Clean Firetube Boiler Waterside Heat Transfer Surfaces


Bootstrap Case

U.S. Department of Energy , Advanced Manufacturing Office (AMO) , Aprl 2012

Describe los beneficios de  prevenir el ensuciamiento de tubos de la caldera para obtener un buen funcionamiento y ahorro de energía.

Incluye cálculo para estimar los potenciales ahorros de prevenir el ensuciamiento de tubos

Sistema de Vapor

Se estima que hay un potencial de un 12.5% de ahorro de fuel en sistemas para generar vapor. Algunas de estas medidas de ahorro no requieren inversión. Para estas el tiempo de retorno de la inversión puede variar entre 2 y 34 meses. Desde el punto de vista energético el vapor se utiliza como medio para transmitir calor a los usuarios. El calor que se forma por la combustión de Fuel en las calderas se utiliza para vaporizar el agua y formar vapor. El vapor almacena una gran cantidad de calor el cual se puede conducir fácilmente hasta los usuarios, incluso los situados a bastante distancia de las calderas. El vapor puede tener distintos usos, pero el más habitual para aportar calor, condensando en los usuarios y liberando el calor de condensación. El condensado de de vapor generado se podrá retornar a la caldera par a volver a formar vapor Otros posibles usos del vapor son: - Como fuerza motriz, para mover equipos rotativo reemplazando a los motores eléctricos. - Generar electricidad en las turbinas. - Sistema de calefacción o HVAC. - Utilizando directamente al proceso, por ejemplo columnas de stripping, secadores, apagadores de emergencia de hornos, etc. Estas aplicaciones no permiten recuperar el condensado. - Como fluido de limpieza para mantenimiento de maquinaria. (Balance de vapor) Todos los elementos del sistema de vapor pueden tener ineficiencias que pueden provocar pérdidas de energía y resultar en oportunidades de ahorro o eficiencia energética. Los siguientes elementos forman parte del sistema de vapor. Entender estos elementos desde el punto de vista energético ayuda a identificar oportunidades de ahorro energético

Hemos encontrado otras ideas de ahorro para este equipo:

-Medir y monitorizar

Medir y monitorizar, para identificar las ineficiencias y oportunidades de mejora.


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.

Clean Firetube Boiler Waterside Heat Transfer Surfaces

Describe los beneficios de  prevenir el ensuciamiento de tubos de la caldera para obtener un buen funcionamiento y ahorro de energía. Incluye cálculo para estimar los potenciales ahorros de prevenir el ensuciamiento de tubos

Equipos Asociados:

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

    Aprovecha Horno


    Los hornos de combustión queman un combustible para calentar una corriente de proceso

    Aprovecha Limpieadores acústicos


    Los limpiadores acústicos utilizan ondas acústicas para limpiar partes de los equipos a los que se han adherido partículas sólidas La Limpieza acústica aprovecha la propiedad de la transmisión del sonido a través de sólidos , que produce rápidas fluctuaciones de presión en el sólido. Estas fluctuaciones de presión se transmiten en el material hasta las partículas adheridas en los tubos de los hornos, haciendo que las partículas sólidas se desplacen y se separen de la superficie donde están  depositadas. Una vez eliminadas , las partículas, ya sea por gravedad o arrastradas por la corriente de gas o aire dentro del horno Las ondas de sonido de gran alcance se producen mediante aire comprimido entra en el generador de ondas y fuerzan la única parte móvil , un diafragma de titanio que provoca la creación de las ondas acústicas. Estas ondas acústicas se transmite por una serie de diferentes secciones de la campana para ajustar la frecuencia de las ondas que se ha  eleccionado para la aplicación,  fundamentales entre 60 - 420Hz , dependiendo de la aplicación .

    Aprovecha Soplador de hollín


    Los sopladores de hollín eliminarn los depósitos de hollín en el exterior de los hornos que quemen carbón o fueles pesado para aumentar su eficiencia. El soplador de hollín consiste en un tubo de lanza con una boquilla en el extremo . Cuando se opera , la lanza se extiende en el interior del horno , principalmente en la zona del haz de tubos y se inyecta  vapor de limpieza  a través de la lanza. El vapor sale como un chorro de alta velocidad a través de las boquillas , que limpia la ceniza depositada en la superficie. Cuando la lanza se mueve dentro de la caldera también está girando de modo que aumenta  la superficie de limpieza alrededor de la boquilla. Cuando se la acabado la limpieza la lanza se retira hacia atrás.

    Hay distintos tipos de sopladores de hollín dependiendo de la zona del horno que queremos limpiar:

    Los depósitos en las paredes se deben a los componentes químicos de la ceniza, y la cantidad de aire de combustión. Si la ceniza contiene más cantidad de sulfuro ferroso, la temperatura de fusión de las cenizas es baja, lo que hace que la ceniza se funda y se adhiera a las paredes. Una planta de energía térmica con carbón grande tendrá alrededor de doscientas sopladores de hollín de ambos tipos dispuestos para cubrir toda el área de la caldera.

    Los sopladores de hollín pueden estar programados para operar automáticamente con un afrequencia requerida. Sopladores de hollín inteligentes calculan las tendencias en el aumento de la temperatura en las diferentes secciones de una caldera. Entonces, el programa decide que sopladores tienen que estaroperado y con qué frecuencia.


    Aprovecha Sistema de adición químicos a Caldera


    Los residuos acumulados en los tubos de la caldera durante la evaporación del agua provocan incrustaciones y ensuciamiento que reducen la eficiencia de la caldera. Se utilizan adición de químicos para reducir la precipitación y formaciones de sales. Además de la adición de químicos al desaireador para eliminar la concentración de oxígeno y CO2 disuelto.  

    Aprovecha Tratamiento de agua de aporte de caldera


    Para evitar que se formen precipitados en los tubos de la caldera se debe desmineralizar el agua de aporte.

    Aprovecha Tratamiento de agua de caldera


    Cuando hay riesgo de contaminación del condensado por pérdidas fugas de compuestos, por ejemplo hidrocarburos, hay que instar sistemas para eliminar estos hidrocarburos

Recursos externos y Referencias:

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

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