CALDERAS EN ORDEN

Por Arnulfo Oelker Behn
Thermal Engineering
aoelker@thermal.cl

El lunes 5 de agosto de 2013 se publicó en el Diario Oficial el Plan de Descontaminación Atmosférica (PDA) de la VI Región. Este instrumento de gestión ambiental establece límites para las emisiones de material particulado de diversas fuentes, entre las que figuran las calderas industriales. Para estos equipos fija los siguientes límites:

·      Calderas existentes (previas al 05.08.13):
-Combustibles líquidos: 50 mg/Nm3 @ 3% de O2
-Combustibles sólidos: 50 mg/Nm3 @ 6% de O2

·      Calderas nuevas (posteriores al 05.08.13):
-Combustibles líquidos: 30 mg/Nm3 @ 3% de O2
-Combustibles sólidos: 30 mg/Nm3 @ 6% de O2

En el caso de que el combustible utilizado sea gas (por ejemplo LPG o GNL) no existen restricciones, ya que se asume una baja emisión de material particulado.

El plazo para cumplir con las exigencias del PDA para las calderas existentes vence el 5 de agosto de 2015, mientras que para las nuevas se debe aplicar en forma inmediata.

Para acatar los límites establecidos por el plan de descontaminación, los equipos que utilicen carbón, biomasa o petróleo residual (Nº 5 y Nº 6) tienen dos caminos: la conversión para usar un combustible menos contaminante o la incorporación de sistemas de control de emisiones.

A continuación revisamos y analizamos estas dos alternativas.

Cambio de Combustible

Los combustibles, cuya utilización, permite cumplir con los límites establecidos para calderas nuevas y existentes son el petróleo diesel, el gas natural (GNL) y el gas licuado (GLP).

Las emisiones de material particulado esperadas en calderas, al usar estos combustibles son las siguientes:

·         Petróleo diesel: 25 mg/Nm3
·         GNL y GLP: 15 mg/Nm3

Habilitar una caldera que utiliza petróleo pesado (Nº 5 o Nº 6) para que opere con petróleo diesel es bastante sencillo, ya que se puede emplear el mismo quemador.

La implementación de un quemador que usa petróleo residual para que funcione con diesel debe contemplar la desconexión de los calefactores eléctricos (y vapor) y la  eliminación de los enclaves asociados a la temperatura de petróleo (termostato de mínima).

Estos cambios son reversibles y lo más conveniente es colocar un selector de combustible.

Si se pretende habilitar una caldera de petróleo e incluso carbón para operar con gas, se debe considerar el cambio del quemador. Los trabajos a realizar en la caldera en este caso son los siguientes:

·         Incorporación (en las calderas carboneras) o reemplazo de placa montaje del quemador en fogón.
·         Fabricación de conos refractarios. Se debe penetrar al menos 150 mm de la placa tubular hacia el interior del fogón.
·         Instalación del quemador a gas o de un quemador dual.
·         Interconexión con sistema de control de la caldera (detención por bajo nivel de agua y presostatos de modulación, corte y seguridad).
·         Interconexión con línea de alimentación de gas. En ella se debe incluir una estación reguladora de presión para suministrar el gas a la presión requerida por el quemador.

La utilización de un combustible que emite menos material particulado y dióxido de azufre (SO2), abre la posibilidad de incorporar economizadores a las calderas y ahorrar al menos un 5% de combustible.

Los economizadores son intercambiadores de calor que permiten precalentar el agua de alimentación con el calor presente en los productos de la combustión.

La temperatura de salida de gases de una caldera normalmente es de 240 a 250ºC. Al incorporar un economizador, estos gases pueden enfriarse hasta unos 140ºC sin presentar problemas de punto de rocío ácido, gracias al bajo contenido de azufre en el diesel, GNL y LPG.

Lea el artículo completo en Revista InduAmbiente N° 135, págs. 92-94.