Diseño de sistema de filtrado para equipo de extracción de ceniza de la central de energía y vapor (CEVA) de Coltejer S.A

Abstract

RESUMEN: Durante la práctica empresarial de ingeniería mecánica realizada en la Central de Energía y Vapor de Coltejer S.A. se encontró que uno de los equipos de extracción de ceniza trabaja cortos periodos de tiempo debido a su saturación prematura. Dichos equipos tratan las cenizas ante de su disposición final en silos y constan de una caja de talegas pequeña, de limpieza neumática, donde el vacío es generado por un ventilador tipo turbina. El filtro de mangas tiene una lenta capacidad de evacuación luego de atrapar la ceniza en sus talegas. Como solución se planteó hacer una filtración adicional previa para el filtrado de partículas de ceniza para bajar la carga que ingresa a la caja de talegas y que la capacidad de evacuación permita extender sus tiempos de funcionamiento. Entre múltiples sistemas de filtración de partículas se consideró más viable, económico y funcional un precipitador ciclónico y para su diseño se hizo una revisión técnica de artículos, manuales y propiedades del fluido y material transportado (ceniza). Se utilizaron correlaciones empíricas para dimensionar algunas variables de ciclón y mediante la comparación con la literatura especializada se verificó la capacidad de precipitación de las partículas, es decir la eficiencia de colección. Se seleccionó un ciclón de alta eficiencia como el más apropiado para la aplicación por su capacidad de precipitar partículas de menores tamaños, lo cual se verificó con una simulación por dinámica de fluidos computacional en el Software ANSYS Fluent Versión Académica. En la simulación numérica se variaron los parámetros de funcionamiento como la diferencia de presión, velocidad de entrada de partículas, carga de partículas, tamaño de partícula de ceniza, entre otras y se compararon los resultados de las simulaciones con los cálculos teóricos pudiendo reforzar con estos elementos el concepto técnico sobre el desempeño del ciclón bajo las condiciones de trabajo para la extracción de ceniza. Los resultados de las correlaciones empíricas fueron muy parecidos a los de la simulación, verificando así la vigencia de correlaciones empíricas para el diseño de estos sistemas de control de polución.