GENERACIÓN Y GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE VAPORDISTRIBUCIÓN DE VAPOR

1. Regular el exceso de aire1. Regular el exceso de aire2. Reemplazar quemadores2. Reemplazar quemadores3. Reducir la presión del vapor3. Reducir la presión del vapor4. Reducción de la formación de depósitos4. Reducción de la formación de depósitos5. Recuperar condensados5. Recuperar condensados6. Uso del condensador de vapor6. Uso del condensador de vapor7. Reducción de fugas de vapor7. Reducción de fugas de vapor8. Mantenimiento de trampas de vapor8. Mantenimiento de trampas de vapor9. Mejorar el aislamiento9. Mejorar el aislamiento

1. Regular el exceso de aire1. Regular el exceso de aire

Consiste en regular los flujos de aire Consiste en regular los flujos de aire (mediante la apertura del (mediante la apertura del ““damperdamper”” del del ventilador) y combustible (mediante la ventilador) y combustible (mediante la vváálvula de ingreso al quemador). lvula de ingreso al quemador). Para quemadores de tiro forzado y aire Para quemadores de tiro forzado y aire sin precalentar, los niveles de exceso de sin precalentar, los niveles de exceso de aire a conseguir mediante los ajustes del aire a conseguir mediante los ajustes del sistema de control sersistema de control seráán los que se n los que se indican en la Tabla No. 1.indican en la Tabla No. 1.

Tabla No. 1Tabla No. 1Nivel recomendado de exceso de aire y Nivel recomendado de exceso de aire y

otros parámetrosotros parámetros

Parámetro

Combustible Exceso aire

(%) O2 en

chimenea (%)

CO en chimenea

(ppm)

Opacidad de humos (Indice

Bacharach)

Gas natural 10 máx 2,0 máx 50 máx 0

Diesel 20 máx 3,5 máx 200 máx 3 máximo

Residual 25 máx 4,0 máx 400 máx 4 máximo

Fuente: Uso Racional de Energía: Manual para consultores y expertos, CDG – PAE/MEM, Perú, 1999

Para realizar un buen ajuste del exceso de Para realizar un buen ajuste del exceso de aire, logrando una combustiaire, logrando una combustióón adecuada, es n adecuada, es necesario obtener una buena mezcla airenecesario obtener una buena mezcla aire--combustible.combustible.Los ahorros ha obtenerse al reducir el exceso Los ahorros ha obtenerse al reducir el exceso de aire pueden ser cuantiosos dependiendo de aire pueden ser cuantiosos dependiendo del nivel de exceso encontrado. del nivel de exceso encontrado. En el GrEn el Grááfico No. 1 y Grfico No. 1 y Grááfico No. 2 se ilustra el fico No. 2 se ilustra el ahorro de combustible obtenible al reducir el ahorro de combustible obtenible al reducir el exceso de aire para dos tipos de combustibles exceso de aire para dos tipos de combustibles

Gráfico No. Gráfico No. 11Ahorro de petróleo al reducir el exceso Ahorro de petróleo al reducir el exceso

de aire al 20%de aire al 20%

Temp.

500 ºC 400 ºC 300 ºC 200 ºC

02468

10121416

2 4 6 8 10 12

% O2 en gas de chimenea

% A

horro

de

com

bust

ible

Gráfico No. Gráfico No. 22Ahorro de gas natural al reducir el Ahorro de gas natural al reducir el

exceso de aire al 10%exceso de aire al 10%

Temp. gas

500°C

400°C

200 °C

300°C

.

02468

1012141618

1 3 5 7 9 11

% O2 en gas de chimenea

% A

horro

de

com

bust

ible

2. Reemplazar quemadores2. Reemplazar quemadores

SISTEMA ON-OFFSISTEMA MODULANTE

Pot

enci

a

Pot

enci

a Tiempo

Tiempo

Off

On

Fuente: Uso Racional de Energía: Manual para consultores y expertos, CDG – PAE/MEM, Perú, 1999

Gráfico No. 3Sistemas de quemadores de calderas

3. Reducir la presión del 3. Reducir la presión del vaporvapor

A medida que la presiA medida que la presióón del vapor en n del vapor en una caldera se incrementa, tambiuna caldera se incrementa, tambiéén n aumentan las paumentan las péérdidas de energrdidas de energííaa ..A veces es posible reducir la presiA veces es posible reducir la presióón de n de vapor a un nivel compatible con las vapor a un nivel compatible con las necesidades de temperatura del usuario necesidades de temperatura del usuario y con el disey con el diseñño de las instalaciones de o de las instalaciones de distribucidistribucióón de vaporn de vapor..

