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CONTROL DE DOSIFICACIÓN Y CONSUMO DE BIOMASA PARA UNA GENERACIÓN EFICIENTE DE VAPOR. Ing. Juan Ernesto Ramirez Guillen Ing. Cristian W. Ortiz
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CONTROL DE DOSIFICACIÓN Y CONSUMO DEBIOMASA PARA UNA GENERACIÓN EFICIENTEDE VAPOR.
Ing. Juan Ernesto Ramirez Guillen
Ing. Cristian W. Ortiz
PLANTA EXTRACTORA PALMICULTORES DEL NORTE
PALNORTE S.A.S
Palnorte S.A.S. se encuentraen el municipio de Tibúdepartamento de Norte deSantander.
Ubicación:
CONTENIDO
ASPECTOS INTRODUCTORIOS.
CARACTERISTICAS EQUIPO DE GENERACION DE VAPOR PALNORTE S.A.S.
IDENTIFICACION DE LA PROBLEMÁTICA.
PLANTEAMIENTO DE UNA GENERACION DE VAPOR MAS EFICIENTE.
ASPECTOS DE MEJORAMIENTO.
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES.
BIBLIOGRAFIA.
ASPECTOS INTRODUCTORIOS
En el proceso de extracción de aceite de
palma se generan cantidades importantes de subproductos, como
se expone en la ficha técnica de la palma.
CompostajeGeneración de
VaporFibra.Lodos tricanter.MP(ceniza fina).Raquiz prensado.
Fibra.Cuesco.
CARACTERISTICAS EQUIPO DE GENERACION DE VAPOR PALNORTE S.A.S.
CALDERA ACUOTUBULAR 600BHP JCT CALDERA PIROTUBULAR 800BHP CLEAVER BROOKS
CALDERA ACUOPITUBULAR
CARACTERIZACION CALDERA COMBINADA PALNORTE S.A.S.
POTENCIA DEL QUEMADOR 600BHP
COMBUSTIBLE ACTUAL BIOMASA
AREA TOTAL DE INTERCAMBIO HOGAR 92m2
POTENCIA DEL QUEMADOR 5885,7KW
CAPACIDAD DE AGUA 9390kgh2o/Hora a 100°C desde 80°C
CAPACIDAD GENERACION VAPOR 9000kgVAPOR/Hora
Como garantizar una generación mas eficiente de vapor evitando una sobrecarga de biomasa y / oxigeno de una forma automática respetando los
lineamiento ambientales.
Generación eficiente
PERSONAL MANTENIMIENTOSISTEMAS DE CONTROL Y
MONITOREO
CALDERISTASOPERADORES CCMPRENSADOPALMISTERIAESTERILIZACIÓN
MANUALES DE OPERACIÓN
CORRECCION DE FUGAS DE GASES
ENTRADAS DE AIRE PARASITAS
AJUSTES DE DAMPERS
CONTROL POR DEMANDAMONITOREO DE VARIABLESINTEGRACIÓN SCADA PRINCIPALCONTROL DE RASERAS
Eficiente y ecológico.
Generación eficiente
Variable primarias de control de combustible.
BPO en el control primario de generación.
BPO de control Secundario de emisiones.
1.Temperatura.2.Tiempo de residencia.4.Turbulencia.5.Oxigeno.
1.Combustible.2.Control de combustión.4.Operación del sistema.5.Ingenieria y mtto.
1.Correccion por oxigeno.2.Sistemas de control de emisiones.
Eficiente y ecológico.
Lineamientos para la operación eficiente de los sistemas de generación de vapor y reducción de emisiones atmosféricas
IDENTIFICACION ESTADO DE EXIGENCIA
El estado de exigencia del proceso fue identificado en el momento esque se realizaba la esterilización del fruto ya que casi un 80% de lademanda en ese instante estaba representado por el consumo deesterilización.
IDENTIFICACION ESTADO DE REPOSO
La demanda de vapor representada por las demás áreas del procesode extracción es muy baja a comparación del proceso deesterilización denominando este condicional baja exigencia.
DEMANDA DE VAPOR
DEMANDA DE VAPOR ESTERILIZACION
SOLUCIÓN PARA UNA GENERACIÓN DE VAPOR MAS EFICIENTE.
La variable lógica de lo ciclos de esterilización que varia de 0 hasta 9finalizando este será quien dirija mis estados de exigencia de la calderadando un bit de activación que active el condicional del control PID de lacaldera y me seleccione el estado adecuado de exigencia.
ESTERILIZACION CONTROL CALDERA
SOLUCIÓN PARA UNA GENERACIÓN DE VAPOR MAS EFICIENTE.
Generar una dosificación adecuadade combustible y oxigeno basada endos estados automáticos según laexigencia de vapor del proceso:
1.ALTO FUEGO (Exigencia)
2.BAJO FUEGO (Baja exigencia)
SOLUCIÓN PARA UNA GENERACIÓN DE VAPOR MAS EFICIENTE.
En el diagrama se observa el algoritmo de selección de velocidades quedebe aplicar al funcionamiento de la caldera tomando como referencia elestado de la variable externa de esterilización.
