Ajustar la presión del vapor en consumidores


Bootstrap Case

En que consiste elahorro:

Durante el diseño se puede ajustar la presión de los consumidores a la presión de suministro.

Este diseño tiene dos principales ventajas:

  1. Reduce el tamaño de los intercambiadores de calor.
  2. Utiliza vapor con un valor energético mayor. Se reduce la pérdida energética por fricción en la válvula de control que alimenta a los intercambiadores. Se aumenta la cantidad de vapor que se recupera del condensado de vapor que se forma en el intercambiador.

Una posible desventaja  es  que  en algunos casos puede aumentar la presión de diseño  del intercambiador y su coste.  Un análisis económico puede permitir determinar cuando esta medida deja de ser económicamente rentable.

Estimación del ahorro

La siguiente tabla muestra el porcentaje de recuperación de vapor cuando se despresuriza el condensado.

Tabla de Vapor

Como se ve en la tabla el porcentaje es mayor cuando mayor es la presión de origen. En cambio disminuye cuando queremos aumentar la presión del vapor recuperado.

La tabla muestra también la entalpía del vapor saturado, que nos indica la energía del vapor.  El vapor a mayor presión tiene mayor entalpía.

Cuando utilizamos una válvula de control para reducir la presión del vapor, estamos desperdiciando parte de la entalpía del vapor.

Para aprovechar esta energía podemos, como proponemos en este apartado, reducir la perdida de presión en la válvula de control o reemplazar la válvula de control por una turbina que aproveche la diferencia de energía entre los dos vapores para generar electricidad.

Esquema de la instalación: Esquema de ahorro

Como ejecutar el ahorro:

Este esquema muestra un sistema de control de intercambiadores. La válvulas de vapor en la línea de  alimentación de vapor ajusta la presión del vapor en el intercambiador y la temperatura en el lado vapor.

Cuando aumenta la demanda de calor el control abre la válvula aumentando la presión y la temperatura del vapor. De la misma forma cierra cuando baja la demanda.

El condensado del vapor de alta presión se recupera en el separador, donde al despresurizarse, parte del condensado se convierte en vapor de baja presión, y se puede reutilizar para consumidores de vapor de baja.

Cuando analizamos el sistema desde el punto de vista energético vemos que parte de la energía del vapor se pierde en la válvula de control y parte de la  energía que no se utiliza en el intercambiador se puede recuperar, formando vapor de baja presión.

Otros aspectos como aislamiento para reducir pérdidas de energía con el ambiente, y reducción de fugas de vapor se analizan e otros apartados.

A su vez la presión de suministro se puede adaptar a la temperatura requerida en el proceso

Podemos aplicar este principio a los consimidores de vapor que consumen vapor en un circuito cerrado,  generando condensado, como por ejemplo:

  1. Intercambiadores de calor, como reboilers y calentadores.
  2. Traceados de vapor

No se requiere inversión adicional, los equipos se diseñan con el objetivo de generar condensado a mayor presión y así generar la máxima cantidad de vapor de baja presión.

 

 

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este sistema:

-Ajustar la presión del vapor en consumidores

Diseñar los intercambiadores de calor y consumidores de vapor para alta presión del vapor de suministro.
Se aumenta la cantidad de vapor de baja presión que se genera en los recuperadores de condensado.
Se reduce el tamaño de los intercambiadores, reduciéndose el coste de inversión.


-Reducir la presión del vapor generado

Reducir la presión de vapor generado a la presíon requerida por los consumidores


-Controlar la producción de Vapor

Otras ideas:

-Instalar turbinas en líneas de vapor

-Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera

-Medir y monitorizar

Distribución del Vapor

El vapor se distribuye desde la caldera a los consumidores, mediante tuberías, por redes de distribución.En la caldera se produce vapor de muy alta presión. Los consumidores necesitan distintos niveles de temperatura del vapor, para ello se definen uno o varios sistemas de distribución del vapor, a distintas presión y temperatura.  Cada sistema de distribución alimentará a varios consumidores con requerimientos similares de presión y temperatura. Antes de distribuir el vapor en los consumidores se reduce a la presión de suministro en cada una de las redes de distribución del vapor, en las estaciones de laminación.La pérdida de calor de las tuberías con el exterior provoca que parte del vapor condense en el interior de las tuberías. Este condensado hay que eliminarlo para evitar problemas de golpes de ariete, esto se realiza utilizando trampas de vapor. Dependiendo de la longitud de las tuberías de distribución de vapor se instalan varias trampas a lo largo de todo el recorrido.

