Mejora en la eficiencia de calderas bagaceras de alta presión en la Argentina, mediante secado de bagazo

Una versión de este trabajo, resumida y en inglés, fue presentada en el XXVIII ISSCT Congress. Junio de 2013, San Pablo, Brasil.

Abstract

          En busca de aumentar la eficiencia energética de una caldera bagacera de alta presión y de disminuir su consumo de combustible y emisiones, se realizó un estudio preliminar en un ingenio de la Argentina, para un sistema formado por una caldera de 45,7 bar con un secador de bagazo, acoplado a ella como equipo de recuperación de calor. Se consideraron dos formas de emplear los gases de secado: caso 1: un porcentaje de los gases de combustión se deriva al secadero a la salida de la caldera, antes de que llegue al economizador (temperatura de 380ºC); y caso 2: los gases finales a la salida del precalentador de aire (temperatura de 131ºC) se derivan al secadero. Por medio de ensayos de mediciones en planta y balances de materia y energía, se determinó el estado de funcionamiento de la caldera sin secador (caso base) y, a partir de este y mediante cálculos adicionales, se proyectó el de los sistemas con secador. Los resultados muestran que partiendo de una humedad inicial de un 52,94%, para el caso 1, si se deriva el 26,80% de los gases de combustión al secadero, se puede presecar el bagazo extrayendo hasta un 47,42% de humedad, lo cual aumenta el rendimiento del sistema en un 11,50% e implica un ahorro neto de combustible del 10,07%, equivalente a 26.783.396 kg de bagazo/zafra; esto representaría un ahorro de 1.792.870 USD/zafra. Para el caso 2, se obtendría un bagazo presecado de 50,00% de humedad, con un aumento en el rendimiento del sistema del 11,10% y un ahorro neto de combustible del 7,51%, equivalente a 19.978.784 kg de bagazo/zafra; el ahorro sería entonces de 1.337.372 USD/zafra. La utilización de cualquiera de los esquemas propuestos (casos 1 y 2) redundaría en importantes beneficios económicos.

ABSTRACT
Increasing efficiency of high pressure bagasse boilers with a bagasse dryer

          A preliminary study of a system consisting of a 45.7 bar boiler, supplied with a bagasse dryer as heat recovery equipment, was conducted with the purpose of increasing the energy efficiency of high pressure bagasse boilers, and reducing fuel consumption and emissions. Two uses of the drying gas were considered: case 1: a percentage of the combustion gases which exit the boiler is derived to the bagasse dryer before entering the economizer; and case 2: the gases exiting the air preheater (ICQ) are driven to the dryer. Through tests and measurements of industrial materials and energy balances, operation conditions of the boiler without the dryer were determined (base case). On this basis and with additional calculations, operation conditions of systems supplied with the dryer were estimated. From an initial 52.94% moisture, results showed that in case 1, derivation of 26.80% of combustion gases to the dryer dried bagasse to a 47.42% water content, which resulted in a 11.50% efficiency increase and a 10.07% net fuel saving with respect to the base case, equivalent to 26,783,396 kg of bagasse/harvest. This represents a US$ 1,792,870/harvest saving. In case 2, bagasse with 50.00% moisture would be obtained, with a 11.10% system efficiency increase and a 7.51% net fuel saving in relation to the base case, which amounts to 19,978,784 kg of bagasse per harvest. This represents a US$ 1,337,372 saving per harvest. Applying either of the schemes (case 1 or 2) would lead to significant benefits.