En que consiste el ahorro:
Redudir la presión de vapor producida en las calderas a las requeridas por proceso y de esta forma evitar que parte de a energía del vapor se pierda en las válvulas de control que se utilizan para ajustar la presión de vapor en los colectores de distribución de vapor y en los usuarios.
El consumo de fuel de las calderas se reduce cuando se disminuye la presión del vapor generado. Se puede reducir el consumo de fuel adaptando la presión del vapor generado a la máxima presión demandada por los consumidores.
Como ejecutar el ahorro:
En primer lugar se debe analizar si el margen entre la presión del vapor generado en las calderas y la máxima presión demandada por los consumidores. Si existe margen habría que reducir la presión del vapor generado en la caldera en escalones observando el funcionamiento del sistema.
Hay parámetros del funcionamiento de la caldera que se pueden ver afectados por la presión de la caldera, como la formación de espumas y arrastres de condensado que se pueden incrementar al reducir la presión.
Al mismo tiempo se pueden adaptar los parámetros de funcionamiento de la planta o modificar el diseño de los consumidores para intentar reducir la presión de vapor requerida en aquellos consumidores que demandan mayor presión de vapor y así permitir reducir la presión del vapor generado en la caldera e incrementar mejorar los beneficios de esta medida de ahorro.
Podemos aplicar este principio a todas las calderas de vapor que consumen fuel u otro tipo de combustible para generar el vapor.
Este principio no es válido para hornos o generadores de vapor que aprovechan calor residual para generar vapor, ya que no se obtendría ningún ahorro energético
Aspectos a tener en cuenta cuando apliques esta idea:
(Esta idea pueden ser incompatible con otras ideas y reducir el ahorro energético esperado)
Presta atención si la idea ocasiona Aumento de la presión del vapor generado
Aumentar la presión de vapor aumenta la velocidad de ensuciamiento, por ello hay que analizar el sistema en su conjunto. (Asociar con la idea de aumentar la presión para instalar turbnas.) En cambio bajar la presión para adaptarnos a la demanda disminuye el ensuciamiento de los tudos de la caldera.
Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este sistema:
-Calentar agua de calderas (BFW)
Instalar intecambiador de calor en el agua de alimentación a la caldera para reducir consumo de combustible de la caldera.
-Instalar «Turbulators» en calderas tubulares de dos o tres pasos
-Instalar acumuladores de vapor
Otras ideas:-Instalar turbinas en la salida de vapor generado en la caldera
-Medir y monitorizar
-Reducir ensuciamiento de los tubos de las calderas
-Reducir la presión del vapor generado
-Reducir la purga del agua de la caldera
-Mejorar el sistema de aditivos a la caldera
Caldera de Vapor
Las calderas de vapor son hornos diseñados específicamente para generar el vapor que se va a utilizar como servicio en la planta. A la caldera se alimenta agua desmineralizada que se hace pasar por unas tuberías de intercambio de calor en el interior del horno, donde el agua se vaporiza. Existen dos sistemas de circulación de agua dentro del horno, la zona de radiacción donde se aprovecha la energía de radiación producida durante la combustión y la zona de convección, donde se aprovecha el calor de los gases de combustión a elevada temperatura. Una caldera eficiente es aquella que aprovecha la mayor parte del calor de combustión maximizando la generación de vapor. En una caldera eficiente la temperatura de los gases de escape es lo más baja posible y las pérdidas de calor al exterior son mínimas.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.Reducir la presión del vapor generado
Redudir la presión de vapor producida en las calderas a las requeridas por proceso y de esta forma evitar que parte de a energía del vapor se pierda en las válvulas de control que se utilizan para ajustar la presión de vapor en los colectores de distribución de vapor y en los usuarios. El consumo de fuel de las calderas se reduce cuando se disminuye la presión del vapor generado. Se puede reducir el consumo de fuel adaptando la presión del vapor generado a la máxima presión demandada por los consumidores.Sistema de Control para optimización energética
Los sistemas de control permiten optimizar el funcionamiento de los sistemas. Se puede diseñar un sistema de control con el objetivo de monitorizar y optimizar el consumo energético,. Este sistema funcionaría en segundo plano por encima del sistema de control de proceso. Las etapas típicas después de tener :Primero medir y monitorizar, para identificar las ineficiencias y oportunidades de mejora energética.
En una segunda etapa controlar la producción de servicios para que sea acorde con la demanda.
En una tercera etapa se podrán identificar modificaciones y nuevos sistemas que aporten más flexibilidad y margen de mejora a la operación y control del sistema
Hemos encontrado estas 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.Reducir la presión del vapor generado
Redudir la presión de vapor producida en las calderas a las requeridas por proceso y de esta forma evitar que parte de a energía del vapor se pierda en las válvulas de control que se utilizan para ajustar la presión de vapor en los colectores de distribución de vapor y en los usuarios. El consumo de fuel de las calderas se reduce cuando se disminuye la presión del vapor generado. Se puede reducir el consumo de fuel adaptando la presión del vapor generado a la máxima presión demandada por los consumidores.Recursos externos y Referencias:
(Hemos seleccionado estos recursos y referencias, para que puedas ampliar más información)
Cálculos:
[1] Steam System Modeler - U.S. Department of Energy - Steam System Modeler Tool (SSMT)
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Programa de cálculo para modelizar un sistema de vapor y definir la forma de operación más eficiente y con menor consumo energético.
Referencias:
[1] Energy Efficiency Improvement and Cost Saving Opportunities for the Petrochemical Industry - An ENERGY STAR® Guide for Energy and Plant Managers Maarten Neelis, Ernst Worrell, and Eric Masanet, June 2008.
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Esta guía de energía discute prácticas de eficiencia energética y tecnologías de eficiencia energética que se pueden implementar en la industria petroquímica.
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Analiza el problema de sobredimensionaiento de las calderas por encima de el caudal demandado
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Este documento creado por la Comisión Europea contiene orientación y conclusiones sobre las técnicas de eficiencia energética para todas las instalaciones incluidas en el la Directiva IPPC.
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Analiza el ahorro de instalar turbinas de contrapresión que generen electricidad en lugar de válvulas reductoras de presión.
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Describe la importancia de la calidad del agua para un funcionamiento eficiente de la caldera. Se centra principalmente en los problemas derivados de la formación de espumas y de sus soluciones.
Sistema de Control para optimización energética:
Lo siento, aún no hemos identificado vendedores para ejecutar esta ideaVálvula de Control:
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