JUEVES MINERO 3 FEBRERO 2011

OPTIMIZACIN DE LA COMBUSTIN OPTIMIZACIN DE LA COMBUSTIN EN ALTURAEN ALTURAEN ALTURAEN ALTURA

Expositor : Ing. PERCY CASTILLO NEIRA

La seleccin equivocada del tipo de quemador para sus hornos a 3800 s.n.m en el Complejo Metalrgico ms importante del mundo (Cerro de Pasco, Centromin Per y Doe Run sucesivamente) determin que se opereCentromin Per y Doe Run sucesivamente) determin que se opere ineficientemente durante 70 aos y que La Oroya se convierta en la ciudad mas contaminada del mundo.

CORRIENTE

FRA DE CORDILLERA DE LOS

HUMBOLDT ANDES

PERPAS PESQUERO

PER

PAS PESQUERO PAS

MINERO

LOS COMBUSTIBLES FSILES SON DEPSITOS DE LOS COMBUSTIBLES FSILES SON DEPSITOS DE ENERGIA QUMICA ALMACENADA POR LA NATURALEZA ENERGIA QUMICA ALMACENADA POR LA NATURALEZA QQ

DURANTE MILLONES DE AOSDURANTE MILLONES DE AOS

RESULTA FCIL COMPLICAR LA TECNOLOGA, LO RESULTA FCIL COMPLICAR LA TECNOLOGA, LO VERDADERAMENTE IMPORTANTE ES SIMPLIFICARLAVERDADERAMENTE IMPORTANTE ES SIMPLIFICARLA

En el Siglo XX, la complejidad cientfica, la En el Siglo XX, la complejidad cientfica, la interpretacin acadmica y los intereses interpretacin acadmica y los intereses p yp ycomerciales de los fabricantes de equipo y comerciales de los fabricantes de equipo y maquinaria, complicaron innecesariamente la maquinaria, complicaron innecesariamente la combustin.combustin.

En el Siglo XXI, la Teora Inorgnica de la En el Siglo XXI, la Teora Inorgnica de la Combustin ha demostrado que resulta Combustin ha demostrado que resulta

ill t i l t d lill t i l t d lmaravillosamente simple y que todos los maravillosamente simple y que todos los ingenieros de plantas industriales pueden y ingenieros de plantas industriales pueden y deben ser expertos en este campodeben ser expertos en este campodeben ser expertos en este campodeben ser expertos en este campo

DESDE QUE DESDE QUE LOS MATEMTICOS INVADIERON LA TEORA DE LA RELATIVIDAD,RELATIVIDAD, YO MISMO YA NO LA ENTIENDO MSENTIENDO MS

Todo el Todo el universo es universo es universo es universo es materia y materia y yyenergaenerga

TEORA INORGNICA DE LA COMBUSTIN

TEORA INORGNICA DE LA COMBUSTINTEORA INORGNICA DE LA COMBUSTIN

1.1. Todos los combustibles industriales son lo mismo : Todos los combustibles industriales son lo mismo : combinaciones carbono / hidrgeno.combinaciones carbono / hidrgeno.gg

2. Todos los combustibles se disocian en carbono / hidrgeno 2. Todos los combustibles se disocian en carbono / hidrgeno antes de reaccionar siempre en forma elemental : antes de reaccionar siempre en forma elemental :

C + OC + O22 = CO= CO2 2 y 2Hy 2H22 + O+ O22 = 2H= 2H22OO

3.3. Siendo la combustin del hidrgeno instantnea, la partcula Siendo la combustin del hidrgeno instantnea, la partcula de carbn constituye el verdadero ncleo de la combustinde carbn constituye el verdadero ncleo de la combustinde carbn constituye el verdadero ncleo de la combustin de carbn constituye el verdadero ncleo de la combustin industrial. industrial.

4.4. La combustin siempre es heterognea (gasLa combustin siempre es heterognea (gas--gas y slidogas y slido--gas)gas)4.4. La combustin siempre es heterognea (gasLa combustin siempre es heterognea (gas gas y slidogas y slido gas)gas)Todos los combustibles terminan quemando como una Todos los combustibles terminan quemando como una partcula de carbn suspendida en aire.partcula de carbn suspendida en aire.