Gráfico No. 4Gráfico No. 4Efecto de la presión de vapor en el Efecto de la presión de vapor en el

rendimientorendimiento

5151,151,251,351,451,551,651,751,851,9

52

80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Presión de vapor (psig)

Ren

dim

ient

o (k

g va

por/g

alón

)

Si la reducción es excesivaSi la reducción es excesiva

Incremento del arrastre de humedad en la Incremento del arrastre de humedad en la caldera.caldera.EExxccesivasesivas velocidades en las tuberías velocidades en las tuberías existentes.existentes.Funcionamiento inadecuado de trampas Funcionamiento inadecuado de trampas eeinstrumentos sensibles a la temperatura.instrumentos sensibles a la temperatura.Menor transferencia de calor en los equipos Menor transferencia de calor en los equipos usuarios de vapor.usuarios de vapor.Pérdida de rendimiento en equipos accionados Pérdida de rendimiento en equipos accionados por vapor.por vapor.

4. Reducción de la formación 4. Reducción de la formación de depósitosde depósitos

En una caldera pueden formarse depEn una caldera pueden formarse depóósitos sitos tanto en el lado del agua como en el lado de tanto en el lado del agua como en el lado de los gases.los gases.Una calidad pobre del agua afecta la Una calidad pobre del agua afecta la performance de la caldera de dos maneras:performance de la caldera de dos maneras:

Se requiere una mayor purga dando como resultado Se requiere una mayor purga dando como resultado mayores pmayores péérdidas de calor.rdidas de calor.Los depLos depóósitos de sales (caliche) en los tubos, sitos de sales (caliche) en los tubos, constituye una barrera a la transferencia de calor constituye una barrera a la transferencia de calor gasesgases--agua.agua.

GrGrááfico No. 5fico No. 5Incremento del consumo de petrIncremento del consumo de petróóleo por leo por

ensuciamiento de tubosensuciamiento de tubos

0123456789

10

0 1 2 3 4Espesor de la capa (mm)

Aum

ento

del

con

sum

o de

pet

róle

o (%

)

Hollín

Incrustación normal

5. Recuperar condensados5. Recuperar condensados

El condensado normalmente retorna a una El condensado normalmente retorna a una temperatura de 70 a 90 temperatura de 70 a 90 ººC, y tiene una C, y tiene una cantidad de calor que puede ser aprovechada. cantidad de calor que puede ser aprovechada. Si el condensado (que es esencialmente agua Si el condensado (que es esencialmente agua pura) se pierde; el agua de alimentacipura) se pierde; el agua de alimentacióón tiene n tiene que ser tratada. que ser tratada. El agua de alimentaciEl agua de alimentacióón que reemplaza a un n que reemplaza a un condensado no aprovechado contiene condensado no aprovechado contiene impurezas que incrementan el rimpurezas que incrementan el réégimen de gimen de purga y las ppurga y las péérdidas de calor asociados a rdidas de calor asociados a dicha purga.dicha purga.

Gráfico No. 6Gráfico No. 6Ahorro de combustible por recuperación Ahorro de combustible por recuperación

de condensadode condensado

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 20 40 60 80 100 120

Recuperación de condensado (%producción de vapor)

Aho

rro

de p

etró

leo

(%) 90°C

80°C

70°C

Eficiencia caldera :80% Presión : 100 psig Combustible : Residual Temperatura amb. : 20 °C

100°C

Temp. Condensado

6. Uso del condensador de 6. Uso del condensador de vaporvapor

se utiliza para obtener agua caliente se utiliza para obtener agua caliente aprovechando los vapores residuales de baja, aprovechando los vapores residuales de baja, enfrienfriáándolos usualmente con agua frndolos usualmente con agua fríía.a.EstEstáá formado por un depformado por un depóósito cilsito cilííndrico ndrico vertical, con varias entradas y salidas:vertical, con varias entradas y salidas:

Entrada de agua refrigerante.Entrada de agua refrigerante.Entrada vapor de baja presiEntrada vapor de baja presióón.n.Salida de agua condensada.Salida de agua condensada.Salida de incondensables.Salida de incondensables.

