Diseño de un precalentador de aire de flujo cruzado para recuperar las pérdidas de calor del sistema de generación de vapor en Danper Trujillo s.a.c.

Abstract

El negocio agroalimentario peruano es sumamente productivo, diverso y tiene un importante componente internacional. El sector agroexportador ha crecido hasta convertirse en uno de los pilares más significativos de la economía peruana extremadamente productiva, diversa y con un importante componente internacional. El sector agroexportador ha crecido hasta convertirse en uno de los pilares más significativos de la economía peruana, en ese sentido el Investigador con el propósito de mejorar los procesos productivos a nivel energético, mermar el riesgo al ecosistema y medio ambiente, presenta el objetivo, “Diseño de un precalentador de aire de flujo cruzado para aumentar la Eficiencia del Sistema de Generación de vapor en Danper Trujillo S.A.C.” De acuerdo con el fin planteado se expone la siguiente interrogante, ¿Será posible aumentar la Eficiencia del Sistema Generador de vapor en Danper Trujillo S.A.C. con la implementación de un precalentar de aire de flujo cruzado? Lo siguiente se determinó en base a los hallazgos del estudio: Se plantea diseñar un precalentador de aire de flujo cruzado para aumenta la eficiencia del Sistema Generador de Vapor, recuperando 50°C de la energía térmica que contienen los residuales de la combustión de la Caldera Cleaver Brooks, traduciéndose al aumento de 2,17% en la eficiencia alcanzando un 91,94% de eficiencia en un sistema de flujos no mezclados donde la rapidez de los residuales de la combustión ingresan a razón de 2,87 m/s e interactúan con el flujo de aire que ingresa a razón de 31,12 m/s, intercambiando calor a través del cobre, en donde el coeficiente de transferencia de calor total es de 35 268,84 W y el consumo anual de energía eléctrica del sistema es de 8 416,62 kWh. Se evaluó energéticamente el Sistema Generador de vapor haciendo uso del método indirecto descrito en la Norma Técnica Peruana NTP 350.300 para conocer las condiciones de operación del sistema donde, el rendimiento promedio del sistema conformado por 04 calderas es de 89,82%, generando un flujo promedio másico de vapor de 9 039,29 kg/h de vapor en un tiempo promedio determinado por el periodo de estudio de 435,33 horas. Se demostró la viabilidad técnica de implementar el precalentar de aire de flujo cruzado en el caldero Cleaver Brooks del Sistema Generador de Vapor en Danper Trujillo S.A.C. con el propósito de incrementar el rendimiento del Sistema; se recuperará 50°C de los gases de la combustión y mediante un intercambiador de calor conformado por 140 tubos se hará la transferencia de calor a razón de 218,86 W/m2.°C entre dos flujos másicos no mezclados a razón de 0,7225 kg/s para los gases de combustión y 0,6883 kg/s para el aire, donde el aire que alimenta al caldero incrementa de temperatura de 27,9°C a 87,20°C. Se demostró la viabilidad económica financiera de implementar el precalentar de aire de flujo cruzado en las calderas del Sistema Generador de Vapor en Danper Trujillo S.A.C, en la que se proyecta un financiamiento del 100% del costo total de implementar el proyecto por el Banco Interamericano de Finanzas, el cual ofrece una tasa de interés anual del 18% en un total de 10 años, que representa el tiempo de vida útil del sistema; con una tasa de descuento del 14% y estimando un costo de oportunidad del 20%, se obtienen indicadores económicos como el VAN que representa 42 200,58 USD y la TIR con un 70% y, los indicadores financieros como el VAN que representa 34 337,32 USD y la TIR con 59%, se ha determinado que el proyecto es exitoso y atractivo para Danper Trujillo S.A.C.