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este sistema:

-Ajustar la presión del vapor en consumidores

Diseñar los intercambiadores de calor y consumidores de vapor para alta presión del vapor de suministro.
Se aumenta la cantidad de vapor de baja presión que se genera en los recuperadores de condensado.
Se reduce el tamaño de los intercambiadores, reduciéndose el coste de inversión.


-Instalar turbinas en líneas de vapor


-Instalar Turbinas en sistemas de laminación

Otras ideas:

-Medir y monitorizar

Laminación de vapor

Los sistemas de distribución de vapor pueden tener circuitos de vapor a diferente presiones y temperaturas.En la caldera se produce vapor de muy alta presión. Los consumidores necesitan distintos niveles de temperatura del vapor, para ello se definen uno o varios sistemas de distribución del vapor, a distintas presión y temperatura.  Cada sistema de distribución alimentará a varios consumidores con requerimientos similares de presión y temperatura. Antes de distribuir el vapor en los consumidores se reduce a la presión de suministro en cada una de las redes de distribución del vapor, en las estaciones de laminación.Las primera estación de laminación reduce la presión del vapor de mayor presión, el que viene directamente de la caldera a la presión de la siguiente red de distribución con inferior presión. Por ejemplo desde el nivel de muy alta presión al de presión de alta.Si existe un tercer nivel de presión, por ejemplo presión de mediase instala otra estación de laminación que reduzca la presión de la red vapor de alta presión a la de vapor de media presión.Los sistemas de laminación de vapor reducen la presión del vapor de más presión al requerido por cada circuito.Energéticamente estos sistemas son ineficientes. Transforman vapor de mayor poder energético en vapor de menor poder energético. La válvula de vapor que utilizan pierde gran parte de este poder energético.Las estaciones de laminación reducen la energía útil del vapor (llamada exergía), puesto que transforman un vapor de más alta presión, con mayor temperatura en otro de menor presión o temperatura. En esta transformación se desaprovecha parte de la energía del vapor de más alta presión sin obtener un beneficio a cambio.Para entender el concepto de exergía, si intentamos generar electricidad a partir del vapor instalando una turbina, se producirá mayor cantidad del vapor de mayor presión. Reducir la presión del vapor no reduce significativamente la cantidad de calor que se puede aprovechar cuando se utiliza este vapor para calentar, si en cambio se reduce significativamente la capacidad de generar electricidad o de utilizar este vapor para calentar un fluido a mayor temperatura.Se instalan redes a distintas presiones para abaratar los equipos que trabajan a menor temperatura. Y requieren vapor de presión inferior.

Ajustar la presión del vapor en consumidores

Durante el diseño se puede ajustar la presión de los consumidores a la presión de suministro.Este diseño tiene dos principales ventajas:
  1. Reduce el tamaño de los intercambiadores de calor.
  2. Utiliza vapor con un valor energético mayor. Se reduce la pérdida energética por fricción en la válvula de control que alimenta a los intercambiadores. Se aumenta la cantidad de vapor que se recupera del condensado de vapor que se forma en el intercambiador.
Una posible desventaja  es  que  en algunos casos puede aumentar la presión de diseño  del intercambiador y su coste.  Un análisis económico puede permitir determinar cuando esta medida deja de ser económicamente rentable.

