Retorno de condensado y vapor
flash
Por qu retornar el condensado?
Por qu retornar el condensado?
El condensado es un recurso muy valioso, ya que est integrado por:
Agua = condensacin del vapor ya utilizado
Tratamiento = es un agua muy limpia que no requiere tratamiento ya que el contenido de SDT es muy bajo
Energa = calor sensible
Por qu retornar el condensado?
El retornar el condensado a la casa de calderas reduce el consumo de agua, costo de tratamiento y genera un ahorro de energa
Por cada 6C de incremento en la temperatura del agua de alimentacin a la caldera tendremos un 1% de ahorro de combustible
Por qu retornar el condensado?
Veamos el ejemplo siguiente:
Una caldera que genera vapor a 10 barmusando combustleo ligero
Temperatura inicial del agua de reposicin = 20C
Temperatura final del agua de reposicin = 80C
Las condiciones del vapor a esta presin son:
Calor latente = 478.2 kcal/kg
Calor sensible = 185.6 kcal/kg
Calor total = 663.9 kcal/kg
Por qu retornar el condensado?
A 20C la cantidad de calor requerido para generar 1 kg de vapor es de:
663.9 kcal/kg (1 kcal/kg C)(20-0) C = 643.9 kcal/kg
A 80C la cantidad de calor requerido para general 1 kg de vapor es de:
663.9 kcal/kg (1 kcal/kg C)(80-0) C = 583.9 kcal/kg
Siendo el poder calrico del combustleo ligero 9,600 kcal/kgCon agua a 20C (9,600 kcal/kgcomb)/(643.9 kcal/kgvap) = 14.9 kgvaporCon agua a 80 C (9,600 kcal/kgcomb)/(583.9 kcal/kgvap) = 16.4 kgvapor
Esto representa un ahorro de 10% en consumo de combustible por un incremento de 60C en el agua de alimentacin
Sistema de vapor simple sin retorno de condensado
Trampa para vapor
Descarga a drenaje
Caldera
Calor
Bomba de alimentacin
Tanque de alimentacin Vlvula de
control
15 C
Alimentacin de agua (15 C)
Vapor8 barm
Tratamiento
Planta
Por qu retornar el condensado?
Trampa para vapor
Caldera
Calor
Bomba de Alimentacin
Vlvula de Control
Vapor8 bar g
Bomba de condensado
90 C Retorno de condensado
90 C
Tanque de Alimentacin
Planta
Tanque
Por qu retornar el condensado?
Sistema de vapor simple con retorno de condensado
Informacin requerida para evaluar el retorno de condensado
1) Cul es la cantidad de condensado total a ser retornado?
Definido de acuerdo al consumo de las mquinas que se integrarn al retorno de condensado informacin del fabricante o medicin directa en campo
2) Cul es el costo del combustible usado en caldera?
3) Cul es el rgimen de operacin (horas/mes)?
4) Cul es la temperatura actual del agua de reposicin?
5) Cul es el costo estimado por m3 de agua tratada?
Ahorro (comb)= (a) x (b) x (f) x calor especfico x (g) (h)
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Ahorro de combustible
a) Caudal de condensado a ser retornado 8,000 kg/h
b) Horas de operacin anual (24h/da 30 das/mes) 8,640 h/ao
c) Costo estimado de agua tratada (incluyendo costo de
productos qumicos)
$ 24.00 / m3
d) Temperatura del condensado a retornar 90C
e) Temperatura del agua de reposicin actual 30C
f) Incremento de temperatura del agua de reposicin 60C
g) Costo medio del combustible $ 4.05 /kg
h) Energa proporcionada por el combustible 33,600 kJ/kg
Ahorro (comb)= (8,000 kg/h)(8,640 h/ao)(60C)(4.186 kJ/kgC)($4.05/kg) (33,600 kJ/kg)
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Ahorro de combustible
a) Caudal de condensado a ser retornado 8,000 kg/h
b) Horas de operacin anual (24h/da 30 das/mes) 8,640 h/ao
c) Costo estimado de agua tratada (incluyendo costo de
productos qumicos)
$ 24.00 / m3
d) Temperatura del condensado a retornar 90C
e) Temperatura del agua de reposicin actual 30C
f) Incremento de temperatura del agua de reposicin 60C
g) Costo medio del combustible $ 4.05 /kg
h) Energa proporcionada por el combustible 33,600 kJ/kg
Ahorro (comb)=
Ahorro de combustible
a) Caudal de condensado a ser retornado 8,000 kg/h
b) Horas de operacin anual (24h/da 30 das/mes) 8,640 h/ao
c) Costo estimado de agua tratada (incluyendo costo de
productos qumicos)
$ 24.00 / m3
d) Temperatura del condensado a retornar 90C
e) Temperatura del agua de reposicin actual 30C
f) Incremento de temperatura del agua de reposicin 60C
g) Costo medio del combustible $ 4.05 /kg
h) Energa proporcionada por el combustible 33,600 kJ/kg
Ahorro (comb)= $ 174,376.80 mensaules
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Ahorro de agua tratada
a) Caudal de condensado a ser retornado 8,000 kg/h
b) Horas de operacin anual (24h/da 30 das/mes) 8,640 h/ao
c) Costo estimado de agua tratada (incluyendo costo de
productos qumicos)
$ 24.00 / m3
d) Temperatura del condensado a retornar 90C
e) Temperatura del agua de reposicin actual 30C
f) Incremento de temperatura del agua de reposicin 60C
g) Costo medio del combustible $ 4.05 /kg
