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Ahorro de energía en el circuito del vapor Fundamentos Casa de calderas Distribución Usuarios Recuperación de condensado.

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Presentación del tema: "Ahorro de energía en el circuito del vapor Fundamentos Casa de calderas Distribución Usuarios Recuperación de condensado."— Transcripción de la presentación:

1 Ahorro de energía en el circuito del vapor Fundamentos Casa de calderas Distribución Usuarios Recuperación de condensado

2 La energía del vapor (calor sensible)0ºC 100ºC El agua absorbe calor observándose un cambio en la temperatura.

3 La energía del vapor (calor latente)100ºC 100ºC LíquidosaturadoVaporsaturado La temperatura se mantiene igual. El calor es utilizado en el cambio de estado físico. La temperatura se mantiene igual. El calor es utilizado en el cambio de estado físico.

4 Las tablas de vapor Entalpía específica

5 El ciclo del vapor (ideal)DISTRIBUCIÓN USUARIOFINAL RETORNODELCONDENSADO GENERACIÓN DE VAPOR Energía Energía

6 El ciclo del vapor (real)DISTRIBUCIÓN USUARIOFINAL RETORNODELCONDENSADO GENERACIÓN DE VAPOR ENERGIA DEL COMBUSTIBLE 100 % ENERGIA DEL COMBUSTIBLE 100 % ENERGIA UTIL 74 % ENERGIA Purga de fondo de caldera 3 % Pérdidas en combustión 18 % Pérdida en distribución 5 % R E V A P O R I Z A D O 10 % Condensado no recuperado Agua de reposición

7 No puedes controlar aquello que no puedes medir Lord Kelvin

8 ¿ Por qué medir el vapor ? Eficiencia de la planta Eficiencia en el uso de la energía Control de procesos Costos y facturación Transferencia de custodia

9 Estrategias de medición IProceson Proceso1 Proceso2 Proceso3 Casa de calderas Medidor = MM MM

10 Estrategias de medición IIIProceson Proceso1 Proceso2 Proceso3 Casa de calderas Medidor = MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM MM

11 Purga manual Nivel de SDT en caldera Tiempo en horas Máximo nivel de SDT Nivel promedio de SDT

12 Purga automática Nivel de SDT en caldera Máximo nivel de SDT Nivel promedio de SDT Tiempo en horas

13 Caudal mínimo de purga Q purga = F B - F x Q generación Donde: F = ppm del agua de alimentación B = ppm permitidas en la caldera

14 Ahorro por automatización de la purga de superficie El fabricante de la caldera recomienda mantener la concentración de SDT entre y ppm. –La caldera genera kg/h de vapor a 7 barm. –El agua de alimentación a la caldera tiene 378 ppm. –Suponiendo 4000 h/año de trabajo (2 turnos al día, 5días/semana, 50 sem/año) –¿Qué porcentaje de la generación de vapor debo purgar para mantener este nivel ?

15 Ahorro por la automatización de la purga de superficie Si los SDT máx son 2000 ppm: –% de purga = 378 x 100/( ) = 23.3% Si los SDT máx son 3000 ppm: –% de purga = 378 x 100/( ) = 14.4% Diferencia: 8.9% de = 445 kg/h En un año representa m 3 de agua tratada

16 Ahorro por la automatización de la purga de superficie Como el vapor se genera a 7 barm., el agua purgada tiene KJ/Kg En términos energéticos: – kg/año x kJ/kg = MJ/año Valor calórico del gas natural: 35.4 MJ/m 3 La diferencia (de 2000 a 3000 ppm) representa: m 3 de gas/año

17 Otras áreas de oportunidad

18 Recuperación de condensado Una fábrica genera kg/h de 10 barm. El agua suavizada tiene 325 ppm de SDT. El condensado tiene una concentración de 12 ppm de SDT. El nivel máximo en caldera es controlado a 3000 ppm de SDT.

19 Recuperación de condensado 0% de la generación q purga = Q vapor F B - F q purga = kg/h q purga = kg/h 325 ppm ( ) ppm

20 Recuperación de condensado 50% de recuperación q purga = kg/h q purga = kg/h 168 ppm ( ) ppm 50% El agua de reposición ( suavizada ) es solo el 50% ( kg/h ) 50% El condensado es el restante 50% ( kg/h ) 168 ppm x = 168 ppm ( SDT en el agua entrando a la caldera )

21 Recuperación de energía Retomando nuestro ejemplo Diferencia entre 0 y 50% de recuperación de condensado: kg/h Tiempo de operación: h/año Recuperando el condensado a 90°C tendremos un ahorro energético anual (en términos de gas natural) de: = m 3 /año

22 ¿ Por qué fallan las trampas ? Desgaste Suciedad Corrosión por condensado ácido Golpe de ariete Desgaste Suciedad Corrosión por condensado ácido Golpe de ariete

23 El anegamiento del proceso Un anegamiento -inundación del equipo- puede causar pérdidas del producto. Se presenta un inadecuado calentamiento del proceso, por lo tanto hay pérdida de tiempo. Baja eficiencia del proceso. Un anegamiento -inundación del equipo- puede causar pérdidas del producto. Se presenta un inadecuado calentamiento del proceso, por lo tanto hay pérdida de tiempo. Baja eficiencia del proceso.

24 La fuga de vapor Altos costos por pérdidas de vapor vivo. Seguridad en el proceso. Como ejemplo: ¿ Cuál es la pérdida de energía por un orificio de 3 mm con vapor de 7 barm ? 20 kg/h de vapor serán desperdiciados Para un año de operación con horas (7 días a la semana, 3 turnos, 365 días), representa: Altos costos por pérdidas de vapor vivo. Seguridad en el proceso. Como ejemplo: ¿ Cuál es la pérdida de energía por un orificio de 3 mm con vapor de 7 barm ? 20 kg/h de vapor serán desperdiciados Para un año de operación con horas (7 días a la semana, 3 turnos, 365 días), representa: 174 Toneladas de vapor

25 La pérdida de vapor por orificios de trampas mm 10 mm 7.5 mm 5 mm 3 mm Vapor kg/h Presión de vapor barm

26 Ahorro de energía en el ciclo del vapor


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