Estimación del ahorro

La siguiente tabla muestra el porcentaje de recuperación de vapor cuando se despresuriza el condensado.Tabla de VaporComo se ve en la tabla el porcentaje es mayor cuando mayor es la presión de origen. En cambio disminuye cuando queremos aumentar la presión del vapor recuperado.La tabla muestra también la entalpía del vapor saturado, que nos indica la energía del vapor.  El vapor a mayor presión tiene mayor entalpía.Cuando utilizamos una válvula de control para reducir la presión del vapor, estamos desperdiciando parte de la entalpía del vapor.Para aprovechar esta energía podemos, como proponemos en este apartado, reducir la perdida de presión en la válvula de control o reemplazar la válvula de control por una turbina que aproveche la diferencia de energía entre los dos vapores para generar electricidad.

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este equipo:

-Aumentar la presión diferencial de la turbina.

Aumentar presión del vapor producido en la caldera para aumentar la producción de electricidad e instalar una turbina instalada en el vapor de alta para transformar en electricidad el exceso de presión.


Turbina de vapor

Utilizan vapor para mover equipos rotarivos, en substitución de los motores eléctricos. Estas turbinas se suelan  utilizar en equipos que requieren motores  de gran potencia.Permiten aprovechar un excedente de vapor en la planta generando un ahorro de consumo eléctrico en la planta.Las turbinas de vapor pueden se de condensación o de contrapresión.  Utilizaremos turbinas de condensación si queremos aprovechar al máximo la energía del vapor. Utilizaremos turbinas de contrapresión si tenemos demanda de vapor de inferior presión y queremos recuperar este vapor  y consumirlo en la planta.  

Hemos encontradoestas otras ideas de ahorro para este equipo:

-Turbinas en paralelo con Válvulas de Control

Instalar turbinas en paralelo a las Válvulas de control


Válvula de Control

Las válvulas de control generan pérdida de carga en un fluido para reducir su caudal y presión. Desde el punto de vista energético las válvulas de control son unas fuentes de ineficiencia en el sistema, donde se disipa parte de la energía que se ha aportado al fluido durante su bombeo o compresión.Las válvulas de control tiene un uso muy extendido en la industria como elemento de control en el proceso. Sin embargo generalmente no se analizan desde el punto de vista de ahorro energético, más bien todo lo contrario, cuanto mayor es la pérdida de presión mayor es el margen de control de caudal y de flexibilidad en el sistema.

Ajustar la presión del vapor en consumidores

Durante el diseño se puede ajustar la presión de los consumidores a la presión de suministro.Este diseño tiene dos principales ventajas:
  1. Reduce el tamaño de los intercambiadores de calor.
  2. Utiliza vapor con un valor energético mayor. Se reduce la pérdida energética por fricción en la válvula de control que alimenta a los intercambiadores. Se aumenta la cantidad de vapor que se recupera del condensado de vapor que se forma en el intercambiador.
Una posible desventaja  es  que  en algunos casos puede aumentar la presión de diseño  del intercambiador y su coste.  Un análisis económico puede permitir determinar cuando esta medida deja de ser económicamente rentable.

Estimación del ahorro

La siguiente tabla muestra el porcentaje de recuperación de vapor cuando se despresuriza el condensado.Tabla de VaporComo se ve en la tabla el porcentaje es mayor cuando mayor es la presión de origen. En cambio disminuye cuando queremos aumentar la presión del vapor recuperado.La tabla muestra también la entalpía del vapor saturado, que nos indica la energía del vapor.  El vapor a mayor presión tiene mayor entalpía.Cuando utilizamos una válvula de control para reducir la presión del vapor, estamos desperdiciando parte de la entalpía del vapor.Para aprovechar esta energía podemos, como proponemos en este apartado, reducir la perdida de presión en la válvula de control o reemplazar la válvula de control por una turbina que aproveche la diferencia de energía entre los dos vapores para generar electricidad.

Recursos externos y Referencias:

(Hemos seleccionado estos recursos y referencias, para que puedas ampliar más información)

    Vendedores:

    (Hemos seleccionado algunos vendedores que puedes necesitar para realizar este ahorro)
  • Turbina de vapor:

  • Turbina GE


    GE Power
    GE fabrica turbinas de distintos tipos
    Turbina GE
  • Válvula de Control:

  • Lo siento, aún no hemos identificado vendedores para ejecutar esta idea