5 El j d l b ti tit f d t l t5 El j d l b ti tit f d t l t5. El manejo de la combustin constituye fundamentalmente un 5. El manejo de la combustin constituye fundamentalmente un problema de mecnica de fluidos. problema de mecnica de fluidos. El aire siempre es ms El aire siempre es ms importante que el combustibleimportante que el combustible

FUNCIONES DEL AIRE FUNCIONES DEL AIRE EN LA COMBUSTINEN LA COMBUSTINEN LA COMBUSTINEN LA COMBUSTIN

FUNCIN QUMICA COMO COMBURENTEFUNCIN QUMICA COMO COMBURENTEAportar Oxgeno a la reaccin de combustinAportar Oxgeno a la reaccin de combustinAportar Oxgeno a la reaccin de combustinAportar Oxgeno a la reaccin de combustin

FUNCIN MECNICA COMO AIRE PRIMARIOFUNCIN MECNICA COMO AIRE PRIMARIOAportar la energa cintica como impulso para formacin de llamaAportar la energa cintica como impulso para formacin de llamaAportar la energa cintica como impulso para formacin de llamaAportar la energa cintica como impulso para formacin de llama

FUNCIN TERMODINMICA COMO GASES DE COMBUSTINFUNCIN TERMODINMICA COMO GASES DE COMBUSTINEstablecer las condiciones de liberacin y transferencia de calorEstablecer las condiciones de liberacin y transferencia de calor

El aire de El aire de combustincombustin

En Volumen :En Volumen :

O O 21%21%OxgenoOxgeno :: 21%21%

Nitrgeno :Nitrgeno : 79%79%

En Masa :En Masa :

OxgenoOxgeno :: 23%23%

NitrgenoNitrgeno :: 77%77%NitrgenoNitrgeno :: 77%77%

Altura vs. presin atmosfricaAltura vs. presin atmosfrica

Correccin del volumen del aire Correccin del volumen del aire con la alturacon la alturacon la alturacon la altura

Variacin del poder calorfico del aireVariacin del poder calorfico del aire

VARIACIN DEL CONTENIDO DE VARIACIN DEL CONTENIDO DE MASA DE OXGENO POR MMASA DE OXGENO POR M3 3 DEDEMASA DE OXGENO POR MMASA DE OXGENO POR M DE DE

AIRE CON LA ALTURAAIRE CON LA ALTURA A 0 msnm : 1mA 0 msnm : 1m3 3 ------>297 gr de 0>297 gr de 022 A 1000 msnm : 1mA 1000 msnm : 1m3 3 ------>241 gr de O>241 gr de O22A 1000 msnm : 1mA 1000 msnm : 1m 241 gr de O241 gr de O22 A 2000 msnm : 1mA 2000 msnm : 1m3 3 ------>227 gr de O>227 gr de O22 A 3000 msnm : 1mA 3000 msnm : 1m33 >192 gr de O>192 gr de O A 3000 msnm : 1mA 3000 msnm : 1m3 3 ------>192 gr de O>192 gr de O22 A 4000 msnm : 1mA 4000 msnm : 1m3 3 ------>170 gr de O>170 gr de O22 A 5000 msnm : 1mA 5000 msnm : 1m3 3 ------>141 gr de O>141 gr de O22

VARIACIN DEL CONTENIDO DE VARIACIN DEL CONTENIDO DE MASA DE OXGENO POR MMASA DE OXGENO POR M3 3 DEDEMASA DE OXGENO POR MMASA DE OXGENO POR M DE DE AIRE CON LA TEMPERATURAAIRE CON LA TEMPERATURA

A 0 C : 1mA 0 C : 1m3 3 ------>297 gr de 0>297 gr de 022 A 100 C : 1mA 100 C : 1m3 3 ------>216 gr de O>216 gr de O22A 100 C : 1mA 100 C : 1m 216 gr de O216 gr de O22 A 200 C : 1mA 200 C : 1m3 3 ------>172 gr de O>172 gr de O22 A 300 C : 1mA 300 C : 1m33 >133 gr de O>133 gr de O A 300 C : 1mA 300 C : 1m3 3 ------>133 gr de O>133 gr de O22 A 500 C : 1mA 500 C : 1m3 3 ------>105 gr de O>105 gr de O22 A 1000 C : 1mA 1000 C : 1m3 3 ------> 67 gr de O> 67 gr de O22

