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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.
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
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.
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)
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.
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.
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. Factores de selección. Materiales para colectores, tuberías y calderines. Aceros termoresistentes. Desulfuración de humos
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. Configuraciones constructivas: Aberturas, refuerzos, ligamentos, uniones y tubuladuras. Componentes estructurales de soportes.
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.
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.
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
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.
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.
Combustión, contenido en materias volátiles, partículas de subcoque, efecto del contenido en humedad y en materia mineral. Sistema de combustión del carbón pulverizado, bajos en volátiles, altos en humedad. Principios del quemador, control, estabilidad de la llama. Regímenes de flujos de aire primario-carbón, pérdidas por inquemados. Quemadores convencionales para carbón pulverizado, circulares, alveolares, tipo S. Sistemas de combustión con bajos NOx, regulación y control. Quemadores de cortatiros dual DRB, DRB-XCL, DRB-4Z, aire-jet, alveolar de bajos NOx. OFA con quemadores en pared y en esquina. Quemadores para carbonos difíciles, de ignición mejorada, y con derivación de aire primario PAX. Equipos auxiliares
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
Acopladores: 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.
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 espirall. Calderas energéticas para fuelóleo y gas. Caldera radiante para gas natural y aceite.
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).
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.
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 comburenteSistemas 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.
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).
roceso 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Tratamiento del agua de aporte bruta, ablandamiento en ciclo de Na, o ablandamiento por zeolitas sódicas, ablandamiento por zeolita con caliza caliente. Desmineralización, evaporación, permutación iónica, ósmosis, electrodiálisis, ultrafiltración. Limpieza y procesos pre-operación, agua para prueba hidrostática, hervido alcalino, limpieza química y soplado de tuberías con vapor. Tratamiento del agua de calderas con calderín, límites de la calidad del agua. Tratamiento con hidróxido, convencional y coordinado con fosfato. Tratamiento de fosfato en equilibrio, volátil, con quelatos y con polímeros. Medida de la calidad y pureza del vapor, métodos trazador de Na, de conductividad, del calorímetro de laminación y gravimétricos. Tratamiento del agua de calderas de proceso directo. Tratamiento de pulido del condensado. Control de la corrosión y productos químicos. Tapizado (ocultación del fosfato). Limpieza química de unidades de combustible fósil. Termopares cordales. Limpieza por circulacióny por inundación. Disolventes. Corrosión en calderas de combustible fósil e industriales, corrosión uniforme, ataque crateriforme, ataque galvánico, daños por hidrógeno, fisuración por tenso-corrosión, ataque cáustico, ataque ácido, corrosión por fatiga, intergranular, inducida microbiana.Erosión-corrosión (cavitación). Técnicas para el análisis del agua de caldera (muestras manuales, absorción atómica, cromatografía de iones). Tratamiento de aguas residuales

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