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CONTROL DE CALDERASPedro Manuel Redondo Sobrado
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Calderas control isaupm

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  1. 1. CONTROL DE CALDERASPedro Manuel Redondo Sobrado
  2. 2. Control de Calderas Generalidades (I)• Tipos de Caldera – PIROTUBULARES (Tubos de humo). – ACUOTUBULARES (Tubos de agua).  Con calderín agua / vapor.  Paso único. – Adicionalmente se pueden clasificar por:  ALTA o BAJA PRESIÓN.  VAPOR SATURADO o SOBRECALENTADO.  TIRO FORZADO, INDUCIDO o BALANCEADO.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 2Master de Instrumentación y Control
  3. 3. Control de Calderas Generalidades (II) Caldera pirotubularControl / Enclavamientos de hornos de proceso 3Master de Instrumentación y Control
  4. 4. Control de Calderas Generalidades (III) Caldera paquete acuotubularControl / Enclavamientos de hornos de proceso 4Master de Instrumentación y Control
  5. 5. Control de Calderas Generalidades (IV) Circulación en una caldera acuotubularControl / Enclavamientos de hornos de proceso 5Master de Instrumentación y Control
  6. 6. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación I)• Sistemas – Sistema AGUA-VAPOR. – Sistema COMBUSTIBLE-AIRE-GASES.  Sistema de aire-gases.  Sistema de combustible.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 6Master de Instrumentación y Control
  7. 7. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 7Master de Instrumentación y Control
  8. 8. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación II)• Sistema Agua-Vapor • Instrumentación necesaria para la Seguridad  Nivel del calderín. (LT o LSLL, LSHH).  Presión del calderín (PT o PSHH). – Instrumentación necesaria para el Control  Control de nivel del calderín: – Nivel y presión del calderín (LT y PT). – Caudal y temperatura agua de alimentación (FT y TT). – Caudal, presión y temperatura de vapor (FT, PT y TT). – Válvula de control de agua de alimentación (LV).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 8Master de Instrumentación y Control
  9. 9. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación III)• Sistema Agua-Vapor  Instrumentación necesaria para el control • Control de presión y temperatura de vapor: – Caudal, presión y temperatura de vapor (FT, PT y TT). – Temperatura de vapor después del atemperador (TT). – Válvula de control del atemperador (TV) • Control de sopladores: – Válvula de corte de vapor. – Válvula de drenaje. – Presión de vapor (PT o PSL). – Temperatura en drenaje (TT o TSL).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 9Master de Instrumentación y Control
  10. 10. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 10Master de Instrumentación y Control
  11. 11. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación IV)• Sistema Aire-Gases • Instrumentación necesaria para la Seguridad.  Confirmación de marcha del ventilador.  Caudal de aire (FT o FSLL, FSH).  Presión de hogar (PT o PSHH).  Posición compuertas (ZSL, ZSH). • Instrumentación necesaria para el Control.  Control del aire de combustión – Caudal y temperatura del aire (FT y TT). – Actuador compuerta ventilador (FV). – Exceso de Oxigeno en gases (AT). – Actuador registros de aire de quemadores (FV).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 11Master de Instrumentación y Control
  12. 12. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 12Master de Instrumentación y Control
  13. 13. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación V)• Sistema Combustibles • Instrumentación necesaria para la Seguridad.  Ignitores – Válvula general de corte y venteo. – Dos (2) válvulas de corte y un venteo por ignitor.  Quemadores gas – Igual a los ignitores. – Válvula de carga del test de fugas. – Confirmaciones de posición cerrada de válvulas.  Quemadores fuel oil – Válvula de corte general y recirculación. – Válvula de circulación. – Válvula de corte para cada quemador. – Indicación de lanza de quemador acoplada. – Confirmaciones de posición cerrada de válvulas.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 13Master de Instrumentación y Control
  14. 14. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación VI)• Sistema Combustibles • Instrumentación necesaria para la Seguridad. • Presión gas ignitores (PT o PSL, PSH). • Presión gas quemadores (PT o PSL, PSH). • Presión fuel oil quemadores (PT o PSL, PSH). • Temperatura fuel oil (TT o TSL, TSH). • Presión diferencial fuel oil/vapor (PDT o PDSL). • Llama combustible detectada (BSL).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 14Master de Instrumentación y Control
