17 septiembre 2010

La eficiencia de los sistemas de condensado y vapor en detalle (4ª PARTE)



Ver 3ª PARTE

RECUPERACIÓN DEL CONDENSADO

El condensado de los sistemas de vapor suele tirarse, o al menos usarse ineficientemente en muchas operaciones industriales. Pero mejoras en el sistema de condensado pueden ofrecer los mayores ahorros. Hablamos en los siguientes apartados de métodos existentes para estimar la energía potencial y el ahorro de masa alcanzable mediante una buena recuperación del condensado, y las consideraciones implicadas en el diseño de sistemas de recuperación de condensado.

Estimación de las pérdidas de calor y masa

El condensado líquido saturado producido cuando el vapor se condensa en una superficie caliente todavía retiene una fracción significativa de la energía contenida en el vapor en sí mismo.

En algunas plantas, este condensado simplemente se descarga en el sistema de aguas residuales, un doloroso derroche no solamente en energía, sino también en agua y consumo de tratamiento de agua de alimentación de la caldera. Incluso si el condensado se retorna a un recipiente a la presión atmosférica, se pierde una fracción considerable en forma de vapor vaporizado. Estas pérdidas descargadas a la atmósfera hay que calcularlas, pero es fácil ventear el 12 %. Así, el 3 % de la energía de vapor original puede salir por la tubería de venteo. Estas pérdidas pueden reducirse a la mitad operando el tanque de vapor a una presión de 30 psig, proporcionando una fuente de vapor a baja temperatura para uso potencial en otras fases del proceso.

Incluso aunque se recupere el condensado, pueden aún existir pérdidas desde líneas de tuberías no aisladas o pobremente aisladas. Estas pérdidas pueden recuperarse de forma muy efectiva en costes.

Métodos de recuperación del condensado

Varias opciones están disponibles para recuperar el condensado, que van en desde sistemas simples a otros elaborados y costosos. La elección de la cual depende la opción se basará en la cantidad de condensado recuperado, otros usos para su energía, y el ahorro en costes potencial relativo a otras inversiones.

El sistema más simple que puede ser utilizado es la instalación de un depósito de vaporación venteado que colecta condensado de varios puntos de formación y enfriarlo suficientemente para permitir sea transportado al depósito de alimentación de la caldera.

Los tanques de vapor deben dimensionarse para producir una apropiada separación del vapor vaporizado del líquido. Cuando el condensado se vaporiza, el vapor se generará violentamente, y cuando las burbujas de vapor se rompen en la superficie, el líquido puede ser arrastrado a través del venteo.

Si se utiliza vapor vaporizado presurizado, el coste de tuberías para establecer un sistema de vapor de baja presión debe ser significativo, particularmente si el depósito del vaporizado está en un lugar remoto de las aplicaciones de vapor de baja presión. Así es deseable planificar tal sistema para minimizar estos costes de tuberías mediante la generación del vapor vaporizado cerca de su punto de uso.

Aunque la utilización de vapor vaporizado en un sistema de baja presión parece una forma sencilla de obtener energía gratis, su aplicación práctica implica numerosos problemas que deben ser considerados cuidadosamente. Todos ellos son de naturaleza económica.

Cuando consideremos la posible conversión de vapor a baja presión de una pieza existente del equipo presentemente operando en vapor de alta presión, es importante reconocer que la presión de vapor puede tener un efecto significativo en la operación del equipo.

Otro de los problemas de ingeniería claves a considerar en el diseño de estos sistemas es el problema de bombear condensado de alta temperatura.

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Bibliografía: Turner et al. 2006. Energy Management Handbook. CRC Press
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