COMO AFECTA LA ALTURA LOS COMO AFECTA LA ALTURA LOS OC SOS CO S OC SOS CO S PROCESOS DE COMBUSTINPROCESOS DE COMBUSTIN

Funcin Qumica Funcin Qumica QQCAPACIDAD DE GENERACIN DE CALOR CAPACIDAD DE GENERACIN DE CALOR Factor determinante Menor disponibilidad de OxgenoFactor determinante Menor disponibilidad de Oxgeno

Funcin MecnicaFuncin MecnicaCALIDAD DE LA COMBUSTINCALIDAD DE LA COMBUSTINFactor determinante: Menor disponibilidad de Impulso para intensidad Factor determinante: Menor disponibilidad de Impulso para intensidad de mezclade mezclade mezclade mezcla

Funcin TermodinmicaFuncin TermodinmicaEFICIENCIA GLOBAL DEL SISTEMAEFICIENCIA GLOBAL DEL SISTEMAEFICIENCIA GLOBAL DEL SISTEMAEFICIENCIA GLOBAL DEL SISTEMAFactor determinante: Menor calidad de transferencia de calor por Factor determinante: Menor calidad de transferencia de calor por radiacin (menor temperatura de llama) y Conveccin ( mayor volumen radiacin (menor temperatura de llama) y Conveccin ( mayor volumen de gases)de gases)

VENTILADORVENTILADOR

Convierte la energa elctrica del motor en la energa mecnica del giro del impulsor, que se convierte en energa cintica contenida en caudalcintica contenida en caudal y presin esttica en el flujo de aire que se suministraal quemador

ENERGA CINTICA (IMPULSO) ENERGA CINTICA (IMPULSO) DEL AIREDEL AIRE

VENTILADORVENTILADOR Aire ventiladoAire ventilado VENTILADOR VENTILADOR Aire ventiladoAire ventilado00--200 mBAR200 mBARSOPLADORSOPLADOR Ai l dAi l d SOPLADOR SOPLADOR Aire sopladoAire soplado200200--1000 Mbar1000 Mbar

COMPRESOR COMPRESOR Aire comprimidoAire comprimido> 1000 mBAR> 1000 mBAR> 1000 mBAR> 1000 mBAR

ANLISIS ANLISIS DEDEDE DE

CASOS CASOS PRCTICOSPRCTICOS

DOE RUN : UN ERROR HISTRICO DOE RUN : UN ERROR HISTRICO FATAL EN LA SELECCIN DELFATAL EN LA SELECCIN DELFATAL EN LA SELECCIN DEL FATAL EN LA SELECCIN DEL

QUEMADORQUEMADOR

Atomizacin por aire a baja presinAtomizacin por aire a baja presinAtomizacin por aire a baja presinAtomizacin por aire a baja presin

Atomizacin por fluido auxiliar (aire Atomizacin por fluido auxiliar (aire ))o vapor) o vapor)

QUEMADORES PARA CALDEROS

QUEMADOR DUAL QUEMADOR DUAL COENCOEN

Eficiencia en HornosEficiencia en HornosEficiencia en HornosEficiencia en Hornos

DISEO (SELECCIN) DEL QUEMADOR DISEO (SELECCIN) DEL QUEMADOR PARA HORNOSPARA HORNOSPARA HORNOS PARA HORNOS

QUEMADORMODIFICADOMODIFICADO

AIREAXIAL

AIRE RADIAL

AIRE CENTRAL

H O R N O P R O T O T I P O HORNO PROTOTIPO

Efecto de la altura sobre motores Efecto de la altura sobre motores l il ielctricoselctricos

SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE GAS DE GAS NATURAL EN AREQUIPAR Q

PROYECTADO

250 000 li t250.000 clientes en un plazo de 5 qos

PLAN DE MASIFICACIN GN MR SURGN MR SUR

Ing. Percy Castillo Neira

Muchas Gracias.Muchas Gracias.

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