  15. 15. Control de Calderas Calderas Industriales (Instrumentación VII)• Sistema Combustibles – Instrumentación necesaria para el Control.  Control gas natural. – Caudal, presión y temperatura del gas (FT, PT, TT). – Válvula de control del caudal de gas (FV). – Válvula de control de mínima presión (PV).  Control fuel oil (igual al gas salvo presión)  Control vapor atomización. – Presión diferencial vapor / fuel oil (PDT). – Válvula de control de vapor de atomización (PDV).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 15Master de Instrumentación y Control
  16. 16. Control de Calderas Introducción (I)• Conseguir el equilibrio de masa y energía en la caldera ante variaciones de la demanda. – Equilibrio de masas - Control de nivel. – Equilibrio energético - Demanda de carga.• El control debe estar diseñado para minimizar los efectos de las interacciones de las variables (sistemas multivariables).• Lazos de control: – Simples: variables no influidas o que no influyen en otras. – Multivariables: variables afectadas o que afectan a otras.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 16Master de Instrumentación y Control
  17. 17. Control de Calderas Introducción (II)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 17Master de Instrumentación y Control
  18. 18. Control de Calderas Introducción (III)• Circuitos de compensación para evitar que las perturbaciones en las variables afecten al proceso.• Los lazos de control se pueden considerar de primer orden. – Caudal - segundos. – Caída de presión - segundos. – Nivel - segundos a minutos. – Aumento de presión - minutos. – Temperaturas - minutos. – Presión en líquidos - milisegundos a segundos.• Evitar interferencia de ruidos en el sistema. – Medidas (p.e. Caudal). – Proceso (p.e. Hogar)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 18Master de Instrumentación y Control
  19. 19. Control de Calderas Controles auxiliares: Presión de FO• Objetivo: – Mantener presión de suministro de fuel oil para poder realizar el control de caudal de acuerdo a la demanda de carga.• Filosofía de control: – Regular el retorno de combustible al tanque. – Lazo de control – PI simple.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 19Master de Instrumentación y Control
  20. 20. Control de Calderas Controles auxiliares: Temp. de FO (I)• Objetivo: – Mantener la temperatura de suministro de fuel oil para que la viscosidad sea adecuada para la atomización.• Filosofía de control: – Regular el caudal de vapor a través de los calentadores. – Lazo de control – PI simple: • Viscosidad constante – PI simple.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 20Master de Instrumentación y Control
  21. 21. Control de Calderas Controles auxiliares: Temp. de FO (II)• Filosofía de control: – Lazo de control – PI simple: • Viscosidad variable - la viscosidad es la variable primaria y la temperatura la secundaria.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 21Master de Instrumentación y Control
  22. 22. Control de Calderas Controles auxiliares: Pres. Vapor atom.(I)• Objetivo: – Mantener la presión de atomización para una combustión óptima.• Filosofía de control: – Válvula de control en línea de aportación de vapor a los quemadores. – Lazo de control – PI simple.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 22Master de Instrumentación y Control
  23. 23. Control de Calderas Controles auxiliares: Pres. Vapor atom.(II)• Filosofía de control: – En algunas ocasiones podemos encontrarnos que la Presión diferencial varía para las distintas cargas del combustible. En este caso, la consigna del diferencial de presión vendrá dada en función de la presión del fuel.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 23Master de Instrumentación y Control
  24. 24. Control de Calderas Controles auxiliares: Purga continua (I)• Objetivo: – Mantener la conductividad del agua dentro de los límites para evitar depósitos o arrastres de sólidos en el vapor.• Filosofía de control: – Válvula de control en la parte baja del calderín. – Lazos de control:  Control de tres posiciones (control discreto).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 24Master de Instrumentación y Control
