OXYFUEL COAL CYCLE, 1st GENERATION
FUNCIONAMIENTO
El carbón llega en cantidades especificas desde un proceso anterior ya triturado para su fácil transporte, y se procede a consumir en el hogar de la caldera. El aire es enviado por ventiladores hacia una unidad separadora de aire para remover todo el nitrógeno del aire, ya que este elemento no se calienta y afecta la eficiencia de la caldera, para una mejor combustión del carbón se ocupa oxígeno puro para avivar la llama y así economizar combustible y llegar a las temperaturas deseadas y así sobresaturar el vapor y aumentar su presión.
Por la chimenea sale por medio de tuberías salen los compuestos que expulsa la combustión estos para aprovechar su temperatura, son redirigidos nuevamente a la caldera y pasan por el interior de esta para volver a calentarlos, una vez que salen aún tienen energía térmica la cual es utilizada para calentar agua en un condensador y con esto darle una temperatura propicia para entrar a la caldera, y así aprovechar la temperatura de salida del CO2. Una vez enfriado por el cambio con en el condensador es llevado a un separador el cual se encarga de separar el CO2 del agua y así expulsar el CO2 ya menos dañino.
El agua que toma la energía térmica del gas de salida es enviada a la caldera donde este se calienta, para alcanzar valores especificados de temperatura y presión, a la salida el vapor sobresaturado es enviado a una turbina de vapor la cual actúa a altas presiones y conectada a un generador produce electricidad.
El vapor recalentado que sale de la turbina es enviado a un condensador el cual por medio de agua de refrigeración condensa el vapor y lo vuelve agua esta es dirigida a una bomba centrifuga, la cual le regresa la presión requerida para que este vuelva a circular por el condensador y cumpla con su tarea antes de entrar nuevamente a la caldera.
SUPOSICIONES
* Suponemos que la alimentación de aire esta asistida por un ventilador de giro forzado.
* En la parte superior de la caldera suponemos que existe dos secciones
* La que actua como chimenea que es por donde salen los gases de combustión.
* Otra que actua como salida de los gases ya reciclados de la combustión que salen para ser liberados.
* El condensador de salida actua como un intercambiador de calor que sirve para retirar el calor de los gases de salida.
INSTRUMENTOS UTILIZADOS
DIAGRAMA P&ID DESCRIPCIÓN
Para instrumentar este proceso se tomó en cuenta que se trabaja con temperaturas y que en este caso todo se puede medir y regular por medio de esta variable y conforme a esto se llevó acabo esta instrumentación.
El lazo de control 101 se encarga de valga la redundancia controlar lo que es el la entrada de oxígeno y, entrada y salida de gases de combustión el transmisor de temperatura 101-A (TT-101-A) esta censando la temperatura dentro de la caldera este está conectado por vía eléctrica a un controlador indicador de temperatura (TIC-101), este lo que hace es controlar la válvula de oxígeno para que por medio de la lectura del transmisor ya que si la caldera sobre pasa las temperaturas, al regular la entrada de oxigeno poder controlar también la temperatura dentro de la caldera, en caso de que esta temperatura no se regularice el controlador automáticamente enciende una luz piloto de emergencia (TAL-101) la cual alertara que existe un problema, si el controlador no enciente la luz piloto esta puede ser encendida de forma manual por un operador ya que existe un interruptor montado en campo (TS-101).
De otro lado en la misma familia existe otro transmisor de temperatura (TT-101-B) el cual censa la temperatura en los gases procedentes de la combustión, que son expulsados de la caldera esta medida es transmitida al controlador indicador de temperatura (TIC-101) el cual mediante previa programación y dependiendo la medida tomada por el transmisor, podrá controlar una válvula de obturación de 3 vías, la cual su función es dirigir el flujo del gas ya sea de vuelta a la caldera o hacia el condensador para después ser separado y expulsado del proceso, esta funciona de la siguiente manera si el transmisor de temperatura (TT-101-B) toma una lectura baja en el gas de salida, el controlador regula la válvula para que esta recircule el gas a la caldera y si el TT-101-B toma una lectura de una temperatura elevada del gas, el controlador regula la válvula para que este gas sea dirigido hacia los procesos de expulsión.
El lazo 201 solo está censando y registrando la cantidad de corriente eléctrica que se está produciendo en cada turno o jornada del proceso, esto mediante un transmisor de corriente (IT-201) y un registrador de corriente (IR-201), esto con el fin de llevar un registro de cuanto se produce ya que el proceso en si tiene como fin la generación de electricidad.
En el lazo de control 301 que se encuentra en la salida del vapor que se produjo en la caldera, se encarga de regular su flujo hacia la turbina de vapor, esto con el fin de que el vapor salga a las temperaturas de un vapor sobresaturado ya que solo con este tipo de vapor la turbina puede efectuar y desempeñar su funcionamiento, en la salida de vapor se encuentra un transmisor de temperatura (TT-301) el cual está protegido por un termo pozo (vaina) (TW-301) puesto que en esta salida las temperaturas son muy elevadas y estas pueden afectar el funcionamiento del transmisor, si no se protege, el transmisor (TT-301) censa la temperatura y la dirige a un controlador registrador de temperatura (TRC-301) el cual antes que otra cosa registra las temperaturas a las que sale el vapor de la caldera ya que es una de las cosas importantes en el proceso de generación de vapor y el registro se lleva con la finalidad de saber en una futura inspección como está la calidad y la eficiencia del proceso de producción, otra función que desempeña es el controlar una válvula de temperatura (TV-301), la cual estará abierta a menos que el controlador registre una temperatura a bajo de los niveles requeridos y entonces la válvula se cerrara hasta que la temperatura del vapor sea la requerida.
El lazo de control 403 está instalado gusto a la salida del condensador de vapor, en esta se encuentra un transmisor de temperatura (TT-403), el cual toma la temperatura del vapor condensado, esto con la finalidad de saber si ya es 100% fluido, el cual está conectado a un controlador indicador de temperatura (TIC-403), el cual indica la temperatura del vapor condensado y controla, mediante la medida tomada por el transmisor, una válvula de obturación de 3 vías, en la cual si la temperatura está por debajo de la requerida, esta se regula para redirigir la dirección devuelta al condensador, y si la temperatura del vapor condensado es la requerida la válvula abre el paso hacia una bomba centrifuga la cual está programada para regresarle presión al fluido y así pueda recircular por todo el proceso.