MEJORAMIENTO DE UNA CALDERA DE TUBOS DE FUEGO MEDIANTE LA INPLEMENTACION DE UN CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE Y UN SISTEMA DE CONTROL DE PRESION PARA LA

FABRICA DE TEXTILES BURCAL

Univ.: ALEX DULFREDO PILCOLORA MENDOZA

UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DESAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA

INTRODUCCION

• En nuestra región actualmente existen tres fabricas (SUCRE, CHUQUISACA, BURCAL) que se dedican a la producción de sombreros, todas utilizan calderas de tubos de fuego (pirotubulares) para transformar la energía química contenida en el combustible (gas natural) en energía térmica y transferir al agua para generar vapor.

Ventajas:Ventajas:•Mayor flexibilidad de operación.•Menores exigencias de pureza en el agua de alimentación.•Menor costo inicial debido a la simplicidad de su diseño.Inconvenientes:Inconvenientes:•mayor tiempo para subir la presión y entrar en funcionamiento.•Riesgo de explosión por falta de agua. •No son utilizables para altas presiones.

a)a) Hogar donde se efectúa la combustiónHogar donde se efectúa la combustiónb)b) Tubos por donde pasa los humos.Tubos por donde pasa los humos.c)c) Cámara de vapor.Cámara de vapor.

SITUACION PROBLEMATICASITUACION PROBLEMATICA

La falta de sistemas de protección, el fallo de los aparatos de protección y un mal mantenimiento de la caldera ocasiono que en noviembre del 2012 se produzca un accidente.Este accidente tuvo con costos económicos para la empresa de 6000 dólares.

Tablero fabrica BURCALTablero fabrica BURCAL Tablero fabrica SUCRETablero fabrica SUCRE

El sistema de control es analógico y presenta una secuencia de arranque on/off RIESGOS•De accidentes•De incendio y explosión•De contaminación atmosférica

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las constantes fallas que se presentan en el funcionamiento del caldero, generan un mal desempeño, con riesgos personales, alta contaminación y perdidas económicas para la empresa por todo esto se necesita de un sistema de control que permita:• manejar de mejor manera todas las variables•mejorar la eficiencia•reducir el riesgo de accidente.

JUSTIFICACION La fábrica de textiles BURCAL busca aumentar su producción y calidad que le den una ventaja respecto a la competencia, los constantes desperfectos que sufre el caldero causan retrasos en la producción además de una baja calidad debido a las variaciones del vapor. El actual sistema de control sufre constantes descalibraciones que ocasiona variaciones peligrosas en el nivel de agua y vapor.El mejoramiento que se busca con la automatización mediante la implementación de un PLC y un sistema de control de la presión es controlar y manejar las variables que presenta la caldera de una forma más eficiente, segura y pueda detectar las posibles fallas reduciendo el riesgo de explosión o su deterioro.

OBJETIVO GENERAL

•Mejorar el funcionamiento de la caldera de tubos de fuego mediante la implementación de un circuito lógico programable y un control de presión de vapor que mantenga un funcionamiento con altas garantías de seguridad optimizando el consumo de combustible a través de un aumento en el rendimiento y reduciendo las emisiones contaminantes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS•Realizar un relevamiento de todo el circuito eléctrico actual del caldero.•Analizar el estado actual de los dispositivos de protección. •Obtener un modelo matemático que describa de forma adecuada el comportamiento dinámico del proceso.•Implementar un sistema de control de la variación de la presión del vapor que posibilite un funcionamiento efectivo y fiable del proceso de combustión y reduzca el consumo de combustible.•Crear un programa para el circuito lógico programable que haga al proceso más seguro, óptimo y confiable.

METODOLOGIA PARA LA IMPLEMENTACION DEL CONTROL DE LA CALDERALa metodología apropiada que sea una herramienta eficiente y eficaz para el control de la caldera y que produzca resultados factibles y prácticos requiere de un análisis analítico y creativo los cuales comprende:1.Análisis del proceso actual para poder comprender el funcionamiento y sus deficiencias.•realizar comparaciones con otros sistemas de control.•identificar los problemas principales del caldero.•Elección del PLC apropiado para el control.

2. Diseño del sistema de control. • realizar la programación en PLC.•Obtención del modelo matemático (de control) que permita simular con un alto grado de exactitud.(matlab, simulink, labview) 3. Implementación del sistema de control

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Fuente: oFuente: operador de calderas GABRIEL BUSTAMANTE

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