Calentar agua de calderas (BFW)

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En que consiste el ahorro:

Aumentar la temperatura del agua de alimentación a la caldera reduce el consumo de combustible necesario para calentar esta corriente hasta la temperatura de ebullición.

Si se utilizan economizadores el potencial de ahorro de energía depende del tipo de caldera instalada y el combustible usado. Para una instalación estándard que reduzca la temperatura de salida de gas de combustión a 200 ºC permitiría aumentar de la temperatura del agua de alimentación en 15 ºC, con un aumento de la eficiencia térmica global del orden de 3%.

Un economizador en una  caldera de 3 pasos utilizando gas natural podría reducir la temperatura de salida de gas de combustión a 140 ºC.  Un economizador de condensación reduciría la temperatura de salida a 65 ºC  y aumentaría la eficiencia térmica un 5%.

Esquema de la instalación: Esquema de ahorro

Como ejecutar el ahorro:

Se debe instalar un intercambiador de calor en la línea agua de alimentación a calderas. En el intercambiador aprovechamos el calor residual de una corriente de proceso caliente, con suficiente temperatura  para  precalentar el agua de alimentación a la temperatura requerida.

La corriente caliente debe ser una corriente de calor residual, una corriente que querramos enfriar. Podemos utilizar la más adecuada por proximidad o por otros criterios que abaraten la instalación. Vamos a utilizar el intercambiador para enfriar esta corriente y utilizar el agua de alimentación para enfriarla.

Una instalación muy extendida es instalar economizadores, que aprovechan el calor residual de los gases de combustión de la caldera para calentar el agua de alimentación. Si embargo como  se indica en el esquema, además se pueden utilizar uno o varios intercambiadores que aprovechen el calor de otras corrientes con calor residual. El orden de instalación depende de las temperaturas de estas corrientes.

Si las corrientes calientes que vamos a utilizar la estábamos enfriando con agua de refrigeración, reduciremos también  el consumo de  este agua obteniendo un doble ahorro.

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 Reducir temperatura de gases de escape


    El factor que limita la cantidad máxima de calor que se puede recuperar de los gases de escape  es la temperatura de pared del economizador, que no debe bajar por debajo de la temperatura de condensación de los gases de escape y evitar corrosión en el equipo. La temperatura de condensación de los ácidos también depende de la calidad del combustible del horno. Combustibles limpios como el gas natural o el LPG con bajo contenido en azufre generan gases de escape con menor temperatura de condensación de ácidos y permiten reducir la temperatura de los gases y aumentar la cantidad de calor aprovechado.    

Puedes combinar esta idea con esta corriente o calor residual:

(Aprovecha los Calores y corrientes para generar el ahorro que buscas aplicando esta idea)

    Aprovecha Calor de los gases de escape de los hornos

    La utilización del gas de escape depende del tipo de hornos. En calderas de vapor se instalan economizadores para calentar el agua de caldera o el aire de combustión.
    En hornos industriales donde se calientan corrientes de proceso se pueden instalar generadores de vapor.


    Por lo general, los gases de combustión que salen de la caldera  son a temperaturas de entre 200 y 300 ºC. Por lo tanto, existe un potencial para recuperar el calor de estos gases. La temperatura de salida del gas de combustión de una caldera por lo general se mantiene a un mínimo de 200 ºC, lo suficientemente alta para evitar que los óxidos de azufre en el gas de combustión  condensen y provoquen corrosión en las superficies del intercambiador de calor. Cuando se utilizan combustibles limpios y con bajo contenido de azufre como gas natural o LPG hay más margen par reducir la temperatura del gas de combustión muy por debajo de 200 ºC y poder recuperar más el calor de los gases de escape. Cualquier gas de escape a temperaturas superiores a 121°C tiene un gran potencial en recuperación de calor residual.  .  Algunos ejemplos son:
    • Incineradores
    • Calderas
    • Calentadores a Fuego
    • Hornos
    • Secadores

