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01 Introducción a las centrales térmicas
Generadores de vapor; Metodología
Configuración del sistema térmico, influencia de la fuente energética y de las condiciones del vapor
Fundamentos de la generación de vapor; vaporización en tubos en circulación natural y forzada
Componentes del generador de vapor de combustible fósil; hogares, sobrecalentadores, recalentadores, economizadores, bancos de caldera, calderines de vapor, calentadores de aire
Sistemas de flujo agua-vapor
Sistemas de combustión y auxiliares
Circuito del flujo de gases
Control de emisiones
Sistemas nucleares de generación de vapor (NSS), (PWR), (BWR), (PHWR), (GCR), (BR)
Diseño del sistema de vapor
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02 Transformaciones termodinámicas
Propiedades de los gases y vapores
Principios termodinámicos y su aplicación a calderas
Entropía e irreversibilidad
Ciclos de Carnot y Rankine; rendimiento
Extracciones y sangrías de vapor; temperaturas de extracción
Ciclos de vapor en plantas nucleares
Ciclos de vapor supercríticos
Ciclo elemental de turbina de gas
Ciclos combinados; calderas de recuperación, cogeneración
Procesos de combustión
Energía libre
Tablas de propiedades termodinámicas del vapor de agua
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03 Dinámica de Fluidos
Principios de conservación de la masa, de la cantidad de movimiento y de la energía
Ecuación energética para un flujo de fluido no viscoso
Pérdida de presión por rozamiento
Coeficiente de rozamiento; diagrama de Moody
Flujo turbulento; campo de velocidades
Resistencia al flujo en válvulas y accesorios
Pérdidas irreversibles en estrechamientos y ensanchamientos
Flujo en codos y curvas
Flujo en serpentines
Flujo en conductos de sección rectangular
Deflectores de dirección
Flujo a través de bancos tubulares; tubos lisos y aleteados
Arrastre de fluido por el flujo
Circulación por la caldera
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04 Transmision de Calor
Conducción térmica
Coeficientes de conductividad térmica, calor específico y densidad
Resistencia de contacto
Formulación práctica para la convección
Convección forzada en régimen laminar; flujo por el interior de tubos
Flujo turbulento por el interior y por el exterior de tubos
Radiación
Balance de radiación para recintos con medio no participante y con medio participante
Propiedades de la radiación
Emisividad y absortividad de los gases
Determinación practica de la emisividad y de la absortividad del anhidrido carbónico, óxido de carbono, vapor de agua, humos
Radiación de nubes de partículas, llamas luminosas y llamas de carbón pulverizado
Factores de forma de la radiación (configuraciones en 3 dimensiones)
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05 Intercambiadores de Calor
Introducción a los intercambiadores de calor (Métodos LMTD y NTU)
Métodos particulares de transmisión de calor: Transferencia de calor en superficies ampliadas y materiales porosos
Condensación en película, difusión y transferencia de masa; vaporización
Consideraciones de diseño en hogares de calderas y bancos de convección
Transferencia de calor al agua
Transferencia de calor al vapor
Cavidades
Aislamientos
Modelado numérico de hogares y calderas
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06 VAPORIZACION
Fundamentos del proceso de vaporización
Vaporización forzada
Coeficientes de transferencia de calor: Vaporización subenfriada, Vaporización convectiva y puntual, Post-flujo térmico crítico, Reinundación
Fenomenología del flujo térmico crítico
Tubos estriados. Criterios de evaluación del flujo térmico crítico
Intercambio térmico supercrítico
Flujo en dos fases. Diagramas de flujo. Caída y gradiente de presión
Modelo de flujo homogéneo
Modelo de flujos separados
Inestabilidad errática y de densidad oscilante
Separación vapor-agua. Separación natural. Separación primaria asistida por deflectores. Separadores mecánicos
Volumen del calderín de vapor
Circulación natural y forzada
Criterios de diseño: Límites de flujo térmico crítico, de estabilidad, en separadores de vapor y en calderín de vapor, mínimos de velocidad
Flujo térmico crítico
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07 Materiales utilizados en los Generadores de vapor
Metalurgia. Estructuras cristalinas; defectos en cristales
Metalurgia física del acero; diagrama Fe-C; diagramas de transformaciones isotermas
Efecto de los elementos aleados en el diagrama Fe-Fe3C
Agentes desgasificadores
Tratamientos termicos
Procesos de fabricación
Soldadura
Materiales utilizados en la fabricación de calderas: Aceros, Materiales bimetálicos, Fundiciones, Materiales cerámicos y refractarios
Envolturas y protecciones
Propiedades mecánicas a baja temperatura. Ensayos de tracción, dureza, tenacidad, conformación
Propiedades mecánicas a alta temperatura. Ensayos de tracción y termofluencia
Materiales para calderas: a) Especificaciones ASME y tensiones admisibles; b) Caldera, paredes hogar, zonas de convección y economizadores; c) Sobrecalentadores y recalentadores. Factores de selección
Materiales para colectores, tuberías y calderines
Aceros termoresistentes para partes no presurizadas
Equipos medioambientales: a) Desulfuración de humos; b) Entrada en la torre de absorción; c) Zona humidificada por rociado en la torre de absorción; d) Tanque de recirculación en la torre de absorción; e) Colectores con rociadores internos; f) Separadores de humedad; g) Zona de salida y separador de humedad en la torre de absorción; h) Flujo de gases aguas abajo del bipaso
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08 Recipientes a presión
Diseño y análisis estructural en condiciones estacionarias
Diseño y análisis en condiciones transitorias: a) Teoría de la tensión máxima; b) Teoría del esfuerzo cortante máximo; c) Teoría de la energía de distorsión
Clasificación de tensiones: primarias, secundarias y de pico
Requisitos para el análisis y el diseño
Métodos de análisis de tensiones. Restricciones. Tensiones térmicas. Tensiones por fatiga.
