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Ensayos de Performance de Calderas Industriales

OBJETIVO DEL CURSO

• Conocer los conceptos básicos, términos y alcances del estándar PTC 4-2013.
• Reconocer qué tipos de calderas pueden ser testeadas bajo este estándar.
• Comprender conceptos de eficiencia e indicadores claves de performance.
• Conocer los métodos de ensayo, ventajas y desventajas de uno u otro método.
• Comprender las condiciones generales y específicas para la implementación del test.
• Comprender qué mediciones son necesarias y su análisis de incertidumbre.
• Recolectar e intrepretar de datos.
• Identificar las pérdidas energéticas y su cuantificación.
• Organizar procedimientos para reducir las pérdidas y mejorar la eficiencia térmica de las calderas.
• Analizar y sacar conclusiones del ensayo.
• Implementar las recomendaciones del estándar ASME EA-3-2009 para sistemas de vapor.

PÚBLICO OBJETIVO

Personal de ingeniería, operaciones, mantenimiento y planeamiento relacionados con calderas que precisan implementar, actualizar o mejorar sus prácticas operativas y de control en este sector.

REQUISITOS PREVIOS

Ser ingeniero o técnico con no menos de tres años de experiencia en calderas o instalaciones térmicas obtenidas en las siguientes áreas: operación, mantenimiento o ingeniería con formación básica en termodinámica y transferencia de calor.

CARGA HORARIA

12 horas.

METODOLOGÍA

• Exposición dialogada mediante PowerPoint con fluida interacción entre los participantes.
• Análisis de casos industriales reales, videos y ejemplos y ejercicios en planillas de cálculos Excel.
• Los participantes recibirán un CD con el material del curso.
• Se recomienda a los participantes que traigan su notebook para hacer los ejercicios en Excel, caso contrario se podrán realizar a mano.

CONTENIDO

Módulo I

• La demanda de energía y combustibles en el mundo.
• Pronósticos de la demanda de combustibles y energía para el 2030.
• Las tecnologías de generación energética actuales.
• Ciclos térmicos, rendimientos y consumos específicos de combustibles.
• Rangos de presión y temperatura usados en las modernas centrales térmicas.
• Cogeneración.
• La importancia de la biomasa.
• Las calderas y las recomendaciones de la norma ASME EA-3-2009 Energy Assessment for Steam Systems.
• Definición y clasificación de las calderas industriales.
• Campo de aplicaciones.
• Parámetros característicos de funcionamiento.
• Especificación de calderas. Capacidad máxima de producción de vapor.
• Capacidad pico.
• Presión y temperatura de trabajo.
• Indicadores claves de desempeño operacional de las calderas.
• Partes componentes.
• El mercado de las calderas industriales.
• La seguridad en calderas.
• Estadísticas de accidentes e incidentes en calderas según el National Board Inspector.
• Combustibles, propiedades fundamentales.

Módulo II

• Balance de masas y energía en la caldera.
• Energía ingresada. Energía producida.
• Pérdidas de energía.
• Diagrama de Sankey.
• El concepto de rendimiento y la importancia de los ensayos de control.
• Las inversiones en calderas y el Commissioning.
• Introducción al Código de Performance ASME PTC 4 -2013.
• Objetivos y alcances.
• Definiciones y términos principales.
• Definición de rendimiento según ASME PTC 4-2013.
• Rendimiento del combustible.
• Rendimiento bruto.
• Introducción al concepto de exergía y del rendimiento exergético de caldera.
• Performance Test Code ASME PTC 4-2013.
• Importancia de los test de aceptación.
• Métodos de ensayos.
• Método Directo (Input-Output).
• Requisitos principales para su ejecución.
• Método del Balance de Energía.
• Conceptos básicos y condiciones para su implementación.
• Ventajas y desventajas de cada método. Metodologías de los ensayos.
• Pretest y test principal.
• Acuerdos previos.
• Niveles de ensayos.
• Test preliminar.
• Duración de los ensayos.
• Mediciones principales.
• Análisis de Incertidumbre según el Performance Test Code PTC.19.1 de ASME.
• Conceptos básicos y ecuaciones para su cálculo.
• Frecuencia de mediciones.
• Códigos PTC complementarios.
• Composición y análisis de las pérdidas.
• Tolerancias permitidas.
• Computación de resultados.
• Limitaciones y problemas en la implementación de los test de performance.
• Introducción a los test de performance europeos EN 12952-15-calderas acuotubulares y EN 12953-11-calderas humotubulares.
• Análisis comparativo con el Código PTC 4-2013.

