a composi+,o das cinzas.



8

Composição elementar do combustível



9



10



11



12



13



ompos + o granu om r ca m a eamostras de baga+o com e-tra+,o

realizada através de moendas e

di'usores

(osa!"rnao# 200$%&



15



“Cob-s$i.n/

'cleo de )*cel+ncia em ,eração-ermel.trica e /istribuída



&O!"TI!ES EN $O'(STION ) G"SES*+ , DE! "G"-O

$".ONO /I#O EN $O'(STION ) SO!IDOS0+ , DE! "G"-O



19

"I.E SE$(ND".IO

c

c c

") )C'/"

"I.E P.I'".IO



DIST.I(I12O ". 3 G"SES P!"NT"DIST.I(I12O ". 3 G"SES P!"NT"

P.4 ". DE "!T"P.4 ". DE "!T" P.4 ". DE "I5"P.4 ". DE "I5"

O&E./I.EO&E./I.E

". 6(EI'"". 6(EI'"S(SPENS2OS(SPENS2O

". 6(EI'"". 6(EI'"S(SPENS2OS(SPENS2O

O&E./I.EO&E./I.E

". P.I'7". P.I'7

" .

S E $ ( N D 7 . I O

" .

S E $ ( N D 7 . I O

" .

S E $ (

N D 7 . I O

" .

S E $ (

N D 7 . I O

" .

E S P " . G I ' E N T O

" .

E S P " . G I ' E N T O

')4 )-# -"# 200$



• Fornalhas de queima em suspensão:

Fornalha de vórtex vertical ou de jatos tangenciais

• 7reparo pr.vio de combustíveisslidos#

• combustível pulveriado .soprado com o ar prim:rio&



/ull combustion reaction

• ,roup 1; Complete o*idation products<

• ,roup 2; )*cess air<

• ,roup 3; ,as and solids products resultin= >rom

uncomplete combstion<

• ,roup ?; @ineral non combustivel >raction ("sAes%&

C B "r (C2 B 2 B D2% B ('2 B 2% B (C B D2 B CD? B Euli=em% B Cinas

1 2 3 ?



0n"opl%$% Cob-s$i.n

1C-s%d b! l"2 o3 i#

1 P#%s%n"% o3 CO, 45 ! C46 in $7%"ob-s$ion 's%s8

1 E9is$%n"% o3 p#$i"l%s :i$7

"onsid%#bl% o-n$ o3 nonb-#n%d "#bon ;soo$ o# “bl"2so2%/<8



mportant concepts related FitA combustion

Stoichiometric or theoretical combustion

( ) 00311 g a V V fuel of Nmor kg →+

Real combustion

( ) aa V V fuel of Nmor kg →+311

It is evident that0

aa VV >

Excess air coeicient

0

a

a

V

V =α

Solid uels !"0#30 $%&

'i(uid uels !)#10 $%&

*aseous uels !"#+ $%,



2$



-o determine the com.osition o the .roducts o the combustion& and to

dis.ose o data or the calculation o the coeicient o excess o air& gas

anal/ers are used,



“Cld%#s/

'cleo de )*cel+ncia em ,eração-ermel.trica e /istribuída



Caldeira industrial aGuotubular H combustível ba=aço de cana

/ia=rama de instrumentação e controle



tendendo 2 ora motri de circula4o do

luido de trabalho,

5rinc6.io da circula4o natural,

• /e circulação natural<• /e circulação >orçada<• /e circulação contínua,



tendendo 2 organia4o do ornecimento de ar e exaust4o

dos gases de combust4o



!s*uema de uma caldeira devapor para biomassa.

7 t 6 ti 7 t ti d S 6 i d i t



7aracter6sticas 7onstrutivas das Su.er6cies de (uecimento

alão superior

E t d t d d d : t i t b l t d



Eoto de parte da parede de :=ua traseira com tubos aletadosda caldeira "!50!6,!) (C"I/)@"# 2001%

d ti (C"I/)@"%



uperaGuecedor convectivo (C"I/)@"%

t d



tem.eradores



"temperador

Jenturi

Condensador



abricantes de caldeiras a baga+o no /%&0123 !451P&2C2



abricantes brasileños de calderas 3 6P/70!%8&$!C



abricantesbrasileños decalderas 3

C&2D!8&Caldeira tipo "!$0!$,!)