ESTADO ALTO FUEGO
EL ESTADO DE ALTO FUEGO ME REPRESENTA LA MAYOR EXIGENCIA DEVAPOR QUE ES REQUERIDA DURANTE ELPROCESO DE EXTRACCIONCONYEVANDO UNA TAZA DE GENERACION DE VAPOR PLENA .
DOSIFICACION PLENA PARA QUEMADOR DE 600BHP.
VELOCIDADES DE VENTILADORES EN EXIGENCIA.
VELOCIDAD OPTIMA DE OPERACIÓN OPTIMA DE LOS VENTILADORES
VENTILADOR FRECIENCIA RPM CAUDAL
INDUCIDO 60HZ 1785 129,314 m3/s
FORZADO 25HZ 742 30,14 m3/s
SOBREFUEGO 20HZ 592 8,18 m3/s
ALIMENTADOR DE
FIBRA
15HZ 444 6,13 m3/s
ESTADO BAJO FUEGO
EL ESTADO DE BAJO FUEGO ME REPRESENTA UNA DEMANDA MENOR DEVAPOR AL PROCESO ACARREANDO UNA MENOR EXIGENCIA DE LACALDERA.
DOSIFICACION BAJO FUEGO CALDERA 600BHP.
VELOCIDADES VENTILADORES BAJA EXIGENCIA.
VELOCIDAD OPTIMA DE OPERACIÓN EN BAJO FUEGO DE LOS VENTILADORES
VENTILADOR FRECIENCIA RPM CAUDAL
INDUCIDO 45HZ 1339 97 m3/s
FORZADO 10HZ 303 12,30 m3/s
SOBREFUEGO 10HZ 302 4,17 m3/s
ALIMENTADOR DE
FIBRA
15HZ 444 6,13 m3/s
Las variables de control primario se monitorean y controlan desde un sistema SCADA garantizando el cumplimiento de los lineamientos del proceso.
En función de las BPO del control primario de generación de vapor se regula la concentración adecuada de combustible acorde a los niveles de suministro de oxigeno este proceso se regula mediante:
Concentración adecuada de combustible
Suministro adecuado de oxigeno
Sistema de Raseras neumáticas.Control por variadores de Aire
primario y secundario.
Garantizando las BPO de control secundario de emisiones la empresa PALNORTE S.A.S. conforme a las normas de regulación cuenta con un sistema de tratamiento de gases.
Remoción MP. Garantizar nivel de oxigeno.
MulticiclonGarantiza eficiencia de 90% deremoción de MP en partículasmayores a 10 micras.
Remoción MP.Fig 1. Eficiencia de combustión Fuente: UNDP y GEF 2005.
Corrección de oxigenoSe deben garantizar niveles deoxigeno por debajo del 13% paraevitar penalizaciones.
Se instalo un medidor de agua a la entrada de el tanque desuministro de la caldera censando la generación de vaporidentificando así los momentos de demanda y baja exigencia .
DEMANDA DE VAPOR
La demanda de vapor se ve representada en la variable lógica de programación de los ciclos 0 - 7.
SOLUCIÓN PARA UNA GENERACIÓN DE VAPOR MAS EFICIENTE.
SISTEMA TRADICIONAL DE CONTROL DE RACERAS.JCT
SISTEMA ADAPTADO DE RACERAS.PALNORTE S.A.S.
DOSIFICACION POR RACERAS INICIAL
T1 ON RACERA 1
T2 ON RACERA 2
DISMINUCION NOTORIA DE EMISIONES POR DESCOMPENSACION DE OXIGENO DEVIDO A ACOMULACIONES INDESEADAS DE BIOMASA.
ACOMULACION DE BIOMASA. SISTEMA DE DOSIFICACION.
UTILIZACION EFICIENTE DE LA BIOMASA EN EL PROCESO DE GENERACION DE VAPOR
DESTINANDO LA BIOMASA NO UTILIZADA AL PROCESO DE COMPOSTAJE.
AUTOMATIZACION DEL PROCESO DE GENERACION DE VAPOR.
INCLUCION DE VARIABLES DE CONTROL
DE DOS ESTADOS.
PRIORIZA EL CONTROL.
AUTOMATIZACION DEL PROCESO DE GENERACION DE VAPOR.
DOSIFICACION DE BIOMASA
POR TIEMPO DE DOS ESTADOS
ABILITADOS POR ESTERILIZACION
USO EFICIENTE DEL AGUA REDUCIENDO LOS INDICES DE KILOGRAMOS DE VAPOR POR TONELADA DE RFF.
MENOR CONSUMO DE VAPOR POR TONELADA RFF.
Unos niveles adecuados de biomasa residiendo en el hogar generan bajas emisiones de MP.
El proceso de esterilización es quien representa el mayor consumo de vapor y por ende la generación debe atender a su exigencia.
Dos juegos de velocidades de ventiladores en conjunto con dos estados de suministro sujetos a un condicional activado por esterilización da un mejor control del proceso de generación de vapor.