Análisis de discontinuidades
Análisis por elementos finitos
Método de mecánica de fractura: a) Mecánica de fractura elástica lineal; b) Mecánica de fractura elastoplástica
Propagación subcrítica de grietas: a) Por fatiga; b) Por fluencia
Configuraciones constructivas: Aberturas, refuerzos, ligamentos, uniones y tubuladuras
Componentes estructurales de soportes
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09 Fuentes de energía
Formación de los carbones
Clasificación de los carbones: ASTM por porcentajes
Turba, lignito, subbituminoso, bituminoso, antracita
Caracterización de los carbones: Análisis estándar ASTM; Humedad de equilibrio y residual; Análisis inmediato y elemental; Poder calorífico superior del carbón; Grindabilidad; Índice de hinchamiento libre; Temperatura de fusión y composición de la ceniza; Azufre
Perfil de la combustión
Indices de abrasividad y de erosión
Viscosidad de la escoria
Propiedades y tipos de carbones
Combustibles derivados del carbón: cocke, subcoque y líquidos, combustibles gaseosos, gas de batería de coque, gas de horno alto, gas de agua, gas de gasógeno, gases subproductos de la gasificación, combustible mezcla carbón y agua
Fuelóleos: análisis, densidad API, poder calorífico, viscosidad, puntos de congelación y gasificación, agua y sedimentos. Propiedades.
Gas natural
Otros combustibles: Coque de petróleo, Coque retardado, Alquitrán de petróleo, Emulsiones de aceites, Maderas, Bagazo, Desechos vegetales, Residuos sólidos urbanos
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10 Manipulacion de combustibles
Clasificación del carbón bruto
Equipos para reducir el tamaño del carbón: triturador rotativo, simple, de doble tambor, con retención de martillos
Cribas: de gravedad, giratoria, de sacudidas, oscilante
Preparación y limpieza del carbón: Concentración húmeda
Concentración por gravedad en vía húmeda: Lavado con criba, Mesa hidráulica de concentración
Concentración por flotación
Concentración por vía seca
Deshidratación
Manipulación y almacenamiento de carbón en centrales térmicas: manipulación del carbón bruto, descarga de vagones ferroviarios y camiones
Almacenamiento: en pila, en silo, en tolva. Diseño de los conductos de transferencia
Alimentadores: volumétricos, gravimétricos
Mezcla de carbones
Manipulación del carbón: Supresión de polvo, oxidación, carbón congelado, incendios en pilas de carbón, flujo en tolvas, incendios en tolvas, situación medioambiental
Manipulación de combustibles sólidos alternativos: Residuos sólidos municipales, desechos de madera
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11 Introducción a la combustion
Leyes fundamentales: Ley de conservación de la masa, Ley de conservación de la energía, Ley de los gases ideales, Ley de pesos combinados, Ley de Avogadro, Ley de Dalton, Ley de Amagat
Aplicación de las leyes fundamentales
Evaluación molar de la combustión: Combustibles gaseosos, líquidos y sólidos
Composición del aire y aire teórico para la combustión
Productos de la combustión por unidad de masa de combustible
Unidades alternativas: Método en BTU
Calor de combustión, su medida y poderes caloríficos superior e inferior
Temperatura de ignición
Temperatura adiabática de la llama
Cálculos de combustión en aplicaciones comerciales: a) Absorbentes y aditivos; Residuos y desechos; Exceso de aire
Cálculos de combustión y rendimiento: Aire comburente-aire teórico; Gases de combustión; Eficiencia; Pérdidas térmicas; Pérdidas por radiación y convección; Pérdidas no consideradas
Entalpía del aire y gases
Entalpía de sólidos y combustibles
Medida del exceso de aire: Análisis de humos; Toma de muestras de los humos
Ensayo de combustibles heterogéneos
Ejemplos de cálculos de combustión: Método en MOL; Método en BTU
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12 Combustion de gases y fueloleos
Fuelóleos: Almacenamiento, Viscosidad, Análisis elemental, Poder calorífico, Densidad relativa, Temperatura de desprendimiento de gases, Punto de inflamabilidad, Temperatura de fluidez, Destilación, Agua y sedimentos, Residuo carbonoso, Contenido en asfaltenos, Perfil de la combustión
Gas natural: Transporte, almacenamiento y manipulación
Combustión de fuelóleos y gases
Ventiladores
Exceso de aire
Estabilidad y campo operativo
Pulsación de quemadores
Rendimiento de la combustión
