14 septiembre 2010

La eficiencia de los sistemas de condensado y vapor en detalle (1ª PARTE)



Nuestros artículos sobre eficiencia energética en sistemas de vapor reciben muchas visitas todos los meses. No es de extrañar ya que muchas empresas industriales ven cómo mes a mes tienen que destinar importantes recursos para producir el vapor que necesitan sus procesos. Hablamos nuevamente del vapor exponiendo un resumen de lo que debe conocerse para paliar estas pérdidas.

Trataremos de abordar con profusión los conceptos generales sobre eficiencia energética en los sistemas de vapor y veremos que algunas medidas son bien sencillas de implementar.

A) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Casi la mitad de la energía usada en la industria se va a la producción de vapor de proceso. El vapor es un medio abundante, económico y efectivo para transferir calor. Durante la vaporización y la condensación, si la presión se mantiene constante y tanto agua como vapor están presentes, la temperatura también queda constante. Además, la temperatura únicamente se fija por la presión, que es un parámetro relativamente fácil de controlar, por lo que puede mantenerse un excelente control de la temperatura de proceso. La conversión de un líquido a vapor absorbe grandes cantidades de calor en cada unidad de masa de agua. El vapor resultante es fácil de transportar, y debido a que es tan energético, relativamente pequeñas cantidades pueden mover grandes cantidades de calor. El vapor resultante es fácil de transportar, y ya que es tan energético, relativamente pequeñas cantidades de vapor pueden mover grandes cantidades de calor. Esto significa que un sistema de bombeo y tuberías relativamente barato puede usarse en comparación con lo necesitado por otros medios de calentamiento.

Finalmente, el proceso de transferir calor por condensación, en la camisa de un recipiente con vapor caliente, por ejemplo, es extremadamente eficiente. Pueden obtenerse altas tasas de transferencia de calor con equipos relativamente pequeños, ahorrando espacio y capital.

Los equipos de transferencia de calor están presentes por miles en la industria, y el problema surge en los más antiguos. Los procesos diseñados cuando la energía era muy barato son terriblemente ineficientes en el mundo actual de costes energéticos elevados.

En este artículo vamos a introducir los conceptos generalmente usados en los sistemas de vapor de forma que sirva a los gestores de energía a definir las restricciones de diseño básico y la aplicabilidad de los conceptos de diseño de sistemas de vapor. Haremos especial hincapié en la eficiencia energética.

B) COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE VAPOR Y CONDENSADO



Los componentes de un sistema de vapor y condensado son los siguientes:

- Caldera o generador de vapor: Produce vapor a alta presión (y por tanto a alta temperatura) requerido por los procesos.
- Líneas de transferencia de vapor: Distribuyen el vapor a cada pieza de los equipo.
- Disminuir la temperatura: En algunos procesos se requiere disminuir la temperatura, el vapor puede estrangularse a una presión inferior a través de una válvula de regulación de presión, o mediante una turbina de contrapresión.
- Trampas de vapor: Localizadas en el equipo permiten al condensado drenar hacia atrás a la línea de retorno, donde fluye al receptor del condensado. Las trampas de vapor también realizan otras funciones, tales como ventear el aire del sistema en el arranque.

Al sistema típico se añaden otros elementos tales como filtros, válvulas de control, y trampas de bombeo. En algunas plantas el condensado se libera sin recuperarse, desperdiciándose el potencial de recuperar la energía del condensado.

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