  25. 25. Control de Calderas Controles auxiliares: Purga continua (II)• Filosofía de control: – Válvula de control en la parte baja del calderín. – Lazos de control:  PI simple con anticipación por caudal de agua para calderas con variaciones frecuentes (control analógico).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 25Master de Instrumentación y Control
  26. 26. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (I)• Consideraciones instrumentación: – Medida de nivel - transmisores de presión diferencial. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 26 Master de Instrumentación y Control
  27. 27. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (II)• Consideraciones instrumentación: – Medida de nivel - transmisores de presión diferencial.  Presiones < 35 bares - no es necesario compensar.  Presiones > 35 bares - compensar la medida con la presión en el calderín debido a las variaciones de densidad. • Medidas de caudal - transmisores de presión diferencial. Se deben compensar las medidas por presión y temperatura.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 27Master de Instrumentación y Control
  28. 28. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (III)• Objetivos: – Mantener el nivel del calderín. – Minimizar la interacción con el control de combustión, debido a la variación de la presión del calderín por un suministro desigual de agua. – Cambios suaves en el agua almacenada. – Equilibrar la salida de vapor con la entrada de agua. – Compensar variaciones de presión del agua de alimentación. Filosofía de control: • El típico control de nivel no es adecuado debido al esponjamiento y contracción que se produce en el nivel ante cambios de carga, siempre se mueve en la dirección opuesta a la que intuitivamente se espera que ocurra. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 28 Master de Instrumentación y Control
  29. 29. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (IV) Al incrementar la demanda, el nivel se incrementa temporalmente debido a la disminución de presión (esponjamiento) Al disminuir la demanda, el nivel se disminuye temporalmente debido al aumento de presión (contracción).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 29Master de Instrumentación y Control
  30. 30. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (V)• Filosofía de control: – Control a un elemento.  Calderas pequeñas con calderín grande.  Cambios de carga lentos.  Puede haber problemas con el esponjamiento y contracción en el nivel debidos a los cambios de carga.  Ajuste del lazo debe ser con una ganancia grande y una integral lenta.  El elemento final debe tener una relación lineal con la señal de control, si no es así se debe añadir una caracterización.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 30Master de Instrumentación y Control
  31. 31. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (VI)• Filosofía de control: – Control a dos elementos.  Cambios de carga rápidos.  El caudal de vapor es la señal índice que anticipa las variaciones en el consumo.  Imprescindible que la relación entre la posición del elemento de control y el caudal aportado no cambie y sea conocido.  No tiene en cuenta variaciones en la presión de suministro de agua.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 31Master de Instrumentación y Control
  32. 32. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (VII) Efecto de la presión de suministro en el control con dos elementosControl / Enclavamientos de hornos de proceso 32Master de Instrumentación y Control
  33. 33. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (VIII)• Filosofía de control: – Control a tres elementos.  Cambios de carga rápidos.  Se añade el caudal de agua de alimentación, para evitar los problemas sobre la repetibilidad en el elemento final.  Alternativa 1ª: La señal de control del lazo a dos elementos se utiliza como consigna del regulador de caudal.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 33Master de Instrumentación y Control
  34. 34. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (IX)• Filosofía de control: – Control a tres elementos.  Cambios de carga rápidos.  Se añade el caudal de agua de alimentación, para evitar los problemas sobre la repetibilidad en el elemento final.  Alternativa 2ª: Regulador en cascada, donde el regulador de nivel marca la necesidad y la diferencia entre los caudales la variable de proceso.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 34Master de Instrumentación y Control
