Metodología de cálculo de las emisiones de NOx para un generador de vapor de unidad 350 MW

Resumen

Se presenta una metodología para determinar óxidos de nitrógeno (NOx) para un generador de vapor de 350 MW que quema gas natural. La metodología consiste en la determinación de cuatro parámetros que intervienen en la formación de NOx: 1) coeficiente de exceso de aire, 2) la temperatura promedio, 3) el flujo de calor reflejado y 4) el tiempo de residencia de los gases en la zona de alta temperatura. Para su determinación se considera la composición del combustible, la transferencia de calor en el horno, las condiciones de funcionamiento y las dimensiones del generador de vapor, entre otros factores. Estos parámetros se sustituyen en el polinomio para la quema de gas natural y se determinan las emisiones de NOx para diferentes métodos de reducción como: dos etapas de combustión, con bajo exceso de aire, con inyección de agua, con recirculación de los gases y la combinación de métodos de reducción. Los resultados muestran que con la operación de referencia con recirculación de gases de 15% a 100% de carga se forman 310 ppm. Se realiza un análisis con diferentes valores de recirculación de gases, R: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%,30% para dos cargas parciales: MRC y 100%. A carga de 100% la máxima reducción de NOx por recirculación de gases fue de 63%. Finalmente, a la operación de referencia de la planta, se le aplica inyección de agua al horno del generador de vapor en 5%, 10%, 15%, 20% y 25% para reducir las emisiones de NOx. Para una carga de 100%, recirculación de gases R=15% y con la aplicación de 25% de agua se obtuvo una reducción máxima de la cantidad de NOx un 17%. Los resultados concuerdan con la información científica en cuanto a las reducciones obtenidas aplicando recirculación de gases e inyección de agua en el horno.