Técnicas de control de emisiones: Óxidos de nitrógeno; Bajo aireexceso; Quemadores fuera de servicio; Combustión en dos etapas; Estequiometría en zona de quemadores; Lumbreras de aire terciario y su ubicación; Quemadores; Geometría del hogar; Control del gasto de aire; Recirculación de humos; Recombustión; Óxidos de S; Materias sólidas; Opacidad
Selección y diseño de quemadores: Quemador circular; Quemador tipo S; Quemador tipo DRB-XCL
Atomizadores
Atomizadores mecánicos: Mechero con atomizador mecánico uniflujo; Mechero con atomizador mecánico con retroflujo; Mechero combinado con atomizador mecánico y con vapor
Atomizadores por vapor: Atomizador chorro-Y; Atomizador Racer; Atomizadores Chorro-T y Chorro-I
Equipamiento para gas natural: Antorcha multilanza de mezcla variable; Antorcha de lanza hemisférica; Antorcha de lanza radial
Gases subproductos
Puesta en servicio de calderas desde el estado frío
Ignitores y pilotos
Precauciones de seguridad
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13 Pulverizadores y quemadores de carbon
Pulverizadores verticales con extracción por chorro de aire
Pulverizadores horizontales con extracción por chorro de aire
Pulverizadores horizontales de alta velocidad; tecnología de molienda+secado
Pulverizadores de baja velocidad: Combustión indirecta y directa; Temperatura de salida
Grindabilidad
Propiedades de desgaste: Abrasividad; Erosividad; Humedad
Selección del tamaño del pulverizador
Consumo energético: Mantenimiento; Materiales cerámicos; Incendios y explosiones; Control; Sistemas especiales de seguridad
Pulverizadores avanzados: Clasificadores giratorios
Molienda ultrafina
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14 Hogares ciclon
Disposición del combustor ciclón y principios operativos
Combustión en ciclón: Distribución del aire, regímenes de calor, capa de escoria
Criterios de evaluación de combustibles
Factor T250 de viscosidad de la escoria
Combustores ciclón para carbones: Quemador espiral, quemador vorticial y quemador radial
Características de diseño
Entrega del carbón: Combustión indirecta (configuración del silo), combustión directa y combustión directa con presecado
Alimentadores de carbón
Equipo de manipulación de escoria
Quemadores de fuelóleo y de gas
Otros combustibles: Desechos y residuos, cubiertas de caucho, coque de petróleo; virutas de madera
Control de la combustión: Ignitores, cortatiros de control del aire secundario
Funcionamiento a cargas bajas
Revestimiento de tubos con protuberancias y refractario, y con protuberancias planas
Revestimiento por metalización y refractarios
Control de la contaminación atmosférica: Polvo, reducción de SO2 y NOx
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15 Hogares mecánicos
Hogares mecánicos con alimentación inferior horizontal y por gravedad
Hogares mecánicos con alimentación a granel: Parrilla vibrante refrigerada por agua y parrilla móvil articulada o sinfín
Parrillas mecánicas planas: Combustión del carbón, alimentadores distribuidores, sistemas de reinyección de carbon y de aire comburente
Carbón a utilizar, selección de la parrilla y evacuación de ceniza
Combustión de cortezas, maderas y otros combustibles de biomasa en parrillas mecánicas planas
Emisiones
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16 Calderas de lecho fluidificado atmosférico
Tecnología de la combustión en lecho fluidificado; Comparación con otros métodos de combustión
Ventajas de la combustión en lecho fluidificado: Emisiones reducidas de SO2 y NOx; Cenizas
Combustibles de bajo poder calorífico
Calderas de lecho fluidificado a presión atmosférica: de lecho fluidificado burbujeante y de lecho fluidificado circulante, (CFB)
Emisiones de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, hidrocarburos, partículas (filtro de sacos y precipitador electrostático)
Diseño del hogar de una caldera de lecho fluidificado
Requisitos de combustión
Caracterización y medida de partículas
Caída de presión en lecho burbujeante y en lecho circulante
Transferencia de calor en lecho burbujeante: a) Desde lecho denso a bancos de tubos; b) Desde lecho denso a paredes; c) Desde la zona de desprendimiento a tubos; d) Desde la zona de desprendimiento a paredes; e) En la parte superior del hogar
