Implementación de diferentes esquemas de control para el análisis de las calderas pirotubulares y acuotubulares bajo diferentes condiciones de operación

Abstract

Se realizó la modelación matemática de las calderas (acuotubular y pirotubular) basándose en los principios básicos de la termodinámica como la primera ley (balances de masa y balances de energía), a partir de las ecuaciones desarrolladas en dicha modelación se elaboran los diagramas de bloques de los procesos, utilizando como herramienta el programa Matlab/Simulink, tomando en cuenta la implementación de diferentes estrategias de control con las variables de nivel, presión, caudal y temperatura, que responden a los cambios de consumo de vapor requeridos. Una de las técnicas de control avanzado aplicada fue el control selectivo override el cual presentó complicaciones al momento de implementarlo en Matlab/Simulink puesto que se necesitaba que cumpliera lo siguiente: en este tipo de control existía dos controladores cuya salida no estaba seleccionada, dada la propia naturaleza de este tipo de control, dichas salidas son enviadas a un selector, el controlador seleccionado tendrá un error permanente entre las variables de proceso (PV) y punto de consigna (SP), por lo que su salida (OP) será inferior si el selector es de máxima o superior si el selector es de mínima. Esto con el fin de garantizar el exceso de aire requerido en la combustión y evitar la aparición de inquemados a la salida de los humos de la chimenea. Por otra parte, se diseñó y desarrolló un simulador donde se podrá enfocar diferentes escenarios que permitan mostrar e instruir en el manejo adecuado de las calderas, además de obtener información confiable de los diferentes lazos de control cuando se modifican las distintas variables y parámetros, además de proporcionar al foguista (operador de la caldera), una herramienta de estudio y entrenamiento que le permita visualizar el proceso. Los resultados obtenidos por medio de la simulación con relación a los parámetros de diseño de las calderas, afirman el buen funcionamiento del simulador, sin embargo, es conveniente resaltar que para simplificar los cálculos, no se tomó en consideración un estudio profundo con respecto a la transferencia de calor.