)sGuema de uma caldeira a vapor moderna para biomassa com capacidade de 210tKA de vapor&arLmetros são 6#6 @a e 520MC (Caldeira tipo "!$0!$,!) da Caldema)Guipamentos ndustriais Itda%&

Caldeira suspensa ou pendurada com =relAa do tipo pinAole# ou seNa# =relAa inclinadae apoiada sobre os tubos evaporadores do piso da caldeira# com $ seçOes de=relAado& )sta caldeira possui um superaGuecedor prim:rio e secund:rio# com passenico no >ei*e convectivo# pr.!aGuecedor de ar prim:rio e secund:rio e umeconomiador aletado&

V! t l t l d ld !



V!$t lterl d clde!rAPU-/

abricantes brasileños de calderas 3 C&2D!8&



abricantes brasileños de calderas 3 C&2D!8&

SE.'"TE$



SE.'"TE$



=o7n T7opson

Á3#i" do S-l>Indi



!s*uema lógico da



!s*uema lógico dadetermina+,o da efci9ncia em

caldeiras

D t i , d f i9 i



Determina+,o da efci9ncia em

caldeiras pelo método direto e indireto.



!s*uema das perdas.



i i8 i d i i l i d t di 9 i d



eici8ncia& segundo a .rimeira lei da termodin9mica& .ode

ser calculada de duas maneiras:

• 5or balano direto& calculando#se a eici8ncia a .artir de:

t

;tilc

57I

<=η

• 5or balano indireto& calculando#se a eici8ncia a .artir de:

t

=

"i

i

t

c

57I

<57I ∑=

−

=η

>u ainda& como:

( )=+?3"c (((((1 ++++−=η



Ste0 )o!lerClcult!o#$ -S)C

P ma=em de catalo=o da D



Deter0!#c!+# de l te0ertur ot!0 delo$ 1$e$ de e$ce

r l!cc!o#e$ de co1e#erc!+#

Caldera original Caldera modifcada

P )sGuemas ori=inais cedidos pela C"I/)@"

Abo#d)%s d%l p#obl%



Abo#d)%s d%l p#obl%

• Considerado el costo incremental anual deoperación de la caldera :abordaje 1;

• Comercialización del e-cedente de electricidad:abordaje 11;.

E$to$ re$ultdo$ d# re$ue$t lre1u#t $o're cul $er! l 0et de

e2c!e#c! r l$ clder$ '13ocold$ $!$te0$ de l co1e#erc!+#0oder#o$, lo 4ue co#$t!tu5e el o'&et!"or!#c!l de e$te tr'&o.

Es?-% d% disposi"i.n d% lss p%#3i"i%s d% "l%n$i%n$o



s-p%#3i"i%s d% "l%n$i%n$o

Es?-% $@#i"o d% l pln$ d% "o'%n%#"i.n



Es?-% $@#i"o d% l pln$ d% "o'%n%#"i.n"on los #%s-l$dos ob$%nidos

-$ili(ndo %l so3$:#% G$%1C!"l%.

R%l"i.n %n$#% l %3i"i%n"i d% l "ld%#



R%l"i.n %n$#% l %3i"i%n"i d% l "ld%#! l $%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p%

D%p%nd%n"i d%l "os$o n-l d%op%#"i.n d% l "ld%# "on l

RES0LTADOS



op%#"i.n d% l "ld%# "on l$%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p% d%

l "ld%# p# -n p#%"io d%l"ob-s$ibl% d% R>$

RES0LTADOSABORDA=E I

D%p%nd%n"i %n$#% l $%p%#$-#$i d l d



op$i d% los 's%s d% %s"p%d% l "ld%# ! %l p#%"io do b'(o

RES0LTADOSR%l"i.n %n$#% %l VPN !l $%p%#$-# d% los 's%s d% %s"p%



RES0LTADOSABORDA=E II

p ' pp# "-$#o op"ion%s d% odi3i""i.n"ons$#-"$i ! -n p#%"io d% "o%#"ili("i.n d% l %l%"$#i"idd %9"%d%n$% d% 5 R>M7



PRUE)AS E6 CALDERAS



1%!D 0$!&8 <!"!%&$%

P!%%8&"C! $!0$ CD!0

&08! P$C ()=>>?



)>>c

$5Q

G?

?Q

G5

2QG3

?Q

G215Q



“EMISIONES YS0 CONTROL+

Núcleo de Excelência em GeraçãoTermelétrica e Distribuída



$9

Particulates and NOx



."-I!I"N ST"ND".DS E'ISSIONS !I'ITS

Nominal

ThermalCapacity, MW

Polluting emissions

(mg/Nm3 @ 8% !"

ParticulateMaterial # PM

N$ (N!"

&' !8' n.