Transferencia de calor en lecho circulante: a) Desde el lecho denso; b) Desde la zona de desprendimiento y la parte superior del hogar
Balance de materia en lecho fluidificado circulante y en lecho burbujeante
Configuración de calderas de lecho fluidificado: Placa distribuidora y casquetes de burbujeo; Sistema de aire secundario; Cerramiento de la caldera
Equipos auxiliares: Sistema de alimentación inferior y superior del combustible; Sistema de alimentación del absorbente; Sistema de evacuación de la ceniza del lecho; Sopladores
Diseño de calderas de lecho fluidificado: Remodelación con lechos burbujeantes; Calderas de lecho fluidificado circulante
Puesta en servicio de las calderas de lecho fluidificado
Control de la temperatura, densidad del lecho, aire secundario
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17 Gasificación del carbón
Química de los procesos de gasificación
Clasificación de los procesos de gasificación: Lecho agitado o de contracorriente; Lecho fluidificado o de mezcla en contracorriente; Flujo arrastrado o de equicorriente
Tecnologías prácticas: Gasificador de lecho agitado, Gasificador de lecho fluidificado, Gasificador de flujo arrastrado, Gasificador primitivo a presión atmosférica y presurizado
Características del gasificador de flujo arrastrado
Gasificadores modernos: Gasificador Texaco; Gasificador Shell; Gasificador Dow; Gasificador de escoria BGC/Lurgi; Gasificador Winkler de alta temperatura (HTW)
Líneas en desarrollo
Materiales del refrigerador de gas sintético
Servicio como economizador, vaporizador y sobrecalentador
Composición del gas producto
Purificación del gas: Procesos convencionales; Eliminación de ácido; Emisiones de NOx
Procesos en desarrollo: Desulfuración en caliente; Efluentes acuosos; Descarga de sólidos
Gasificación del carbón para generación de energía: Planta energética de ciclo combinado
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18 Calderas, sobrecalentadores y recalentadores
Calderas de vapor
Calderas industriales de pequeña potencia: a) Caldera con hogar integrado; b) Caldera Stirling
Grandes calderas energéticas: Diseño de calderas; Circulación natural; Proceso directo o paso único; Selección y especificación del combustible; Superficie de cerramiento; Tamaño del hogar y requisitos del ciclo; Criterios de diseño del hogar
Influencia de la ceniza
Paredes refrigeradas por agua; Superficie de convección de la caldera
Análisis del cálculo numérico de calderas
Diseño de las partes a presión; Soportes de caldera
Sobrecalentadores y recalentadores. Tipos. Tamaño de los tubos. Diseño. Soportes. Limpieza interior y exterior
Temperatura del agua de alimentación
Atemperación: Atemperador de simple etapa, de simple etapa doble, de dos etapas
Aplicación del atemperador en calderas de presión universal: Cortatiros de distribución de los gases, Recirculación de humos
Selección de quemadores
Ajuste y control de la temperatura del vapor
Sistemas bipaso y puesta en servicio: Sistema bipaso de caldera con calderín; Tiempo de puesta en servicio; Cambio rápido de la carga; Control de la presión del calderín y a la salida del sobrecalentador; Control de la temperatura del vapor recalentado y del vapor principal
Puesta en servicio fría, templada y en caliente
Retirada de servicio
Sistema de puesta en servicio de calderas de presión universal
Sistema de puesta en servicio a presión constante; Control de la temperatura del vapor
Sistema de puesta en servicio a presión variable: Válvulas de presión dual; Bipaso de sobrecalentador a condensador; Control de la temperatura del vapor
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19 Economizadores y calentadores de aire
Economizadores
Economizador de superficie: Tubos lisos. Superficies ampliadas. Protuberancias. Aletas longitudinales. Aletas helicoidales. Aletas anulares de perfil rectangular. Deflectores
Economizadores vaporizadores
Transferencia térmica: Tubos desnudos. Tubos aleteados. Caída de presión del lado de humos. Caída de presión del lado de agua. Sistemas soporte del economizador. Colectores
Calentadores de aire
Calentadores de aire recuperativos: Calentadores tubulares de acero. Calentadores tubulares de fundición. Calentadores de chapas. Calentadores con tubos isotermos
Calentadores de aire regenerativos: Calentador Ljungström. Calentador de aire Rothemühle. Superficies calefactoras.
