INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO GERENCIA DE INGENIERIA BASICA
INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO GERENCIA DE INGENIERIA BASICA LINEA DE SERVICIOS TECNOLOGICOS ANALISIS ENERGETICO DE CALENTADORES A FUEGO DIRECTO COORDINACION DE ASESORES PEMEX REFINACION. PROYECTO P. 00251 JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 1
ANTECEDENTES En el proceso de modernización de los centros de refinación, Pemex Refinación integra un comité de calentadores para atender problemas comunes de todas las refinerías Este comité decidió evaluar los beneficios energéticos y ambientales de cada una de las mejoras a un “calentador prototipo”, como referencia para estimar de manera rápida los beneficios de las mejoras que se están aplicando a los calentadores del sistema nacional de refinación JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 2
OBJETIVO Análisis del impacto energético y ambiental de las medidas de modernización en un calentador prototipo JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 3
BENEFICIOS Contar con información técnica y económica que fundamente la planeación de proyectos de modernización de calentadores en función de su relación costo/beneficio. JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 4
EL CALENTADOR PROTOTIPO ESTADO ACTUAL Exc=60% T=534 o. C superficie lisa Sin sopladores de hollín Pared lateral dañada T=120 o. C Clave: H-1001 Servicio: calentador de carga de torre atmosférica Fluido: Crudo Flujo: 103 000 BPD Carga térmica: 39. 5 x 106 Kcal/h Eficiencia térmica: 61. 1% Control Manual del tiro Quemadores de generación anterior JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 5
MEDIDA No. 1: CONTROL DE EXCESO DE AIRE Mediante un buen control del el exceso de aire en el calentador se puede reducir del valor actual de 60% a un valor de 30%. Tg=482ºC Beneficios Exc=30% 16 Hileras de superficie lisa 2 Hileras de servicio Tp=110ºC FG ATO 2 C C Tp=120ºC JUL 99 Incremento de eficiencia : 8. 4 puntos porcentuales de 61. 1 a 69. 5% Ahorro de combustible: 125 BPD Ahorro económico: 605 000 USD/año Reducción de emisiones total: 21 826 ton/año (CO 2): 21 232 ton/año P. 01179 EOECB-CP-01 6
MEDIDA No. 2: Calentador H-1001 A AISLAMIENTO Y REFRACTARIO. Asegurar el buen estada del refractario, aislamiento, hermeticidad y cubierta externa del equipo Tg=481ºC Exc=30% 16 Hileras de superficie lisa 2 Hileras de servicio Beneficios Tp=70ºC Tp=80ºC JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 Incremento de eficiencia : 2. 7 puntos porcentuales de 69. 5% a 72. 2% Ahorro de combustible: 34 BPD Ahorro económico: 95 000 USD/año Reducción de emisiones total: 5 700 ton/año (CO 2): 5 600 ton/año · 7
MEDIDA No. 3: Calentador H-1001 A TUBOS CON SUPERFICIE EXTENDIDA Puertos de muestreo C L Rediseñar la sección de convección instalando tubos de superficie extendida. Tg=403ºC 14 Hileras de superficie extendida 2 Hileras de superficie lisa Exc=30% Beneficios 2 Hileras de servicio Tp=70ºC Tp=80ºC JUL 99 Incremento de eficiencia : 4. 2 puntos porcentuales de 72. 2% a 76. 4% Ahorro de combustible: 48 BPD Ahorro económico: 232 000 USD/año Reducción de emisiones total: 8 230 ton/año (CO 2): 21 232 ton/año P. 01179 EOECB-CP-01 8
MEDIDA No. 4: INSTALACION DE SOPLADORES DE HOLLIN Calentador H-1001 A Con la finalidad de eliminar los depósitos de se deben instalar sopladores de hollín. C Puertos de L muestreo 14 Hileras de superficie extendida 2 Hileras de servicio 2 Hileras de superficie lisa Tg=367ºC Exc=30% CL Sopladores de hollín CL CL Beneficios CL Tp=70ºC Tp=80ºC JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 Incremento de eficiencia : 1. 9 puntos porcentuales de 76. 4% a 78. 3% Ahorro de combustible: 20 BPD Ahorro económico: 97 000 USD/año Reducción de emisiones total: 3 430 ton/año (CO 2): 3 340 ton/año 9
MEDIDA No. 5: Calentador H-1001 A SUSTITUCIÓN DE QUEMADORES C Puertos de muestreo 14 Hileras de superficie extendida 2 Hileras de servicio 2 Hileras de superficie lisa L La instalación de quemadores de bajo Nox permiten operar el calentador con menor exceso de aire y reducir la emisión de NOx. Tg=359ºC Exc=20% CL Sopladores de hollín Tp=70ºC Tp=80ºC JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 Beneficios Incremento de eficiencia : 1. 6 puntos porcentuales de 78. 3% a 79. 9% Ahorro de combustible: 16 BPD Ahorro económico: 78 000 USD/año Reducción de emisiones total: 2 697 ton/año (CO 2): 2540 ton/año 10
MEDIDA No. 6: Calentador H-1001 A PRECALENTAMIENTO DE AIRE (SPA) C L Puertos de muestreo CL de Damper Tg=191ºC Exc=20% Tp=70ºC Con este sistema se logra el máximo aprovechamiento de la energía liberada por el combustible. CL Sopladores de hollín Beneficios Tp=80ºC Incremento de eficiencia : 8. 6 puntos porcentuales de 79. 9% a 88. 5% Ahorro de combustible: 77 BPD Ahorro económico: 371000 USD/año Reducción de emisiones total: 13 100 ton/año (CO 2): 12 800 ton/año JUL 99 P. 01179 EOECB-CP-01 11
RESUMEN DE BENEFICIOS Reducción de emisiones total: 55 000 ton/año CO 2: 53 500 ton/año Ahorro de combustible: 319 BPD Ahorro económico: 371 000 USD/año evaluación térmica modernizado : evaluación térmica actual: QS 64. 58 Gcal/h (256. 28 MMBTU/h) h=61. 1 % 44. 59 Gcal/h (176. 95 MMBTU/h) h=88. 5 % Qp= 3. 0 % Qpg=8. 5 % Qp= 5. 0 % Qpg=33. 9 % JUL 99 QS P. 01179 EOECB-CP-01 12
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