Cuando el vapor libera calor en el proceso, se convierte en condensado. Esta agua caliente transporta, en la mayoría de los casos, una parte importante del agua de alimentación tratada y de la energía gastada en la producción. Enviar condensado de calidad adecuada al canal o liberar el vapor flash que se forma cuando el condensado de alta presión pasa a baja presión a la atmósfera; Puede aumentar el coste del combustible, el agua, los productos químicos y las aguas residuales en conjunto.
El objetivo del proyecto de recuperación no es devolver cada condensado a la caldera indiferentemente. En primer lugar, se miden el caudal, la presión, la temperatura y el riesgo de contaminación; Luego se determina el punto de uso seguro.
¿Por qué es valioso el condensado?
El condensado tiene valor económico por tres razones:
- Más caliente que el agua de reposición; Reduce la energía necesaria para calentar el agua de alimentación.
- Debido a que proviene del ciclo de evaporación-condensación, su carga de minerales disueltos es menor que la de la mayoría del agua cruda.
- Cuando se recicla, puede reducir la necesidad de preparación de agua, dosificación y descarga de productos químicos.
Sin embargo, si existe la posibilidad de contaminación con el producto, aceite o sustancia química del proceso, se deben monitorear la conductividad, el pH, el aceite o los parámetros específicos de la aplicación; Se debe evitar automáticamente que el condensado sucio se mezcle con el sistema limpio.
¿Cómo se produce el vapor flash?
Cuando el condensado caliente a alta presión pasa a un ambiente de menor presión, parte de la energía que no puede transportar como líquido a la nueva presión evapora el condensado nuevamente. Esto se llama vapor flash. El mismo fenómeno ocurre cuando se reduce la presión de purga de la caldera de alta temperatura.
La liberación continua de vapor desde la ventilación del tanque de condensado atmosférico no siempre es una fuga de vapor vivo; Una porción importante puede ser vapor flash. Sin embargo, se debe verificar mediante mediciones que las trampas de vapor defectuosas no dejen pasar vapor vivo.
Diferencia entre sistema de condensado abierto y cerrado
En el sistema atmosférico, el condensado regresa a un tanque abierto. Es relativamente sencillo de diseñar y operar; Sin embargo, puede producirse vapor flash debido a la caída de presión. Si no se utiliza la energía del aire del tanque, se produce una pérdida.
En el sistema cerrado de condensado presurizado, la línea de retorno se mantiene bajo presión y la energía del condensado se puede conservar a una temperatura más alta. Este sistema no se puede aplicar directamente a todas las instalaciones. Se debe volver a calcular la contrapresión de las trampas, el drenaje del proceso, la selección de la bomba, la clase de presión de la tubería y el equipo de seguridad.
Métodos de recuperación
Devolución del condensado al sistema de agua de alimentación
El condensado limpio se envía al desaireador o al tanque de agua de alimentación con un sistema de recolección y bombeo adecuado. El retorno caliente también puede afectar la demanda de vapor del desaireador.
Usando un tanque flash
El condensado a alta presión ingresa al tanque de flasheo de manera controlada. El vapor de baja presión separado se puede utilizar en un proceso adecuado, desaireador o aplicación de agua caliente; El condensado caliente restante se envía al sistema de retorno.
Recuperación de calor por purga
La energía liberada por la purga superficial continua se puede evaluar como vapor flash y agua caliente. Un fluido más frío, como agua de reposición, se puede precalentar con un intercambiador de calor. La purga no debe mezclarse directamente con el lado de uso debido a su contenido químico.
Recuperación de calor del vapor de ventilación
El vapor en la ventilación del tanque atmosférico puede calentar agua de proceso o de servicio en un intercambiador de calor. En el diseño, no se debe crear contrapresión y no se debe comprometer la seguridad del tanque.
¿Cómo crear una cuenta de ahorros?
El valor económico de la recuperación de condensado no es solo la diferencia de temperatura. Los siguientes elementos deben calcularse juntos:
- Caudal de condensado recuperado,
- Diferencia de temperatura del condensado y del agua de reposición
- Eficiencia de la caldera y coste del combustible,
- Tarifa de agua y aguas residuales,
- Preparación del agua y costo de productos químicos,
- Horas en las que se puede utilizar vapor flash,
- Costo de mantenimiento del sistema y electricidad de la bomba,
- Gastos de inversión y puesta en marcha.
El valor calorífico aproximado se puede calcular mediante la diferencia del caudal de condensado × calor específico × temperatura. En el cálculo del vapor flash, se utilizan entalpías de agua saturada a alta y baja presión. No se deben utilizar valores porcentuales fijos en Internet en lugar de mediciones de campo.
Errores más comunes
Devolver condensado sucio al sistema
Un solo evento de contaminación puede alterar la química del agua de la caldera. Los procesos críticos requieren una medición continua de la calidad y una guía automática.
Hacer un proyecto sin comprobar las trampas
Una trampa de vapor con fugas de vapor vivo muestra el caudal de retorno de condensado y la carga de ventilación del tanque de manera diferente. El estado de las trampas debe examinarse con mediciones ultrasónicas y de temperatura.
Sin tener en cuenta la contrapresión
Si la presión en la línea de condensado aumenta, es posible que el equipo de proceso no drene. Se pueden producir golpes de ariete y pérdidas por transferencia de calor.
Producir vapor flash sin punto de uso
Si no existe un punto adecuado para consumir al mismo tiempo el vapor recuperado a baja presión, el ahorro será limitado. Los perfiles de producción y consumo deben coincidir.
Trabajo de campo para iniciar con la medición
- Se mapean las fuentes de condensación y los riesgos de contaminación.
- El flujo, la presión y la temperatura se miden durante el funcionamiento.
- Se comprueba el rendimiento de la trampa de basura.
- Se examinan las capacidades actuales del tanque, la bomba y la tubería.
- Se determinan los consumidores de baja presión donde se puede utilizar vapor flash.
- Se calcula el ahorro de energía, agua y productos químicos.
- Se proyectan escenarios de seguridad, control y fallos.
Los componentes de condensado, desaireador y recuperación de calor se pueden evaluar junto con toda la sala de calderas dentro del alcance del equipo auxiliar de Hisarmak.
Preguntas frecuentes
¿Se puede alimentar el condensado directamente a la caldera?
No se deben indicar el caudal, la presión, la temperatura y la calidad del agua antes de ajustarlos. El sistema está diseñado principalmente con tanque, desaireador, bombas y equipo de control.
¿Es normal el vapor que sale del tanque de condensado?
Se puede esperar algo de vapor flash; Una salida intensa y continua también puede indicar que las trampas tienen fugas de alta presión de retorno o vapor vivo.
¿Es siempre mejor un sistema de condensado cerrado?
Puede ahorrar mejor energía; Sin embargo, si las clases de drenaje del proceso, contrapresión y presión del equipo no son apropiadas, pueden causar problemas operativos.
¿El agua de purga se devuelve a la caldera?
No se puede devolver directamente porque contiene sustancias densas disueltas. Su energía se puede recuperar con un sistema flash/intercambiador de calor adecuado.
Recursos técnicos
- T.R. Ministerio de Energía y Recursos Naturales, Optimización en Sistemas Industriales — Recuperación de Condensado de Vapor.
- T.R. Ministerio de Agricultura y Silvicultura, Documento guía sobre eficiencia hídrica.