Fugas de aire, de holgura, de arrastre y de presión
Corrosión, obstrucción, limpieza, erosión e incendios
Aplicaciones a plantas energéticas
Reducción de los NOx y del SO2
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20 Efecto de la ceniza del combustible en el diseño y en el funcionamiento
Diseño del hogar para la evacuación de la ceniza: Contenido de ceniza en el carbón. Hogares de ceniza seca y líquida. Deposición de la ceniza. Escorificación. Ensuciamiento
Características de la ceniza del carbón: Origen de la ceniza del carbón. Composición mineralógica. Composición química.
Fusibilidad de la ceniza
Influencia de los elementos de la ceniza: Efecto del Fe. Relación entre componentes básicos y ácidos. Viscosidad de la ceniza. Influencia de los álcalis en el ensuciamiento.
Relación entre la viscosidad y la temperatura de la ceniza de un carbón
Métodos de caracterización de la ceniza: Clasificación
Índice de escorificación: Para ceniza bituminosa. Viscosidad-temperatura Rvs.
Índice de ensuciamiento Rf de las cenizas bituminosas y ligníticas
Efecto de la ceniza del carbón en el diseño de la caldera: Diseño del hogar. Efecto de la escorificación en el tamaño del hogar. Diseño del paso de convección. Erosión de la ceniza volante en polvo. Efecto de las variables de funcionamiento. Aplicación de los sistemas de diagnóstico de caldera.
Métodos no habituales de evaluación de la ceniza: Hogar incinerador de laboratorio. Medida de la viscosidad de la ceniza. Medida de la resistencia de sinterización de la ceniza. Características generales de la corrosión.
Depósitos de cenizas corrosivas: Capa exterior, intermedia e interna.
Mecanismos de la corrosión
Ceniza del fuelóleo: Liberación de la ceniza durante la combustión
Formación y deposición de las cenizas de aceites: Características de la ceniza del fuelóleo.
Diseño de la caldera: Funcionamiento
Corrosión de la ceniza del aceite: Corrosión a alta y baja temperatura. Control
Suministro de fuelóleo: Aditivos para fuelóleo. Control del exceso de aire
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21 Diseño de los componentes de una caldera
Condiciones de funcionamiento
Balances de calor y de materia
Cálculo de las características de funcionamiento de los diversos componentes: a) Hogar
b) Pantalla de salida del hogar. Radiación del hogar hacia la pantalla. Pérdida de tiro en la pantalla en el lado de humos. Caída de presión en el interior de los tubos de la pantalla
c) Sobrecalentador: Transferencia de calor. Pérdida de tiro. Caída de presión del vapor en el sobrecalentador
d) Banco de caldera: Transferencia de calor. Pérdida de tiro
e) Cavidad banco de caldera a economizador: Transferencia de calor
f) Economizador: Transferencia de calor. Pérdida de tiro. Caída de presión en el agua que circula por el interior de los tubos.
g) Calentador de aire: Transferencia de calor. Pérdida de tiro (humos en el interior de los tubos). Caída de presión en el aire (flujo cruzado exterior a los tubos)
h) Conductos de aire, humos y chimenea: Pérdidas en el lado aire-salida ventilador forzado a hogar.
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22 Cierres en calderas
Estanqueidad de la caldera
Cerramientos con paredes tubulares: Paredes membrana. Paredes membrana con camisa refractaria. Paredes de tubos con aletas planas. Paredes de tubos tangentes. Mejora de paredes con tubos de aletas y tubos tangentes
Cerramiento de envolventes: Tolvas. Caja de aire. Cámara de humos de atemperación. Cobertizo
Consideraciones de diseño: Resistencia a la ceniza en polvo y escoria. Expansiones. Soportes. Explosiones. Implosiones. Vibraciones
Pérdidas de calor: Lana mineral. Bloques de silicato cálcico. Pasta plástica para alta temperatura. Fibras cerámicas
Cálculos:
a) Flujo de calor a través de una pared compuesta. b) Ventilación y temperatura superficial. c) Fugas e infiltraciones. d) Corrosión. e) Resistencia a la intemperie
Fabricación y montaje
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23 Elementos auxiliares de calderas
Sopladores: Medio de limpieza, presión máxima de impacto y velocidad del chorro
Tipos de sopladores: De posición fija. Retráctil de carrera corta. Retráctil de carrera larga. De lanza de agua. Para limpieza de calentadores de aire. Diseños especiales
Aplicación a: Calderas que queman carbón pulverizado. Calderas que queman aceite. Calderas recuperadoras de calor de procesos. Calderas que queman basuras. Calderas de lecho fluidificado. Control
Válvulas de seguridad y desahogo
Sistemas de manipulación de ceniza
Sistemas de escoria: Cenicero lleno de agua. Transportador de cadena sumergida. Sistema de piritas. Sistema de ceniza del paso de convección de la caldera.