  35. 35. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (X)• Filosofía de control: – Control a uno y tres elementos.  Conmutación automática del lazo desde un elemento a tres elementos cuando el caudal es mayor del 20%.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 35Master de Instrumentación y Control
  36. 36. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (XI)• Filosofía de control: – Control a tres elementos + la presión del agua de alimentación (cuarto elemento).  Solo cuando las variaciones son muy grandes.  Varia la ganancia del lazo primario a tres elementos.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 36Master de Instrumentación y Control
  37. 37. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (XII)• Filosofía de control: – Opcionalmente en los esquemas de control se puede incluir el caudal de purga.  Solo cuando dicho caudal sea relevante.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 37Master de Instrumentación y Control
  38. 38. Control de Calderas Control de Nivel / Agua Alimentación (XIII)• Filosofía de control: – En calderas con cambios de carga muy rápidos. – El equilibrio agua – vapor debe tener en cuenta el vapor producido y el aumento de presión. – Se puede incluir la presión en el calderín. – Calderas con presión variable o deslizante. – Densidad varía con la variación de la presión.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 38Master de Instrumentación y Control
  39. 39. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (I)• Objetivo: – Mantener la temperatura del vapor dentro de un rango independientemente de la carga, sólo para calderas de vapor sobrecalentado.• Filosofía de control: – Control de la parte gases. • Inyección directa de agua, problemas con la calidad del vapor. Respuesta rápida. • Intercambiador de calor agua- vapor, no existen problemas de contaminación. Respuesta lenta.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 39Master de Instrumentación y Control
  40. 40. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (II)• Filosofía de control: – Control a un elemento.  Calderas pequeñas.  Cambios lentos de carga.  Lazo de control - PI simple.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 40Master de Instrumentación y Control
  41. 41. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (III)• Filosofía de control: – Control a dos elementos.  Alternativa 1: Utilizar el caudal de aire de combustión como índice de la válvula de spray. Sólo cuando exista un índice adecuado para el posicionamiento de la válvula.  También se puede utilizar el caudal de vapor producido.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 41Master de Instrumentación y Control
  42. 42. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (IV)• Filosofía de control: – Control a dos elementos.  Alternativa 2: Utilizar la temperatura de vapor final como la variable primaria, y la temperatura de vapor tras el spray como variable del regulador secundario. Utilizar cuando no hay un índice o la atemperación es similar en todo el rango.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 42Master de Instrumentación y Control
  43. 43. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (V)• Filosofía de control: – Control a tres elementos.  Se utiliza tanto el caudal de aire como la temperatura de vapor final.  Se evita el problema de las diferentes posiciones de la válvula de control dependiendo de la carga  Alternativa 1:Control / Enclavamientos de hornos de proceso 43Master de Instrumentación y Control
  44. 44. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (VI)• Filosofía de control: – Control a tres elementos.  Se utiliza tanto el caudal de aire como la temperatura de vapor final.  Se evita el problema de las diferentes posiciones de la válvula de control dependiendo de la carga  Alternativa 2:Control / Enclavamientos de hornos de proceso 44Master de Instrumentación y Control
  45. 45. Control de Calderas Control de la Temperatura del vapor (VII)• Filosofía de control: – Control a tres elementos.  Si existe el caudal de agua de atemperación se puede utilizar como elemento adicional, evitando los problemas de repetibilidad del elemento de controlControl / Enclavamientos de hornos de proceso 45Master de Instrumentación y Control
  46. 46. Control de Calderas Control de la Demanda (I)• Objetivo: – Generar la señal de demanda de carga a los quemadores (equilibrio energético).• Filosofía de control: – Establecer en el colector (punto de balance) un equilibrio entre energía suministrada y demandada (presión de vapor). – El aumento de presión significa que el suministro es superior al consumo. – El descenso de presión indica que el suministro es menor al consumo. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 46 Master de Instrumentación y Control
