Intercambiador de Calor

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Ahorrar con Intercambiador de Calor:

Aprovechar calor de corrientes calientes que queremos enfriar para calentar corrientes frias que queremos calentar.

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.

 

 

    Otras ideas de ahorro al utilizar el equipo Intercambiador de Calor

    (Puedes aplicar estas ideas de ahorro cuando utilices Intercambiador de Calor en cualquir sistema
  • Precalentar el aire de combustión

Otros equipos asociados a la idea de Precalentar el aire de combustión

- Horno


Precalentar el aire de combustión

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

Con el fin de mejorar la eficiencia térmica en un 1% , la temperatura del aire de combustión debe elevarse en un 20 ºC . La mayoría de los quemadores de gas y petróleo utilizados en una planta de calderas no están diseñados para altas temperaturas de aire de precalentamiento . Quemadores modernos pueden soportar mucho más alto de precalentamiento del aire de combustión, permite considerar estos intercambiadores de calor en la chimenea de salida como una alternativa a un economizador , cuando exista espacio sufuciente.

Un sistema de precalentamiento de aire de combustión incrementa la eficiencia general del sistema y minimiza sus costos operativos. Los gases de escape de los calentadores se utilizan para precalentar el aire de combustión entrante, lo cual resulta ser un uso más eficiente de la energía consumida e implica menores costos operativos de combustiblel. El rendimiento general estimado que se obtiene al utilizar este sistema puede superar el 93% (base PCI).

Otros equipos asociados a la idea de Intercambiador de Calor

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.    

Sistemas de vapor asociados a la idea de Calentar agua de calderas (BFW)

- Caldera de Vapor

Transforman la energía de combustión en vapor de agua que se va a utilizar como fuente de energía en la planta


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%.

Sistemas de vapor asociados a la idea de Calentar el agua de aporte

- Desaireador

El desareador se diseña para eliminar el oxígeno del agua de aporte a la caldera.


- Agua de aporte

Reponer las pérdida de agua del sistema de vapor alimentando al desaireador.


Calentar el agua de aporte

Las calderas requieren un aporte continuo de agua desmineralizada  para compensar las pérdidas de agua y las purgas del sistema de vapor y condensado. Este agua de aporte se añade al desaireador. El desaireador consume vapor para reducir el oxígeno y CO2 disuelto en el condensado y en el agua de aporte , antes de alimentar este agua a la caldera. El consumo de vapor de la caldera se utiliza principalmente para calentar todo el agua que entra en el condensador a la temperatura de saturación y para compensar el vapor que se escapa por el venteo junto con los gases incondensables que  se eliminan en el condensador Este agua de aporte procede normalmente de un tanque que opera a temperatura ambiente. Calentar este agua de aporte reduce el consumo de vapor en el desaireador. El ahorro energético en la caldera es prácticamente equivalente al calor que se aporta a la corriente de agua fresca. Normalmente se alimenta el agua de aporte a una  temperatura máxima de 85ºC. El agua de aporte se alimenta en contracorriente con  la salida de los gases incondensables antes de salir por el venteo del dasaireador, para reducir pérdidas de vapor por el venteo. Aumentar la temperatura del agua de aporte por encima de esta temperatura aumentaría excesivamente las pérdidas de vapor haciéndolo económica y energéticamente ineficiente.  

Sistemas de vapor asociados a la idea de Calentar el condensado de alimentación al desaireador

- Recuperación del condensado

Recuperar el condensado y retornarlo a la caldera para volver a transformarlo en vapor.


Calentar el condensado de alimentación al desaireador

En los sistemas de vapor/condensado cerrados los consumidores de vapor retornan el condensado residual a los sistemas de recuperación de condensado. Este condensado se alimenta a la caldera para transformarlo de nuevo en vapor. Este condensado se puede calentar  antes de alimentarlo al desaireador para reducir el consumo de fuel de las calderas.  Si se precalienta este condensado para ahorra vapor en el desareador y el fuel combustible en la caldera de vapor. Todo el calor aportado en el precalentamiento del condensado  para subir su temperatura, es equivalente al ahorro de vapor en el desareador y el fuel combustible en la caldera de vapor. El límite de ahorro estaría en calentar en condensado hasta la temperatura de ebullición en el desaereador. El ahorro energético en la caldera es prácticamente equivalente al calor que se aporta al condensado.  

Sistemas de vapor asociados a la idea de Condensar vapor en venteo del desareador.

Condensar vapor en venteo del desareador.

Se puede utilizar una contracorriente con agua de aporte más fría para condensar el vapor que sale del venteo del  desaireador. Normalmente el aporte de al desaireador cuando se alimenta en contracorriente en el cabezal del desaireador es suficiente para minimizar la salida de vapor por el venteo del deaireador.  

Sistemas de vapor asociados a la idea de Calentar el aire de combustión

Calentar el aire de combustión

La combustión de precalentamiento del aire es una alternativa a la idea de calentar  el agua de caldera . Se puede  mejorar la eficiencia térmica de la caldera en un 1% , si se aumenta 20ºC  la temperatura del aire de combustión. La mayoría de los quemadores de gas y petróleo utilizados en una planta de calderas no están diseñados para altas temperaturas de aire de precalentamiento, por lo tanto hay que adaptar estos quemadores para poder aplicar esta idea. Quemadores modernos pueden resistir temperaturas más altas de  aire de combustión. Instalando estos quemadores  se puede considerar instalar intercambiadores de calor para precalentar el aire de combustión. Esta idea puede ser una alternatica o complementaria a instalar economizadores para aprovechar el calor de los gases de escape de la caldera, cuando hay aespacio par ainstalar estos intercambiadores o ya no haya margen para aumentar más la temperatura del condensado que alimenta a las calderas.

Sistemas de vapor asociados a la idea de Evitar entrada de aire en los consumidores de vapor.

- Consumidores

Evitar entrada de aire en los consumidores de vapor.

Bajo ciertas circunstancias puede entrar aire en los equipos que consumen vapor y aumentar la concentración de gases disueltos en el condensado que retorna al desaireador. Si tenemos intercambiadores sobredimensionados, o la demanda de calor se reduce de forma importante, el condensado puede enfriarse más de lo esperado y formar vacío en el lado del vapor. Con presiones negativas en muy probable que esté entrando aire al circuito de condensado. Cuando esta situación ocurre el primer efecto es que el condensado no tiene presión suficiente para retornar al colector, este se acumulará en el interior del intercambiador y hará reducir el área de intercambio. Esto hace que aumente de nuevo la temperatura y presión del condensado hasta que sea lo suficientemente alta para retornar al colector. En esta situación la presión del condensado va a oscilar  cíclicamente y  en cada ciclo se producirá una entrada aire que hará que el condensado retorne al colector con altos niveles de gases disueltos. Los intercambiadores de calor son los principales consumidores de vapor pero debe analizarse cada tipo de consumidor para identificar los riesgos de entrada de aire y potencial contaminación del condensado. En resumen cualquier motivo que haga que baje la  temperatura del condensado, provocará vacío ocasionando una entrada de aire en el equipo .

Sistemas de vapor asociados a la idea de Intercambiador de Calor

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.    

Aspectos a tener en cuenta cuando apliques ideas de ahorro a este sistema:

(Algunas ideas puedes ser incompatibles entre ellas 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.    

Recursos externos y Referencias:

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