Sistemas de manipulación de ceniza seca en polvo: Transporte neumático. Transporte mecánico. Almacenamiento de ceniza y descarga
Cortatiros de aire y de humos: Cortatiros de persianas, de lenteja, de compuerta
Chimeneas: Efecto chimenea. Ejemplo de cálculo del efecto chimenea. Chimeneas metálicas y de hormigón. Pérdida por flujo en chimenea. Dimensiones de la chimenea. Agentes externos que afectan a la altura de la chimenea. Mantenimiento de la chimenea
Ventiladores: Potencia y características de funcionamiento. Características aerodinámicas
Control de ventiladores centrífugos a la salida. Accionamiento de ventiladores.
Ventilador de tiro forzado. De tiro inducido. De recirculación de humos. De aire primario. Axial.
Características operativas y de control. Funcionamiento de ventiladores en paralelo. Zona de inestabilidad. Ruidos
Sistema atemperador de condensación
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24 Calderas para plantas eléctricas
Selección del equipo generador de vapor
Flujo de vapor. Agua de alimentación de la caldera. Consideraciones medioambientales.
Combustión de carbón pulverizado: Caldera radiante (RB). caldera radiante para carbón pulverizado, Carolina (RBC). Caldera radiante para carbón pulverizado, tipo Torre. Caldera de presión universal (UP). Caldera de presión universal para carbón pulverizado. Caldera universal (SWUP) para carbón pulverizado, con paredes de tubos del hogar en espiral.
Calderas energéticas para fuelóleo y gas. Caldera radiante para gas natural y aceite.
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25 Diseño de calderas industriales
Equipo generador de vapor: Vapor para procesos y calentamientos. Servicio combinado de calor y energía. Generación de energía. Potencia de los servicios auxiliares. Agua de alimentación de la caldera. Control medioambiental.
Tipos de calderas para aplicaciones industriales: caldera energética Stirling (SPB). Caldera Towerpack. Caldera (PFI)- Caldera (PFT). Caldera (FM). Calderas de alta capacidad (HCFM). Caldera (PFM). Caldera de lecho fluidificado circulante (CFB). Caldera de lecho fluidificado burbujeante (BFB). Caldera para extracción mejorada de aceite (EOR).
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26 RECUPERACIÓN DE PRODUCTOS Y CALOR EN LA INDUSTRIA PAPELERA
Procesos de pulpa:
PROCESO DE SULFATO:
Filtros de licor verde, de dregs, de licor blanco
Capacidad de una unidad recuperadora de una fábrica de pulpa
Flujos en el proceso Kraft de la caldera recuperadora:
Sistema de distribución de aire
Distribución y combustión del licor negro en el hogar: Reacciones de reducción y oxidación del S en el lecho de fundido, y sistema de alimentación de aire
Características térmicas de la caldera
El licor negro como combustible
Emisiones: de NOx y SO2
Cenizas procedentes de arrastres, y efluvios
Evolución del diseño de la caldera recuperadora de licor negro:
Caldera Tomlinson: Construcción de paredes, Diseño con uno o dos calderines, Diseño de bajo olor, Diseño del sobrecalentador, Sistema de aire comburente
Consideraciones de diseño para calderas recuperadoras: Diseño del hogar, Disposición de la bóveda superior o nariz del hogar, Pantalla de hogar, Superficie de convección, Sobrecalentador, Banco de caldera, Economizador, Sistema de disparo de emergencia
Sistemas auxiliares de la caldera recuperadora: Evaporación de licor negro, Evaporador ciclón, Evaporador en cascada, Oxidación del licor negro
Calderas recuperadoras de licor negro
Quemadores de licor negro: Quemador oscilador y Quemador de barrido vertical limitado (LVS)
Sistema de ceniza
Sistema de aire comburente
Sistema de limpieza de las portillas
Sistema de humos
Sistema de limpieza de la ceniza
Sistema de combustible auxiliar
Sistema de licor verde
Caldera recuperadora del proceso de sosa
Caldera recuperadora para licor de fibras no leñosas
PROCESOS DE SULFITO:
Sodio, magnesio: Pulpa de magnesio y proceso recuperador, Combustión del licor de magnesio
Absorción del SO2
Calcio, Amoniaco: Recolección de gases olorosos: Recolección en la línea de fibras, Recolección en la planta de evaporación, Recolección en la caldera de recuperación: gases GOL, Recolección en la planta de licor blanco
Calderas de gases olorosos:
Calderas de gases de bajo volumen y alta concentración (GOS, LVHC)
Calderas de gases de gran volumen y baja concentración (GOL, HVLC)
Recolección de gases diluidos para la incineración en la caldera de recuperación
Recolección e incineración de gases olorosos (concentrados y débiles) en el horno de cal
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27 Centrales térmicas que queman basura
Combustión de basuras: Combustión en masa, Combustión de basuras preparadas (RDF), Corrosión
