Validación y ajuste de los modelos matemáticos de combustión generados por la UIS y corpoica para cámaras de hornillas paneleras tipo ward-cimpa

Abstract

De estudios hechos a nivel piloto por la UIS y CORPOICA en el 2004, para el mejoramiento de la combustión de bagazo en las cámaras de hornillas Ward-CIMPA, surgió una propuesta que incluye modelos matemáticos fundamentados en los principios termodinámicos para describir la combustión y nuevos parámetros de operación y diseño de las cámaras, que permiten teóricamente mejoras en las eficiencia hasta de un 7%. En este trabajo se presenta un estudio a nivel industrial en la Hoya del Río Suárez para la validación de los modelos matemáticos propuestos y la comprobación de los parámetros de operación; periodo de alimentación de 90s y exceso de aire de 55% a 60%.El trabajo se realizó mediante una investigación experimental cuantitativa, dividida en una fase experimental y otra explicativa. Se aplicó un diseño experimental en bloques completamente al azar para cinco hornillas paneleras comerciales a fin de comprobar los parámetros básicos de diseño volumen de cámara y área de parrilla y un diseño experimental factorial 3x3 para los parámetros de operación periodo de alimentación y exceso de aire. Mediante un análisis de varianza se encontró que los modelos propuestos predicen los parámetros de diseño de las cámaras de combustión con un nivel de confianza del 95%. Se obtuvieron nuevas correlaciones para el exceso de aire y la cantidad de material particulado no quemado, que fueron introducidos como ajuste al modelo de combustión propuesto. Se encontró que los parámetros de operación propuestos en el 2004 afectan la eficiencia de la cámara hasta en un 4%. Los parámetros de operación fueron ajustados a valores de 150s para el periodo de alimentación de bagazo y 58% a 61% de exceso de aire que se logran con entrada de 0,315 a 0,321kmol de aire por kilogramo de bagazo seco alimentado.