Ahorro de energía en el circuito del vapor

Presentación del tema: "Ahorro de energía en el circuito del vapor"— 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)
El agua absorbe calor observándose un cambio en la temperatura.

3 La energía del vapor (calor latente)
Líquido saturado Vapor 100ºC 100ºC 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 GENERACIÓN DE VAPOR USUARIO FINAL RETORNO DEL CONDENSADO Energía Energía

6 El ciclo del vapor (real)
Pérdida en distribución 5 % Pérdidas en combustión 18 % DISTRIBUCIÓN R E V A P O I Z D 10 % GENERACIÓN DE VAPOR USUARIO FINAL Purga de fondo de caldera 3 % Condensado no recuperado ENERGIA UTIL 74 % COMBUSTIBLE 100 % ENERGIA DEL RETORNO DEL CONDENSADO 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 I
Proceso 2 Proceso 1 Proceso n M Proceso 3 Medidor = M Casa de calderas

10 Estrategias de medición III
Proceso n 1 2 3 M M M M M M M M M M M M Medidor = M Casa de calderas M

11 Purga manual Nivel de SDT en caldera 0 12 24 Tiempo en horas
Máximo nivel de SDT Nivel promedio de SDT Nivel de SDT en caldera Tiempo en horas

12 Purga automática Nivel de SDT en caldera 0 12 24 Tiempo en horas
Máximo nivel de SDT Nivel promedio de SDT Nivel de SDT en caldera Tiempo en horas

13 F Qpurga = x Qgeneración B - F Caudal mínimo de purga 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 SDTmáx son 2000 ppm: % de purga = 378 x 100/( ) = 23.3% Si los SDTmáx son 3000 ppm: % de purga = 378 x 100/( ) = 14.4% Diferencia: 8.9% de = 445 kg/h En un año representa m3 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/m3 La diferencia (de 2000 a 3000 ppm) representa: m3 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
F B - F qpurga = Qvapor 325 ppm ( ) ppm qpurga = kg/h qpurga = kg/h

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

21 Recuperación de energía Retomando nuestro ejemplo
Diferencia entre 0 y 50% de recuperación de condensado: 9 000 kg/h Tiempo de operación: h/año Recuperando el condensado a 90°C tendremos un ahorro energético anual (en términos de gas natural) de: = m3/año

22 ¿ Por qué fallan las trampas ?
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.

24 174 Toneladas de vapor 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: 174 Toneladas de vapor

25 La pérdida de vapor por orificios de trampas
1000 400 200 100 40 20 10 4 12.5 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