PROYECTO: REDES NEURONALES PARA LA AUTOMATIZACIÓN

MONITOREO Y CONTROL INTELIGENTE DE EMISIONES EN UN PROCESO DE
COMBUSTION INDUSTRIAL
Fernando Hernandez1, Guillermo Ronquillo1, Jose Luis Sanchez1, Rodolfo Coria1, Carlos E.
Romero2, Ricardo Moreno2, Nenad Sarunac2, Harun Bilirgen2, Zheng Yao2
1.Centro de Ingenieria y Desarrollo Industrial; Queretaro, Qro. 76130, México; 2.Energy
Research Center, Lehigh University; Bethlehem, PA 18015, U.S.A.;
Correo electrónico: fhernandez@cidesi.mx; tel. 01 800 552 20 40 Ext. 1355
Modalidad: Oral; Área de Interés: Contaminación Ambiental.
Palabras claves: Control de Emisiones, Sistemas Inteligentes, CEMS
Introducción. Se diseñó y construyó un sistema para el monitoreo y control de las emisiones que se
producen en un sistema de combustión industrial que quema combustible con alto contenido de azufre.
El sistema está constituido por un equipo para el análisis de gases CEMS (Continuous Emissions
Monitoring System) el cual cuantifica y registra, de manera contínua, los gases contaminantes generados
por el proceso de combustión (NOx, PST, CO y SO2) y un programa de software denominado Boiler OP,
el cual está constituido por un sistema experto y por algoritmos de redes neuronales, para analizar el
estado actual de la combustión conjuntamente con las emisiones medidas. Las redes neuronales
permiten predecir una producción alta de emisiones o bien una afectación al régimen térmico en el
complejo proceso de combustión.
Metodología: La construcción del software se llevó a cabo siguiendo una metodología de siete pasos
creada en el Centro de Investigación en Energía de la Universidad de Lehigh, en la cual la parte más
importante es la especificación y realización de las pruebas paramétricas requeridas para obtener la
información requerida para el entrenamiento de las redes neuronales y la construcción del sistema
experto.
Resultados y Discusiones: El resultado de este proyecto es la construcción de una interfaz gráfica en la
que se presenta al operador de la caldera el estado actual del proceso de la combustión y, si es
necesario, las recomendaciones por escrito de los ajustes necesarios de control para mantener una
combustión óptima que minimice la generación de gases contaminantes, lo cual redunda en la utilización
optima del recurso energético.
Conclusiones: El sistema de monitoreo continuo de emisiones se encuentra operando desde hace 20
meses requiriendo de mínimos trabajos de mantenimiento. Se construyó una base de datos en la que se
almacenan diariamente la información del sistema. El sistema permite al operador mantener las
emisiones generadas en el proceso de combustión por debajo del nivel objetivo especificado para el
proyecto. Esto permite obtener ahorros en el consumo de combustible.
Agradecimientos: Esta investigación fue posible gracias al financiamiento del FONDO SECTORIAL
PARA LA INVESTIGACION Y DESARROLLO TECNOLOGICO EN ENERGÍA, CFE-CONACYT,
convocatoria 2005, No CFE-2005-C01-13
Bibliografía:
1. Sarunac, N., Romero, C. and Levy, E. “Combustion Optimization Part I – Methodology and Tools”. 2003 Combustion Canada
Conference, Vancouver, Canada.
2. Romero, C. Sarunac, N. and Levy, E. “Combustion Optimization Part II – Results of fields studies”. 2003 Combustion Canada
Conference, Vancouver, Canada.
3. Romero, C., Sarunac, N. and Levy, E. “Combustion Optimization of Pulverized Coal Boilers Firing Eastern Bituminous/PRB
Coal Blends”. 20th Annual Int. Pittsburgh Coal Conference, Pittsburgh, PA, 2003.