Análisis técnico del potencial de reducción de inquemados en la caldera 4 del sistema de generación de la central de energía, vapor y aire de la empresa Coltejer S.A ubicada en el municipio de Itagüí, Antioquia

Abstract

RESUMEN: La Central de Energía, Vapor y Aire (CEVA), perteneciente a la empresa Coltejer, es una central térmica la cual posee una capacidad instalada de 20 MW al contar con tres turbinas, dos de 4 MW y una de 12 MW, así como cuatro calderas acuotubulares con economizador y sobrecalentador operadas a carbón, tres de ellas producen 90.000 lb/h y una 200.000 lb/h de vapor respectivamente; la caldera con mayor capacidad, denominada caldera 4, ha presentado en los últimos 3 años un porcentaje superior al 7 % de inquemados en la ceniza, siendo valores indeseables dado que señalan que el proceso de combustión no es del todo eficiente y se dificulta la venta de la ceniza a la empresa cementera Ahinco debido a que esta solo admite hasta un 6 %. Por lo anterior, este trabajo se centra en la realización un análisis técnico del potencial de reducción inquemados de la caldera 4; para esto, se realizó un reconocimiento visual y verbal del proceso de generación de energía del CEVA, una revisión de históricos de inquemados y emisiones de gases de combustión, una búsqueda y evaluación del estado del arte, una recolección de diversas variables del proceso de combustión de la caldera 4 y desarrollo de la estequiometria del proceso. Se encontró que los parámetros como el tiempo de residencia, el tamaño de partícula, la humedad y el flujo de aire son importantes para que la presencia de inquemados sea baja; por lo tanto, el análisis se encaminó a estos factores, evaluándose técnica y económicamente las opciones como: la implementación de un sistema de requemado de carbón y puertos OFA (Overfire air), un secador de tubo rotatorio, un molino, simulación y análisis para zona de clasificación de los molinos y un variador de velocidad para control del flujo de aire, con el fin de reducir la presencia de inquemados en la ceniza. Además de esto, se establecieron recomendaciones que contribuirían con la mejora del proceso de combustión tales como la capacitación técnica del personal operativo de la caldera, la compra de un servidor capaz de almacenar la información almacenada en el sistema de control general de la caldera, la implementación de medidores de flujo en los ductos de aire primario y secundario, y la instalación del medidor de gases en chimenea. De este proyecto se pudo concluir que la implementación de un sistema de requemado de carbón y puertos OFA, a pesar de requerir una inversión elevada de 216’708.074 COP, se puede obtener una reducción de inquemados de hasta un 47%, siendo posible recuperar en menos de 3 años lo invertido; además, con esta mejora se puede lograr disminuir las emisiones de NOx.