h) Energa proporcionada por el combustible 33,600 kJ/kg
Ahorro (agua)= (a) x (b) x (c) 1,000 lt/ton
Ahorro (agua)= (8,000 kg/h)(8,640 h/ao)($24.00/m3)
1,000 lt/ton
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Ahorro de agua tratada
a) Caudal de condensado a ser retornado 8,000 kg/h
b) Horas de operacin anual (24h/da 30 das/mes) 8,640 h/ao
c) Costo estimado de agua tratada (incluyendo costo de
productos qumicos)
$ 24.00 / m3
d) Temperatura del condensado a retornar 90C
e) Temperatura del agua de reposicin actual 30C
f) Incremento de temperatura del agua de reposicin 60C
g) Costo medio del combustible $ 4.05 /kg
h) Energa proporcionada por el combustible 33,600 kJ/kg
Ahorro (agua)=
Ahorrototal (aguatratada+ combustible) con la implementacindel
retorno de condensado:
Ejemplo de ahorro en retorno de condensado
Retorno de condensado
Tuberas de condensado
Tuberas de retorno de condensado
Tuberas de condensado
Bombas mecnicas de condensado
Admisso
Funcionamiento:
Admisin
Bombas mecnicas para condensado
Admisso
Funcionamiento:
Admisin
Bombas mecnicas para condensado
Admison de vapor
Salida
Funcionamiento:
Admisin de vapor
Bombas mecnicas para condensado
Salida
Venteo
Funcionamiento:
Salida de venteo
Bombas mecnicas para condensado
file:///J:/../../HTJ respaldo/Capacitacion/Distribuicion/Pivotrol.aviSistemas de bombeo
Sistema ensamblado dplex bomba-trampa
Remocin de condensado de intercambiadores de calor
Instalaciones tpicas
Remocin de condensado en equipos de vaco
Instalaciones tpicas
Remocin de condensado de radiadores de aire
Instalaciones tpicas
Control de Temperatura
Alimentacin de Vapor
Trampa de flotador
Bomba mecnica
Intercambiador de Calor
Alimentacin a bomba
Control efectivo del condensado
Sistemacerrado
Venteo como tubo de equilibrio
Sistema de deteccin de contaminacin de condensado CCD
Evita la contaminacin de producto y daos a la caldera
Consumo mnimo de energa
Reduccin del costo de tratamiento de agua
Permite lectura continua en el punto de salida con seal para el
registrador grafico
El sensor de compensacin de temperatura proporciona
resultados precisos de la lectura de conductividad
Sistema de deteccin de contaminacin de condensado CCD
Tanques de alimentacin e
inyectores
Agua
saturada
Vapor Flash
Fugasde
Vapor
Componentes de la lnea de retorno de condensado
Solubilidad del oxgeno en el agua
El oxgeno es nuestro enemigo y debe ser
eliminado
Temperatura del agua C
Co
nte
nid
o d
e o
xge
no
pp
m
Ganancia de temperatura en el tanque de alimentacin de la caldera
Steam Hot
water
Cold water
Cold water
Tanques de condensado - presurizado
Tanque de condensado - atmosfrico
Instalacin de inyectores
Inyeccin de condensado en tanque
Nmero de inyectores
N x Di2 = Dt
2
Donde:
Di = Dimetro equivalente del inyector
Dt = Dimetro equivalente del tubo
Por lo tanto N = Dt2/Di
2
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=inyector+de+vapor+spirax+sarco&source=images&cd=&cad=rja&docid=wAUK499f43X3zM&tbnid=ojUjuHCIOX7JeM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.spiraxsarco.com/es/products-services/products/boiler-controls-and-systems/steam-injectors.asp&ei=d4A5UZTIOITg2QW1-oBw&bvm=bv.43287494,d.b2I&psig=AFQjCNGrDDdit3z33PrV_gJhWybQW-Wlxw&ust=1362809326549644http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=inyector+de+vapor+spirax+sarco&source=images&cd=&cad=rja&docid=wAUK499f43X3zM&tbnid=ojUjuHCIOX7JeM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.spiraxsarco.com/es/products-services/products/boiler-controls-and-systems/steam-injectors.asp&ei=d4A5UZTIOITg2QW1-oBw&bvm=bv.43287494,d.b2I&psig=AFQjCNGrDDdit3z33PrV_gJhWybQW-Wlxw&ust=1362809326549644Beneficios del inyector sobre el tubo perforado
Evita los golpes de ariete
Evita prdidas de vapor por el tamao de burbuja
Gran vida til
Bajo nivel de ruido
Baja vibracin
VS
http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=inyector+de+vapor+spirax+sarco&source=images&cd=&cad=rja&docid=wAUK499f43X3zM&tbnid=ojUjuHCIOX7JeM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.spiraxsarco.com/es/products-services/products/boiler-controls-and-systems/steam-injectors.asp&ei=d4A5UZTIOITg2QW1-oBw&bvm=bv.43287494,d.b2I&psig=AFQjCNGrDDdit3z33PrV_gJhWybQW-Wlxw&ust=1362809326549644http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=inyector+de+vapor+spirax+sarco&source=images&cd=&cad=rja&docid=wAUK499f43X3zM&tbnid=ojUjuHCIOX7JeM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.spiraxsarco.com/es/products-services/products/boiler-controls-and-systems/steam-injectors.asp&ei=d4A5UZTIOITg2QW1-oBw&bvm=bv.43287494,d.b2I&psig=AFQjCNGrDDdit3z33PrV_gJhWybQW-Wlxw&ust=1362809326549644Es el momento en que la presin aguas arriba y
aguas debajo de la trampa son iguales.