  47. 47. Control de Calderas Control de la Demanda (II)• Filosofía de control: – Control a un elemento.  Lazo de control - PI simple.  Variable de proceso puede ser: 1. Presión de vapor. 2. Caudal de vapor (varias calderas en un mismo colector).  La salida del lazo es la demanda de carga o de fuego.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 47Master de Instrumentación y Control
  48. 48. Control de Calderas Control de la Demanda (II)• Filosofía de control: – Control a un elemento.  Lazo de control - PI simple.  Variable de proceso puede ser: 1. Presión de vapor. 2. Caudal de vapor (varias calderas en un mismo colector). 3. El operador decide entre presión o caudal.  La salida del lazo es la demanda de carga o de fuego.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 48Master de Instrumentación y Control
  49. 49. Control de Calderas Control de la Demanda (III)• Filosofía de control: – Control a dos elementos.  Cambios de carga rápidos.  El caudal de vapor como suma ponderada de todos los caudales de todas las calderas involucradas, actúa como índice de la demanda de carga: 1. Directamente.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 49Master de Instrumentación y Control
  50. 50. Control de Calderas Control de la Demanda (III)• Filosofía de control: – Control a dos elementos.  Cambios de carga rápidos.  El caudal de vapor como suma ponderada de todos los caudales de todas las calderas involucradas, actúa como índice de la demanda de carga: 1. Directamente. 2. Presión de vapor. Derivada del caudal (adecuado para casos que hay una caída de presión alta entre colector y caldera).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 50Master de Instrumentación y Control
  51. 51. Control de Calderas Control de la Demanda (IV)• Consideraciones: – Reparto de cargas entre múltiples calderas.  Reparto manual por caldera. - Problemas con los ajustes de los parámetros del lazo cuando se añaden o eliminan calderas en el sistema. - Problemas con las calderas trabajando en manual, si modifican su carga, el control sólo modifica la carga de las restantes cuando se modifique la presión del colector. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 51 Master de Instrumentación y Control
  52. 52. Control de Calderas Control de la Demanda (V)• Consideraciones: – Reparto de cargas entre múltiples calderas.  Reparto manual más regulador de compensación. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 52 Master de Instrumentación y Control
  53. 53. Control de Calderas Control de la Demanda (VI)• Consideraciones: – Reparto de cargas entre múltiples calderas.  Reparto automático más regulador de compensación.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 53Master de Instrumentación y Control
  54. 54. Control de Calderas Control de la Demanda (VII)• Consideraciones: – Reparto de cargas entre múltiples calderas.  Reparto automático en base al coste más regulador de compensación.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 54Master de Instrumentación y Control
  55. 55. Control de Calderas Control de la Combustión (I)• Objetivo: – Mantener los caudales de aire y combustible de acuerdo a la demanda (equilibrio energético). – Mantener una relación entre los caudales de aire y combustible que asegure que existe oxígeno suficiente para que la combustión se produzca de forma completa y segura. – Mantener el exceso de aire mínimo que permita conseguir los mayores niveles de eficacia posibles. – Mantener la demanda de los quemadores dentro de límites de su capacidad de operación. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 55 Master de Instrumentación y Control
  56. 56. Control de Calderas Control de la Combustión (II) Filosofía de control: • Control por posicionamiento.  Posicionar las válvulas de control y compuertas de acuerdo con la demanda.  No existen medidas de caudales.  Se basa en las medidas realizadas durante la puesta en servicio del equipo para diferentes demandas. Existen problemas ante cambios de combustibles, temperaturas, etc.  Mediante un único elemento mecánico de control que maneja tanto la válvula como los álabes (SPP).  Mediante dos órdenes en paralelo a los actuadores (PP). Control / Enclavamientos de hornos de proceso 56 Master de Instrumentación y Control
