20 diciembre 2008

Eficiencia energética equipos que usan vapor para calentamiento con métodos indirectos

La importancia que la gestión del vapor tiene para conseguir reducir el consumo energético de muchas plantas industriales es muy relevante. Este artículo es parte de otro más amplio en el que abordamos la eficiencia energética de los equipos que utilizan vapor, y en este caso hablamos de la eficiencia energética de los que calientan utilizando métodos indirectos (los tres equipos básicos de calentamiento de vapor son los serpentines de vapor, recipientes con camisa e intercambiadores de calor).

Recipientes con camisa: Consisten en una carcasa interior y otra exterior. El espacio entre las carcasas se rellena con vapor para calentar el contenido del recipiente interior. Es importante notar que las superficies exteriores de estos recipientes deben estar cuidadosamente aisladas.


Intercambiadores de calor: Los intercambiadores de calor, en diferentes configuraciones, se usan para enfriar o calentar un fluido en circulación. Algunas recomendaciones importantes sobre rendimiento son las siguientes:
  • Cuando se usa un intercambiador de calor de tubo y carcasa se recomienda que el flujo circule en contracorriente y de esta forma adquiera mejor transferencia de calor.
  • Normalmente los fluidos más sucios y corrosivos fluyen a través de los tubos.
  • El motivo es que es menos costoso fabricar tubos de materiales no corrosivos.
  • También en los intercambiadores de calor es muy importante el buen estado del aislamiento.
  • Para trabajar con mejor rendimiento el fluido más frío entrará por el fondo y dejará el intercambiador por arriba.
  • Cuando varios intercambiadores trabajan en paralelo, es muy importante la configuración de las tuberías para que su resistencia sea la misma desde el colector a cada uno de los intercambiadores. Esto no es aplicable a la distribución de vapor, ya que el factor que gobierna al caudal de vapor es la retirada del condensado, y no la tubería de admisión.
  • En los intercambiadores de calor que usan vapor como medio de calentamiento, es importante la retirada del condensado tan pronto como se forma. Si no se hace se acumulará el condensado en el interior del intercambiador. El condensado es un pobre conductor de calor y en gran medida se reduce el nivel de transferencia de calor.
  • La retirada del condensado puede obstaculizarse por el malfuncionamiento o subdimensionado de purgadores, excesiva presión de retroceso en el purgador o un diseño incorrecto.
  • Venteo pobre: La acumulación de gases en el vapor o lados de la carcasa del intercambiador de calor obstaculizará una transferencia efectiva del calor. Los gases disueltos transportados por el vapor pueden colectarse en puntos elevados para reducir la conductividad.
  • Incrustaciones y suciedad: El problema más común asociado a los intercambiadores de calor son las incrustaciones y la suciedad, que originan transferencia de calor reducida y caudal restringido. Este problema debe ser valorado en cada uno de los intercambiadores disponibles y actuar en función de los resultados obtenidos. Las medidas a tomar serán la limpieza mecánica, química o la sustitución de tubos en los casos más graves.
  • Pérdidas: Cuando los intercambiadores de calor se corroen con la edad, pueden producirse grietas en los tubos interiores difíciles de detectar, que permanecen olvidadas durante amplios periodos, particularmente en intercambiadores agua-agua, o agua-vapor. El problema asociado a las pérdidas es la contaminación. Para evitar la contaminación, lo que suele hacerse es mantener el fluido más frío a presiones más elevadas, aunque esta estrategia tampoco puede aplicarse siempre.
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