Unidades de combustión en masa
Unidades que queman combustibles derivados de basuras
Combustión en masa: Tamaño de la planta de caldera, Diseño del hogar mecánico, Manipulación del combustible, Sistema de alimentación de combustible, Sistema de aire comburente
Sistemas de manipulación de ceniza: Extractor de ceniza de brazo móvil, Tolva de ceniza de compuerta doble, Ceniza volante de limpiadores, precipitadores y filtros de saco
Combustión de RDF: Calderas específicas para quemar RDF, Sistemas de preparación de los RDF, Rendimiento y Calidad de los RDF
Procesado de los RDF: Separación de vidrio, piedras, arenisca y polvo
Recuperación de latas de Al, Residuos voluminosos de tamaños superiores (OBW), Línea de troceado de neumáticos
Almacenaje de RDF
Sistema de alimentación de combustible: Espitas distribuidoras por chorro de aire, Parrillas sinfín
Diseño del hogar inferior
Temperatura de los humos a la salida del hogar
Sistemas de manipulación de ceniza
Readaptaciones para RDF
Diseño del sobrecalentador, Caldera: hogar superior, Banco de generación de vapor, Economizador, Calentadores de aire, Equipo de limpieza de ceniza, Quemadores auxiliares de aporte
Equipo de control de contaminación atmosférica
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28 Centrales que queman maderas
Suministro de vapor a procesos industriales: Pulpa y papel y Procesado de alimentos
Suministro de vapor para generación energética: Cogeneración, Plantas que queman biomasa
Combustibles: Constituyentes, Combustión de madera y biomasa, Combustión combinada con combustibles tradicionales, Combustión de lodos
Sistemas de combustión: Cámara exterior anexa, Parrilla porosa, Parrilla móvil
Hogar con zona de combustión controlada (CCZ)
Secadores y pulverizadores
Lecho fluidificado
Diseño de componentes de caldera para combustión de madera y biomasa: Parrilla, Distribuidor de combustible, Quemadores, Hogar, Sobrecalentador, Banco de caldera, Economizador, Economizador
Equipos auxiliares: Ventiladores de tiro forzado (FD), Sopladores, Sistemas de manipulación del combustible, Sistemas de manipulación de la ceniza, Sistemas de aire
Equipos para el control de emisiones: Colectores de polvo, Precipitadores, Filtros de tela o cámaras de sacos, Depuradores húmedos
Impacto medio ambiental: Emisión de partículas, Óxidos de nitrógeno, Dióxido de azufre, Monóxido de carbono, Compuestos orgánicos volátiles (VOC)
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29 Combustión en lecho presurizado
Proceso de combustión en lecho fluidificado presurizado (PFBC): Eficiencia del ciclo, Emisiones reducidas y combustión mejorada
Tamaño de caldera reducido
Construcción modular
Ciclos para plantas de (PFBC): Ciclo turboalimentado, Ciclo combinado, Ciclo combinado avanzado
Diseño del ciclo combinado
Procesos en el lecho fluidificado: Fluidificación, Transferencia de calor, Rficiencia de la combustión
Emisiones: Óxidos de nitrógeno, Captura de azufre
Ciclos de los fluidos: Ciclo agua-vapor, Ciclo aire-humos
Pérdidas de energía
Sistemas de (PFBC)
Generador de vapor: Tipo de caldera (PFBC), Cerramiento de la caldera, Bancos tubulares, Agua de alimentación, Distribuidor de aire
Turbina de gas
Equipos auxiliares: La vasija del combustor, Preparación y alimentación del combustible, Alimentación del absorbente, Evacuación de ceniza, Reinyección en el lecho, Limpieza de humos, Evacuación de la ceniza,
Funcionamiento de unidades de (PFBC): Control, Puesta en servicio, Operación normal y cambio de carga, Retirada de servicio o parada, Condiciones anormales
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30 Ciclos combinados
Ciclos combinados y cogeneración: Sistema de ciclo combinado simple, Sistemas comerciales de ciclo combinado, Cogeneración, Generador de vapor recuperador de calor HRSG
Consideraciones técnicas
Sistemas de vapor basados en calor residual
Hogar de oxígeno básico: Campana de generador de vapor, Campana de vapor presurizado en circuito cerrado, Sistema de vapor presurizado y agua a alta temperatura en circuito cerrado
Calderas de calor residual: Hornos Martin-Siemens, Calderas de calor residual para condiciones especiales, Caldera simple de calor residual de tres calderines
Sistemas de vapor mediante combustibles singulares: Calderas de CO, Calderas que queman gas de horno alto (BFG) y gas de batería de coque (COG)
Calderas que queman gases peligrosos (RCRA)
Ejemplo de sistema de ciclo combinado simple
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31 Consideraciones medioambientales
Fuentes de emisiones y descargas de planta
Métodos de control de la contaminación atmosférica