  57. 57. Control de Calderas Control de la Combustión (III) Filosofía de control: • Control por posicionamiento en paralelo (PP). Control / Enclavamientos de hornos de proceso 57 Master de Instrumentación y Control
  58. 58. Control de Calderas Control de la Combustión (III) Filosofía de control: • Control por posicionamiento en paralelo (PP). Control / Enclavamientos de hornos de proceso 58 Master de Instrumentación y Control
  59. 59. Control de Calderas Control de la Combustión (IV)• Filosofía de control: – Control realimentado:  Se añade los caudales para evitar problemas con variaciones en combustibles, temperaturas, etc.  La relación lineal entre caudal de aire y combustible se realiza en el control de aire.  Los diseños utilizados son: 1. Control de combustible realimentado. 2. Combustible sigue al aire. 3. Aire sigue al combustible. 4. Control de combustión con límites cruzados. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 59 Master de Instrumentación y Control
  60. 60. Control de Calderas Control de la Combustión (V)• Filosofía de control: – Control Realimentado.  Combustible realimentado.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 60Master de Instrumentación y Control
  61. 61. Control de Calderas Control de la Combustión (VI) Combustible Aire sigue al sigue al aire CombustibleControl / Enclavamientos de hornos de proceso 61Master de Instrumentación y Control
  62. 62. Control de Calderas Control de la Combustión (VII) Selectores cruzadosControl / Enclavamientos de hornos de proceso 62Master de Instrumentación y Control
  63. 63. 0- 5000 Kg/h 0- 1500 Nm3/h 0- 100 bar 0- 100 Tm/h 0--500ppm 0- 10 % 0- 105000 Nm3/h FT FT PT FI AT AT FT 02 03 01 01 02 01 04 Ratio Pc FO / PC FG HX PC 01 01 0. 75 Nm3 FG/ Kg FO 0- 7000 Kg/ h FO 0-500 ppm 0- 10 % PX AC AC FX SP 01 02 01 02A 0- 7000 Kg/ h FO FX FX 0- 7000 Kg/ h FO FX 0- 105000 Nm3/h 01A > < 01B 04A 0- 7000 Kg/ h FO Ratio Aire / FO HC 04 15 Nm3 Aire/ Kg FO 0- 7000 Kg/ h FO FX 0- 105000 Nm3/h FC 04B 04 FC 0- 5000 Kg/ h FO FX 0- 7000 Kg/ h FO 02 02B FC 0- 1500 Nm3/h FX FX 03 03B 053A 0.66 0. 75 Nm3 FG/ Kg FO HX HCControl / Enclavamientos de hornos de proceso A 01 02 B 63Master de Instrumentación y Control Ratio Pc FO/ Pc FG Ratio FG /FO
  64. 64. Control de Calderas Control de la Combustión (VIII)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible:  La demanda de combustible se acondicionará dependiendo de la configuración del sistema de combustible: I. 1 combustible - PI simple. II. 2 combustibles, uno con caudal fijado por el operador. III. 2 combustibles indistintamente pero nunca de forma simultánea. IV. 2 combustibles con selección de relación entre ellos. V. 2 combustibles uno de ellos prioritario.  Deben tenerse en cuenta ciertas consideraciones según número y tipo de quemadores en servicio. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 64 Master de Instrumentación y Control
  65. 65. Control de Calderas Control de la Combustión (IX)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  1 Combustible – PI simple.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 65Master de Instrumentación y Control
  66. 66. Control de Calderas Control de la Combustión (X)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles. Uno sin control y otro con el caudal fijado por el operador.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 66Master de Instrumentación y Control
  67. 67. Control de Calderas Control de la Combustión (XI)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles indistintamente pero nunca de forma simultánea.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 67Master de Instrumentación y Control
  68. 68. Control de Calderas Control de la Combustión (XII)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles con selección de relación entre ellos.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 68Master de Instrumentación y Control
  69. 69. Control de Calderas Control de la Combustión (XIII)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles con selección de relación entre ellos y compensación.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 69Master de Instrumentación y Control
  70. 70. Control de Calderas Control de la Combustión (XIV)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles con selección de relación entre ellos (alternativa).Control / Enclavamientos de hornos de proceso 70Master de Instrumentación y Control
  71. 71. Control de Calderas Control de la Combustión (XV)• Filosofía de control: – Control del caudal de combustible.  2 Combustibles uno de ellos prioritario (por disponibilidad)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 71Master de Instrumentación y Control