Gráfico No. 7Gráfico No. 7Torre para recuperación de calor por Torre para recuperación de calor por

condensación de vaporescondensación de vapores

Aguafría

Vapor

Vahos

Agua caliente

7. Usar vapor flash7. Usar vapor flash

El vapor flash El vapor flash óó revaporizado es un revaporizado es un vapor con las mismas caractervapor con las mismas caracteríísticas que sticas que un vapor vivo y se forma cuando un un vapor vivo y se forma cuando un condensado pasa de una presicondensado pasa de una presióón a otra n a otra inferior.inferior.La cantidad de vapor flash obtenida serLa cantidad de vapor flash obtenida serááigual al exceso de calor latente del vapor igual al exceso de calor latente del vapor a la presia la presióón inferior.n inferior.

GrGrááfico No. 8fico No. 8Vapor flash formado de condensado Vapor flash formado de condensado descargado a presidescargado a presióón atmosfn atmosfééricarica

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 20 40 60 80 100 120 140 160Presión en la trampa (psig)

% d

e V

apor

flas

h fo

rmad

o

8. Reducción de fugas de 8. Reducción de fugas de vaporvapor

Tabla No. 2Tabla No. 2PPéérdidas de vapor por fugasrdidas de vapor por fugas

Según longitud del penacho de vapor Según el tamaño de orificio (vapor a 100 psig)

Longitud (m) Kg/h Orificio (pulg) Kg/h

0,50 6 1/8 21

0,75 11 3/16 48

1,00 16 ¼ 77

1,25 26 3/8 186

1,50 38 ½ 318

1,75 66

2,00 104

2,25 161

9. Mantenimiento de trampas 9. Mantenimiento de trampas de vaporde vapor

Selección del tipo adecuado de trampa Selección del tipo adecuado de trampa para el servicio requerido.para el servicio requerido.Diseño adecuado de las tuberías de Diseño adecuado de las tuberías de drenaje de condensado.drenaje de condensado.Uso de filtros de protección para las Uso de filtros de protección para las trampas.trampas.Revisiones periódicas del funcionamiento Revisiones periódicas del funcionamiento de trampas y limpieza de filtros.de trampas y limpieza de filtros.Establecer el mantenimiento necesario Establecer el mantenimiento necesario para conservar el sistema trabajando en para conservar el sistema trabajando en las condiciones óptimas.las condiciones óptimas.

10. Mejorar el aislamiento10. Mejorar el aislamiento

Típicamente las calderas y sistemas de vapor Típicamente las calderas y sistemas de vapor en el país trabajan a una presión de 100 a 150 en el país trabajan a una presión de 100 a 150 psigpsig, , dondedonde las instalaciones desnudas tiene las instalaciones desnudas tiene temperaturas temperaturas entreentre 155 a 170 ºC aprox155 a 170 ºC aprox..SSe crean gradientes de temperatura con el aire e crean gradientes de temperatura con el aire exterior que producen pérdidas de energíaexterior que producen pérdidas de energía..El aislamientoEl aislamiento permitirá evitar que aproxpermitirá evitar que aprox.. un un 90% de la energía se pierda innecesariamente90% de la energía se pierda innecesariamente..EEs muchas veces suficiente y adecuado usar s muchas veces suficiente y adecuado usar aislamiento de fibra de vidrioaislamiento de fibra de vidrio..

Tabla No. 3Ahorro por mejora de aislamiento

Fuente: Auditoria energética Hospital de apoyo III Cayetano Heredia Piura ESSALUD

Item Descripción Unidad Unidad S.I.

1 Calor dejado de perder 109 633 333 kcal/año 458 706 MJ / año

2 Poder Calorífico inferior D2 33 000 kcal/gal 138 MJ / año

3 Ahorro de combustible 2 990 gal/año 11,32 m3 / año

4 Ahorro económico 3 260 US$/año 3 260 US $ / año