)&' an *+ !3' 3+'

) *+ !'' 3+'

BRAZIL (CONAMA, Resolution Nov. 2005 – Aproved Limits orsu!"r#"ne $"!"sse $oilers%

&"rti#ul"te M"teri"l 'missions Limits or u!"r#"ne B"!"sse Boiler)

*20 m!+Nm

(C'-'B&Br"/il%



81

Deposi+,o no $rato



82

Deposi+,o no $rato%espiratório

@ Aµm3 mucosasnasais

B)Aµm3 tra*uéia#brn*uios ebron*uíolos

Bµm3 alvéolos

%A*ORES DE E6ISS7O PARACALDEIRAS A )AGA8O



83

CALDEIRAS A )AGA8O



8?

FE#5EEici8ncia de remo4o@

FE

)000#"00Eici8ncia de remo4o@)000

Eici8ncia de remo4o@AB&+$



85

C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"tter



86

'missions

ever"l C"r"#teristi#s) oa. -ie Particle istri0ution. Chemical, Physical an 1eometrical Properties.

&"rti#le Lo"d $eore sep"r"tor)

+,+'' to 2,+'' mg/Nm3 or moern 0oilers

8,+'' mg/Nm3 or ol 0oilers

our#e) Campanari, 4.N., !''2 (Personal communication"



8$



88



89

SEP"."DO. $I$!ONI$O 8INE.$I"!9



90

SEP"."DO. $I$!ONI$O 8INE.$I"!9

'(!TI$I$!ONES



91

Iavador de =:s tipo torre de nebuliação desenvolvidopelo C-C



92

pelo C-C

P.E$IPIT"DO. E!E$T.OST7TI$O



93



9?

/ormação dos NO



95

/ormação dos NOx

8'étodos :re;enti;os9

NOx

" :artir donitro<êniodo ar

" :artir donitro<êniodo

combustí;el

NOx do combustí;el

NOx r=:idos

NOx térmicos



96

8!D1C1"!0 !"

C&2D!%&0 & /&<&EP&%$1C52&D0

'1perien#es o te N'-sR 3



Rese"r# 3roup

'1perien#es o te N'-sRese"r# 3roup



Rese"r# 3roup

&"rti#ul"te M"teri"l Me"ssurement

'1perien#es o te N'-s Rese"r# 3roup



Rel"tionsip $et4een te NO1 #on#entr"tion "nd Air '1#essdurin! su!"r#"ne $"!"sse #om$ustion

our#e) Tei$eira, 5.N. an ora, 6.6.-., !''7

C"s#"de Imp"#tor6

C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'missions



C"s#"de Imp"#tor

M, 7m"ss8 A##umul"tive dpi 7 m8

*.' *.' 3.'*.+ &7.+ 7.'

&3.' !*.+ *.+

&2.' 73.+ &+.'

&!.' ++.+ !+.'

8.' 23.+ 3+.'

*.' *'.+ 7+.'3.' *3.+ ++.'

!.' *+.+ 2+.'

+.' 8'.+ *+.'

!.' 8!.+ 8+.'

!.' 87.+ +,'

&+.+ &'' &''

The results rom an impactor measurement can 0e e$presse ashistograms or as Particle Pro0a0ility ensity 5unctions. 5or the particlepro0a0ility ensity unctions iscrete 9alues are o0taine rom theimpactor measurement ata an the accumulati9e istri0ution

unction.

Mill A) 'missions d"t" "ter 4et s#ru$$er

C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'mission



sep"r"tor (pr"9 -o4er%

Mill B) 'mission d"t" "ter multi#9#lone

C"r"#teri/"tion o &"rti#ul"te M"teri"l 'mission



sep"r"tor

:"t to do;

300 mgCDm3

+000

mgCDm3 POR0E LOS



103

a% ulticiclone

100 mgCDm3+000

mgCDm3

% 'avador

+0 mgCDm3+000

mgCDm3

c% 5reci.itador electrosttico

+0 mgCDm+000

mgCDm3

d% ulticiclone G .reci.itador electrosttico

RES0LTADOS REALESSON TAN DIFERENTES

DE ESTOSH

P#obl%s d% dis%*o

C#"$%#&s$i"s d% ls"%ni(s

P#obl%s op%#"ionl%s;%#osi.n ! "o##osi.n<

C"r"#teri/"tion o <ierent <ust Colle#tion 9stems



10?our#e) inero 5. (Personal communication" an these authors (!''*"

Figure 6 - Concentration of particulates measured on various dust collection systems

at TPSC – vol ! "#

AVERIAS 6AS



%RECUEN*ES EN

CALDERAS A )AGAZO



')4 )-# C)'C"R"# 2003



alFa num tubo da parede da 'ornalFa devido



alFa num tubo da parede da 'ornalFa devidoa corros,o das cinzas



')4 )-# -"# 200$



@ucAas =racias



electoSuni>ei&edu&br esl?3STaAoo&com

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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