    Aprovecha Calor residual en la planta


    Se trata de una corrienete de proceso caliente que se quiere enfirar o de un equipos que disipa parte del calor a la atmórfera. Todas las fuentes de calor que no se aprovechan se pueden utilizar para realizar ahorros energéticos

    Aprovecha Purgas de calderas de vapor


    Parte del agua del circuito vapor / condensado hay que purgarla de forma continua para evita que se acumulen sales que puedan precipitar en los tubos del horno y hagan perder eficiencia al horno. Además de la purga continua, hay una purga intermitente en el circuito del propio horno. Desde el punto de vista energético esta purga supone una pérdida de calor que puede ser potencialmente recuperable. Además la purga es agua que con su adecuado tratamiento podría recuperarse y reducir el consumo  de agua bruta. Sin embargo, por otro lado esta purga permite que no se reduzca la eficiencia del horno, y se traduce en evitar que aumente el consumo de combustible.

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.

Calentar agua de calderas (BFW)

Aumentar la temperatura del agua de alimentación a la caldera reduce el consumo de combustible necesario para calentar esta corriente hasta la temperatura de ebullición. Si se utilizan economizadores el potencial de ahorro de energía depende del tipo de caldera instalada y el combustible usado. Para una instalación estándard que reduzca la temperatura de salida de gas de combustión a 200 ºC permitiría aumentar de la temperatura del agua de alimentación en 15 ºC, con un aumento de la eficiencia térmica global del orden de 3%. Un economizador en una  caldera de 3 pasos utilizando gas natural podría reducir la temperatura de salida de gas de combustión a 140 ºC.  Un economizador de condensación reduciría la temperatura de salida a 65 ºC  y aumentaría la eficiencia térmica un 5%.

Economizador

El economizador aprovecha el calor de los gases de escape de la caldera para calentar alguna de las corrientes de alimentación a la caldera o al horno . El economizador es un intercambiador de placas especialmente diseñado para aprovechar el calor de los gases de escape.  

Condensador de gases de escape

Hay un tipo de economizadores condensa los gases de escape de los hornos o calienta el agua en contacto directo con los gases de escape. Esto equipos aprovechan al máximo el calor de los gases de escape incluso por debajo de la temperatura de condensación de estos gases. Para más información:  Flue Gas Condensers

Hemos encontrado estas otras ideas de ahorro para este equipo:

-Precalentar el aire de combustión

Precalentar el aire de combustión es una opción para mejorar la eficiencia del horno.


Intercambiador de Calor

Son equipos que intercambian calor entre dos corrientes. Podemos utilizarlos una corriente de servicio caliente como el vapor, para calentar una corriente de proceso , o utilizar un servicio de enfriamiento como el agua de torre para enfriar una corriente de proceso. La mejor eficiencia energética lse consigue cuando intercambiamos el calor entre dos corrientes de proceso. Extrayendo el calor de la corriente caliente que queremos enfriar y lo aprovechandolo para calentar una corriente fria que queremos calentar.    

Calentar agua de calderas (BFW)

Aumentar la temperatura del agua de alimentación a la caldera reduce el consumo de combustible necesario para calentar esta corriente hasta la temperatura de ebullición. Si se utilizan economizadores el potencial de ahorro de energía depende del tipo de caldera instalada y el combustible usado. Para una instalación estándard que reduzca la temperatura de salida de gas de combustión a 200 ºC permitiría aumentar de la temperatura del agua de alimentación en 15 ºC, con un aumento de la eficiencia térmica global del orden de 3%. Un economizador en una  caldera de 3 pasos utilizando gas natural podría reducir la temperatura de salida de gas de combustión a 140 ºC.  Un economizador de condensación reduciría la temperatura de salida a 65 ºC  y aumentaría la eficiencia térmica un 5%.

Recursos externos y Referencias:

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