Control calderas
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Este documento describe los principales lazos de control de una caldera de combustión en centrales térmicas, incluyendo el control de combustión, temperatura de vapor sobrecalentado y recalentado, nivel del calderín, presión del hogar y temperatura extremo frío. El objetivo es mantener las condiciones óptimas de presión, temperatura y flujo de vapor para alimentar la turbina de manera segura y eficiente.
Control calderas
- 1. Sección Española _________________________________________________________________________________________ CONTROL DE CALDERAS EN CENTRALES TERMICAS JOSE MARIN MARIN INITEC ENERGIA _________________________________________________________________________________________ RESUMEN El objetivo de esta presentación es describir el Control de Calderas de Combustión en Centrales Térmicas, incidiendo fundamentalmente en el control analógico y mostrando algunos de los principales lazos de control típicos. Los ejemplos presentados están basados en una Caldera de Combustión operando a presión subcrítica y constante, con calderín de circulación natural, con combustible fuel-oil, de tiro balanceado incluyendo ventilador de tiro forzado VTF y ventilador de tiro inducido VTI, con atemperador y ventilador de recirculación de gases VRG, y con hogar, sobrecalentador, recalentador, economizador y calentador aire-gases. Asimismo se describen los diversos modos de operación de planta y el Control Coordinado Turbina-Caldera. 1. INTRODUCCION Una Caldera de Combustión de una Central Térmica es un generador de vapor que alimentado con agua de alimentación produce vapor sobrecalentado y vapor recalentado en unas condiciones de presión y temperatura adecuadas para ser introducidos en Turbina. Se puede considerar una Caldera como un gran intercambiador de calor, formado por el sistema aire-combustible-gases, que es el fluido caliente, y el sistema agua-vapor que constituye el fluido frío y que recibe calor del fluido caliente. En el hogar de la Caldera se produce una reacción de combustión con el combustible y el oxígeno del aire, liberándose energía térmica en dicho proceso. Dicha energía térmica o Calor es transferido mediante una superficie de transferencia de calor en forma de haces de tubos al sistema agua-vapor que circula por el interior de dichos tubos. De este modo se produce la formación del vapor saturado. El vapor que se introduce en turbina requiere un sobrecalentamiento por encima de la temperatura de saturación, por lo que la Caldera incluye un Sobrecalentador para realizar dicha función. Con objeto de optimizar el rendimiento de Caldera y minimizar las pérdidas por chimenea, se extrae de los gases de combustión la mayor cantidad de energía térmica posible, antes de enviarlos por la chimenea a la atmósfera. Para ello la Caldera incluye un economizador y un calentador aire-gases, que calientan el agua de alimentación y el aire de combustión de entrada a caldera respectivamente, extrayendo calor de los gases de salida. 2. DESCRIPCION Los objetivos de un Sistema de Control de Calderas son los siguientes: a) Suministrar de modo contínuo el vapor requerido por la Turbina, de acuerdo con la carga de la planta y en las condiciones de presión y temperatura adecuadas. b) Operar la Caldera en condiciones óptimas, minimizando el consumo de combustible, maximizando el rendimiento de Caldera y permitiendo un modo de operación para cumplir con la vida proyectada de la misma. -1-
- 2. Sección Española c) Vigilar las Seguridades de Caldera, permitiendo un funcionamiento seguro en arranques, paradas y funcionamiento normal de la Caldera, y generando el disparo de Caldera en caso necesario En la Figura 1 se indican algunos de los principales lazos de control de una Caldera de Combustión: 1. Control de Combustión. El objetivo de este lazo de control es gestionar el balance de energía en la Caldera, igualando la energía entrante en Caldera a la energía saliente, manteniendo además una reserva de energía en la misma. Adicionalmente, el control de combustión es el encargado de proporcionar un proceso de combustión eficaz y seguro. 2. Control de Temperatura Vapor Sobrecalentado y Recalentado. La función de este lazo de control es mantener la temperatura del vapor Sobrecalentado y Recalentado constante para cualquier nivel de Carga de Planta. 3. Control de Nivel Calderín. El objetivo de este lazo de control es gestionar el balance de masas en el calderín, igualando el caudal de agua de alimentación entrante al caudal de vapor saliente, manteniendo además el nivel en el calderín en el valor de consigna. 4. Control de Presión Hogar. La función de este lazo de control es mantener la presión en el hogar constante y ligeramente por debajo de la presión atmosférica, para evitar fugas de gases de combustión hacia el exterior. 5. Control de Temperatura Extremo Frío . El objetivo de este lazo de control es evitar corrosiones en Caldera, manteniendo la temperatura de salida de gases de Caldera por encima de la temperatura de rocío de dichos ácidos corrosivos. -2- .. Figura 1 – Principales Lazos de Control de una Caldera de Combustión Control Combustión Control Nivel Calderín PT C T Control Temperatura Vapor Control Presión Hogar Control Temperatura Extremo Frío P L T 1 4 2 5 3 P T VTF VRG VTI TURBINA CALDERA COMBUSTIBLE AIRE GASES VAPOR AGUA ALIMENTACION