Módulo III

• La ejecución del estándar PTC 4-2013.

Análisis de casos:

Caso Nº1 test de aceptación de una caldera humotubular a gas natural por el estándar europeo EN 12953-11(Método Indirecto).

• Mediciones principales, obtención del rendimiento y análisis de las pérdidas de energía.
  
• Acciones para mejoras del rendimiento.
• Soluciones alternativas.

Caso Nº2: ensayo de performance de caldera convencional de biomasa por el Método del Balance de Energía.

• Mediciones principales y análisis de resultados.
• Análisis de las pérdidas de energía y variables que las determinan.
• Diagrama de Sankey.
• Obtención del rendimiento y acciones para su mejora.

Caso Nº3: performance test de aceptación de una moderna caldera de biomasa por el Método del Balance de Energía.

• Análisis de las pérdidas de energía y estudio. comparativo con la caldera de diseño antiguo.
• Acciones para mejorar el rendimiento.
• Aplicación de las recomendaciones del estándar ASME EA3-2009.
• Recuperación de energía del condensado y de la purgas de caldera.
• Discusión de alternativas.
• Cierre y conclusiones.

INSTRUCTOR

Ing. Carlos Alderetes - 25 años de experiencia.

Antecedentes profesionales en la industria:

• Consultor en cuestiones termoenergéticas para empresas de Argentina, Chile, Colombia, Bolivia y Cuba.
• Representación técnica comercial en la región NOA para Fimaco S.A.
• Ha cubierto posiciones gerenciales y de jefatura en empresas de Argentina y Bolivia tales como Conta Oil Gas, Praxair Argentina, Shell Gas, Molinos Río de la Plata, YPF SA, Ingenio San Martín de Tabacal, Papel del Tucumán.

Formación profesional:

• Ing. Mecánico (UTN-FRT) Facultad Regional Tucumán.
• Posgrado en Administración Estratégica y Marketing Estratégico en la Universidad de Belgrano. Green Belt en Six Sigma.
• Miembro de ASME e Instructor de ASME Virtual en cursos varios online.
• Miembro de la Junta Nacional de Calderas y Recipientes a Presión de Argentina (INT).
• Miembro del ASME BPV VIII Argentina International Working Group.

Antecedentes docentes:

• Más de 26 años de experiencia como docente de grado y de posgrado en la UTN-FRT/ FRRe en las cátedras de Termodinámica, Tecnología de la Energía Térmica, Máquinas Térmicas e Ingeniería de las Instalaciones para las carreras de ingeniería Química y Electromecánica.
• Ha dictado más de 60 cursos de capacitación sobre temas varios para empresas de Bolivia, Perú, Argentina, México, Colombia, Ecuador, España, Cuba y Brasil. Instructor de cursos para UPSA (Bolivia), Enginzone (Perú) y Formared (Ecuador).
• Publicó en el Congreso de Ingeniería Mecánica (CAIM 2020, 2018 y 2016) trabajos sobre simulación, análisis energético y exergético de ciclos combinados y sistemas de aire comprimido.
• Expositor en las jornadas (2021, 2020 y 2019) de la Junta Nacional de Calderas y Recipientes a Presión de Argentina (INTI, ASME y NBIC) sobre calderas de biomasa.
• Autor de los libros Mantenimiento de calderas industriales (2021) y Calderas a bagazo (2016).