P1 = P2
Diferencial de presin= CERO
stallpoint
Temperatura abajodel punto de ajuste
P1 > P2
Vlvula de control abierta
Estancamiento por baja presin interna
Temperatura cerca al punto de ajuste
P1 = P2
Vlvula de control modulando
Estancamiento
Estancamiento por baja presin interna
Temperatura enSet Point
P1 < P2
Vlvula de control cerrando
Sistema inundado
Estancamiento por baja presin interna
Temperatura abajo del punto de ajuste
P1 > P2
Vlvula de control abre por cada de temperatura
Estancamiento por baja presin interna
Temperatura abajodel punto de ajuste
P1 > P2
Vlvula de control abierta
Estancamiento por baja presin interna
Cul es la solucin al estancamiento?
La condicin de estancamiento se presenta en:
Intercambiadores con alta contrapresin
Descarga de condensados en la altura
Control modulante de temperatura
Intercambiadores sobredimensionados
Vlvula de Control
Retorno de
Condensado
Vapor
Producto
Producto
Trampa
Solucin al estancamiento
Vlvula de Control
Retorno de
Condensado
Bombeo de Condensado
Trampa
Vapor
Producto
Producto
Solucin al estancamiento
Retorno de
Condensado
Vapor
Vlvula de ControlProducto
Producto
Bombeo de
Condensado
Trampa
Solucin al estancamiento
Retorno de
Condensado
Vapor
Vlvula de ControlProducto
Producto
Bombeo de
Condensado
Trampa
Solucin al estancamiento
Retorno de
Condensado
Vapor
Vlvula de ControlProducto
Producto
Bombeo de Condensado
Trampa
Solucin al estancamiento
STALL-Bombeamento.MPGSTALL-Bombeamento.MPGCmo detectar la condicin de estancamiento
Inestabilidad en el control de la temperatura
Golpe de ariete o ruido en el interior del intercambiador
Corrosin interna de los tubos casi siempre en la misma zona del tubo
Grfico de estancamiento
Bomba trampa
Ps
Pb Ps
Sada de fluido secundrio
Entrada de fluido
secundrioAPT14
Ps
Pb Ps
Sada de fluido secundrio
Entrada de fluido
secundrioAPT14
Cmo se conecta la sistema?
Salida de fluido secundario
Entrada de fluido
secundario
El condensado entra enelcuerpoa travs de la vlvula Estoprovoca ellevantamientode losflotadores
stosestnconectados al mecanismo de la trampa
Si la presines suficiente para vencer lacontrapresin, elcondensado es descargadopor la vlvula
Funcionamiento
Si la presindel sistema es inferior a la contrapresin, una trampaconvencional entraraenestancamiento
El condensado se acumularaenel sistema
Conla bomba-trampaelcondensado llenarelcuerpo
Funcionamiento
Los flotadoresse elevanhasta que elmecanismo de labomba se activa
La vlvula de admisinde vapor se abre mientrasla vlvula de alivio de vapor se cierra
Funcionamiento
La rpida accindel mecanismo garantizaun rpido cambio de modo trampaa modo bomba
Conla vlvula de admisinabierta, la presininterna de labomba-trampase eleva por encima de la contrapresin
El condensado se veobligadoa salira travs de la vlvula de latrampahaciala lnea de retorno de condensado
Funcionamiento
Cuandoel nivelde condensado cae, losflotadoresdesciendeny cambiannuevamenteelmecanismo de lasvlvulas, abriendoel desfoguey cerrando la admisinde vapor
Mientrasla presinno seasuficiente para vencer lacontrapresin, elmecanismo de bomba estar funcionando
Funcionamiento
Al ser liberada la presindel cuerpo, permite elingresode condensado, repitindoseel ciclo hasta que la presindelcondensado puedaoperar la trampade forma normal
Funcionamiento
Remocin de condensado de radiadores de aire de etapas mltiples
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