Tipos de contaminantes, fuentes e impactos
Tecnologías de control de contaminación atmosférica
Tecnologías de control de SO2: Precombustión, Modificaciones de la combustión, Tecnologías de inyección de absorbente, Tecnología de depuración húmeda y seca
Tecnologías de control de NOx: Modificación de la combustión, Tratamientos postcombustión para controlar los NOx
Tecnologías de control de partículas: Lavado del carbón, Colectores mecánicos, Filtros de tela, Precipitadores electrostáticos (ESP)
Control de contaminación del agua: Fuentes de descarga (efluentes) de plantas energéticas, Agua de refrigeración en circuito abierto, Purgas de torre de refrigeración, Residuos de agua en la manipulación de la ceniza, Residuos de agua en la manipulación de la ceniza, Purga de depuración (desulfuración) de humos (FGD), Residuos acuosos de limpieza de metales, Residuos de poco volumen, Clarificación, Filtración
Vertido de residuos sólidos
Residuos sólidos: Escoria, Ceniza volante en polvo, Pirita, Depuración húmeda (sistema basado en Ca), Depuración seca, Inyección de cal seca
Métodos de tratamiento de residuos sólidos: Deshidratación, Estabilización, Fijación
Métodos de colocación y utilización
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32 Eliminación de partículas
Cenizas
Regulación de las emisiones de partículas y equipamiento para su control
Precipitadores electrostáticos secos (ESP): Caega, Recolección, Golpeado, Retirada de la ceniza, Características del combustible y ceniza
Dimensiones del precipitador: Distribución del flujo, Componentes del precipitador, Electrodos de descarga, Superficie colectora, Sistema de golpeo, Cerramiento, Tolvas, Control de la energía
Aplicaciones y características funcionales: Energéticas, Industriales, Pulpa y papel, Mejora de las características funcionales
Precipitadores electrostáticos
Cámaras de sacos: Fundamentos operativos, Tipos de filtros de sacos, Tecnología del chorro de pulsos, Materiales de los sacos y soportes, Tolvas
Colectores mecánicos
Depuradores húmedos tipo Venturi
Otros dispositivos: Filtro de lecho móvil granular, Filtro depurador electrostático Electroscrubber (CPC), Filtros de tubos cerámicos
Selección del equipo
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33 Control y eliminación de los NOx
Mecanismos de formación de los NOx: NOx térmico, NOx del combustible
Efectos del NOx sobre la salud y el medio ambiente: Ozono/huminiebla fotoquímica, Lluvia ácida, Partículas sólidas en suspensión
Control de las emisiones de NOx en generadores de vapor: Tratamientos previos a la combustión, Técnicas de combustión
Técnicas de postcombustión:
Reducción selectiva no catalítica (SNCR)
Reducción selectiva catalítica (SCR): Consideraciones de diseño, Catalizadores de metales ordinarios y aleaciones, Catalizadores de zeolita, Catalizadores de metales preciosos
Consideraciones sobre el amoniaco y estequiometría: Parrilla de inyección de amoníaco (AIG)
Ubicación del sistema (SCR) en una unidad generadora de vapor
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34 Control y eliminación de los SOx
Control de los SOx
Depuración húmeda (FGD): Diseño de depuradores
Procesos de (FGD) con caliza y con cal: Preparación del reactivo: Caliza, Cal.
Secado y colocación de la lechada: Deshidratación primaria, Deshidratación secundaria de los subproductos de (FGD),
Diagramas de flujo y balance de masa del proceso global
Química del depurador húmedo
Características que refuerzan los aditivos, Aditivos para el control de incrustaciones,
Medida del pH
Depuradores secos: Química del depurador seco
Otras tecnologías
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35 Control medioambiental
Situación de las tomas de muestras
Medidas del lado de humos
Medidas de presión, caudal y temperatura
Aparatos de medida de la presión
Aparatos de medida de la temperatura. Pirometría óptica y de radiación
Propiedades eléctricas: Termómetro de resistencia eléctrica
Termopares. termopar encamisado. Hilos conductores en termopares. Unión caliente
Medida de la temperatura de fluidos en tuberías. Medida de la temperatura de los tubos. Tubos de paredes de hogar
Propiedades acústicas
Medida del flujo térmico. Detección de incrustaciones
Medida de la temperatura de los humos. Termopar de alta velocidad
Medida de la temperatura del aislamiento y envolventes: Superficies aislantes externas. envolventes de acero
Medida del título y pureza del vapor. Obtención de la muestra de vapor. Método trazador de sodio.
Método de conductividad eléctrica. Calorímetro de laminación
Medida de caudales: ventajas e inconvenientes de cada tipo de medidor elemental
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