DESIGN OF AN AUTOMATIC SYSTEM BY TEMPERATURE CONTROL OF THE PREHEATING AIR OF THE FLUIDIZED BED BOILER GECELCA 3.2.

GECELCA 3 SAS ESP is a company in charge of the generation and commercialization of electric power. It is currently one of the largest producers of coal-fired electricity in the country. In its GECELCA 3.2 thermoelectric plant, the company has a fluidized bed boiler; the boiler’s primary air is preheated during the start-up process. Currently, the company has problems with the temperature control of the primary duct. The temperature in the duct reaches operating values higher than the design values and this causes melting and wear of the refractory that covers the duct. With this in mind, the main objective of this project is the implementation of a control strategy to ensure the proper functioning of the burners located in the primary air duct, which translates into greater reliability in the air heating process and lower start-up costs in the fluidized bed boiler operations. An analysis of the system comprising the boiler, the primary air duct, the burners in the duct and the fuel distribution line to the burners is performed. After this analysis, alternatives are presented and then evaluated by means of a multi-criteria matrix based on the needs expressed by the company. From this evaluation, the alternative that includes the design of a control system that allows a relationship between temperature and pressure using cascade control as a means of control is ideal. As results are presented tuning parameters and graphs of the temperature loop, as well as the pressure. After the economic evaluation it was determined that the potential savings and extra income that the implementation of the alternative would represent compared to the initial investment makes the project economically viable.

Authors

Autores

Gutiérrez, Michael

Florian, Diego

Mozo, Alfredo

TUTOR

Bula, Antonio

Corredor, Lesme

Ingenier A Mec Nica

DISEÑO DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO Y TRANSPORTE DEL CALOR RESIDUAL DE LA ESCORIA PARA LA SUSTITUCIÓN DE GAS NATURAL EN LOS SECADORES DE MINERAL EN CERRO MATOSO S.A.

El trabajo a presentar a continuación tenía como objetivo principal el diseño de un sistema de aprovechamiento y transporte del calor residual de la escoria en Cerro Matoso SA. Para comenzar, se identificó el problema principal como el nulo aprovechamiento del calor de la escoria en la mina de Cerro Matoso junto con sus respectivas causas y consecuencias. De manera seguida se pasó a desarrollar un estado del arte y la técnica para contextualizar adecuadamente e inmediatamente formular un objetivo principal, ya mencionado, junto con unos objetivos específicos. Habiendo hecho todo esto se pasó a formular una solución, la cual estuvo basada considerablemente en antecedentes y un informe anterior y se identificó que la parte crítica para dicha solución sería el transporte del calor ya que una de las principales restricciones era el poco espacio disponible y la larga distancia por recorrer. En este orden de ideas se identificaron 3 alternativas: vapor de agua, aceite térmico y sales fundidas, alternativas que fueron analizadas a fondo y con la ayuda de matrices 2x2 y AHP se escogió al vapor de agua como alternativa ganadora. Sabiendo esto, se procedió a la selección y dimensionamiento de los componentes necesarios como las tuberías, bombas, trampas de condensado, caldera, quemador, turbina y demás componentes. En adición, se realizó un análisis económico y un análisis de riesgos. Finalmente, se llegó a la conclusión de que a pesar de que para el diseño del sistema se hayan utilizado varios datos estimados o asumidos, los resultados son muy satisfactorios ya que se avanzó hacia la dirección correcta para la solución de un problema tan importante como lo es este

DESIGN OF A SYSTEM FOR THE USE AND TRANSPORT OF RESIDUAL HEAT FROM THE SLAG TO REPLACE NATURAL GAS IN MINERAL DRYERS AT CERRO MATOSO S.A.

The work to be presented below had as its main objective the design of a system for the use and transport of residual heat from the slag in Cerro Matoso SA. To begin with, the main problem was identified as the null use of the heat of the slag in the Cerro Matoso mine along with its respective causes and consequences. Immediately, a state of the art and technique was developed to adequately contextualize and immediately formulate a main objective, already mentioned, together with some specific objectives. Having done all this, a solution was formulated, which was based considerably on background and a previous report, and it was identified that the critical part for said solution would be the transport of heat since one of the main restrictions was the little space available and the long distance to go. In this order of ideas, 3 alternatives were identified: steam, thermal oil and molten salts, alternatives that were thoroughly analyzed and with the help of 2x2 matrices and AHP, steam was chosen as the winning alternative. Knowing this, we proceeded to select and size the necessary components such as pipes, pumps, condensate traps, boiler, burner, turbine and other components. In addition, an economic analysis and a risk analysis were carried out. Finally, it was concluded that despite the fact that several estimated or assumed data have been used for the design of the system, the results are very satisfactory since progress was made in the right direction for the solution of such an important problem as is this.

Authors

Gutiérrez, Michael Florian, Diego Mozo, Alfredo ADVISOR Bula, Antonio Corredor, Lesme

Autores

Castillo Benítez, Jasser Camilo

Hincapie Florez, Diego Andrés

Llain Quiñones, José Santos

Manzur Márquez, Hasem

Amaleq

TUTOR

Bula, Antonio

Corredor, Lesme

Ingenier A Mec Nica

DISEÑO DE UN SISTEMA DE PRECALENTAMIENTO INDIRECTO DE ALTA EFICIENCIA PARA GRANDES MOTO-GENERADORES A GAS NATURAL APOYADO EN ANÁLISIS COMPUTACIONAL (CFD).

Celsia como empresa del grupo Argos con enfoque en la generación, distribución, transmisión y comercialización de energía eficiente ha venido trabajando en una planta de generación térmica en Sahagún/Córdoba llamada el Tesorito. Actualmente tienen la necesidad de reducir los costos operativos asociados a mantener los moto-generadores en sus condiciones de arranque. Por tal razón el presente proyecto tiene como objetivo aportar una solución mediante el diseño un sistema de precalentamiento, con el uso de fuentes de energía renovables. A través de una simulación CFD (Dinámica de fluidos computacional) de un modelo simplificado del circuito de precalentamiento del motor 16V50DF, se obtuvo la demanda de potencia del sistema, comportamiento de la distribución de temperatura y perdidas asociadas al proceso. De esta manera se formularon tres alternativas de solución: calentamiento a través de paneles fotovoltaicos, colectores solares y paneles híbridos. Posteriormente con la consideración de los criterios de diseño más relevantes, que son compatibilidad con el control actual de la planta térmica, nula modificación en el motor-generador, alta eficiencia de generación de energía térmica y costo de instalación; se escogió la de calentamiento a través de paneles fotovoltaicos, a la cual se le realizó el diseño en detalle sobre la estructura que los soporta. Finalmente, se le plantearon distintos escenarios operativos donde se modificó su disponibilidad energética variando la capacidad de almacenamiento para obtener una solución costoefectiva, junto con un análisis de riesgos que puedan afectar el desarrollo del proyecto y la operación.