  72. 72. Control de Calderas Control de la Combustión (XVI)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 72Master de Instrumentación y Control
  73. 73. Control de Calderas Control de la Combustión (XVII)• Filosofía de control: – Consideraciones según número y tipo de quemadores en servicio.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 73Master de Instrumentación y Control
  74. 74. Control de Calderas Control de Combustión (XVII) B: si hay quemadores mixtos y QUEMFG <= QUEMFO 75% 87.5% A: demás casos 21.88% + 6.25% 6.25% 18.75% 18.75% 75% 3.2% 3.2% T A > 21.88% Δ X FO/ B FO totalNº quemadoresFG = 1 ÷ < 56.25% 65.62% 6.25% 3.2% + Δ X Nº quemadores FG = 1 QUEMADORES% máximo 6.25% EN SERVICIO 3 3.2%Quemador = 25% QUEMADORES + Δ X Nº quemadores MIXTOS FO = 3 18.75% 21.87% ÷ <Nº quemadoresFO = 3 65.62% 65.62% B 56.25% 56.25% A 56.25% Control / Enclavamientos de hornos de proceso T 65.62% > 74 Master de Instrumentación y Control B: si hay quemadores mixtos y QUEMFO < QUEMFG A: demás casos
  75. 75. Control de Calderas Control de la Combustión (XVIII)• Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  PI simple.  Filtrada al 25% para mantener velocidad mínima.  Si existe VTF y VTI, utilizar como señal de adelanto para el control de tiro la señal de control del VTF.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 75Master de Instrumentación y Control
  76. 76. Control de Calderas Control de la Combustión (IXX) • Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  Control de rango partido turbina / álabes, para bajas velocidades se regulan los álabes, y cuando están al 100% se regula la velocidad del ventilador.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 76Master de Instrumentación y Control
  77. 77. Control de Calderas Control de la Combustión (XX)• Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  En instalaciones con dos ventiladores, tener en cuenta el posible fallo de uno de ellos. Por ello es muy útil tener un sistema de compensación automática del número de ventiladores.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 77Master de Instrumentación y Control
  78. 78. Control de Calderas Control de la Combustión (XXI)• Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  Control de los registros de aire a quemadores.  Función del caudal de aire y del numero de quemadores en servicio.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 78Master de Instrumentación y Control
  79. 79. Control de Calderas Control de la Combustión (XXII)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 79Master de Instrumentación y Control
  80. 80. Control de Calderas Control de la Combustión (XXIII)Control / Enclavamientos de hornos de proceso 80Master de Instrumentación y Control
  81. 81. Control de Calderas Control de la Combustión (XXIV)• Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  Corrección del caudal de aire por oxígeno.  Corrección del caudal de aire por CO.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 81Master de Instrumentación y Control
  82. 82. Control de Calderas Control de la Combustión (XXV)• Filosofía de control: – Control del caudal de aire.  Corrección del caudal de aire por oxígeno y CO2.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 82Master de Instrumentación y Control
  83. 83. Control de Calderas Control de Tiro (I)• Objetivo: – Mantener la presión del hogar dentro de una estrecha banda para asegurar una combustión satisfactoria así como una operación segura.• Filosofía de control: – Calderas con VTF y VTI.  El VTF se encarga de mantener el caudal de aire de combustión.  El VTI controla la presión del hogar variando su succión. 1. Ganancia Fija. 2. Ganancia Variable.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 83Master de Instrumentación y Control
  84. 84. Control de Calderas Control de Tiro (II)• Consideraciones: – Calderas con dos VTIs.  Salida partida según el equipo.  Lazo preparado ante fallo de un equipo.  Compensación automática del número de ventiladores en servicio.Control / Enclavamientos de hornos de proceso 84Master de Instrumentación y Control
  85. 85. Control de Calderas Control de Tiro (III)• Filosofía de Control: – Control de tiro incluyendo control contra implosiones. Control / Enclavamientos de hornos de proceso 85 Master de Instrumentación y Control

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