INSTALACIONES DE VAPOR Y CALDERAS

Transcripción

1 INSTALACIONES DE VAPOR Y CALDERAS

2 QUÉ ES EL VAPOR? Es un fluido utilizado para proporcionar fuerza motriz y energía calorífica Es el medio natural más eficiente de transferencia de calor en la industria El vapor es incoloro, inodoro y estéril.

3 DÓNDE SE USA EL VAPOR? En la actualidad se usa como fuerza motriz en la producción de energía eléctrica (turbinas) Como medio de transferencia de calor existen multitud de industrias: Petroquímica, Química, Farmacéutica, Metalúrgica, Naval, Textil, Papelera, Cervecera, Tabacalera, Alimentación, Bebidas, Caucho, Servicios, etc En procesos muy diversos: Calentar, evaporar, fundir, esterilizar, secar, humidificar, cocinar, lavar, planchar, vacío, etc.

4 PORQUÉ SE USA EL VAPOR? Para su producción se utiliza agua: Abundante, Barata, Fácil de obtener Es muy controlable: A cada presión le corresponde una temperatura, una energía específica, un volumen específico Transporta cantidades de energía elevadas por unidad de masa: Menor superficie de intercambio en los procesos y menor cantidad de fluido usado Es estéril y de fácil distribución y control.

5 CALIDAD DEL VAPOR Vapor Saturado No contiene gotas de agua líquida Vapor Húmedo Contiene gotas de agua Aumenta la erosión y reduce la transferencia de calor Vapor Sobrecalentado Temperatura por encima del vapor saturado Se utiliza habitualmente para turbinas Es importante que el vapor utilizado para procesos sea lo más seco posible

6 ELIMINACIÓN DE AGUA Y AIRE EN EL VAPOR Solución a los problemas de agua y aire: Purgadores Eliminadores Son válvulas automáticas que abren en presencia de agua o aire y cierran con vapor Eliminador aire Eliminador aire Purgador Purgador Marmita Final tubería

7 CIRCUITO TÍPICO DE VAPOR Marmita Vapor Vapor Depósito con serpentín Condensado Intercambiador Aportación agua Alimentación agua Condensado Caldera Bomba. Tanque alimentación

8 INSTALACIONES DE VAPOR El vapor debe estar disponible en el punto de uso satisfaciendo los siguientes factores: Cantidad suficiente Presión y temperatura correcta Libre de aire y gases incondensables Limpio Seco.

9 CALDERAS DE VAPOR La caldera es el equipo que convierte agua en vapor aplicando calor De su correcta elección y equipamiento depende en buena parte el rendimiento total del sistema Hay dos tipos de calderas, según la disposición de los fluidos: Pirotubulares Acuotubulares.

10 CALDERAS PIROTUBULARES Calor por el interior de los tubos Agua por el exterior de los tubos Para presiones máximas de 20 bar y consumos hasta 30 T/h Son económicas, de alto rendimiento y fácil mantenimiento. Gases de combustión Quemador Cámara de evaporación 2º paso (tubos) 1º paso (horno) Vapor

11 CALDERAS ACUOTUBULARES Calor por el exterior de los tubos Agua por el interior de los tubos Domo superior Vapor Agua Son más seguras Se usan normalmente para presiones altas. Calor Domo inferior

12 EQUIPAMIENTO CALDERAS Los objetivos del equipamiento de una caldera son: Funcionamiento Seguridad Eficiencia.

13 EQUIPAMIENTO POR FUNCIONAMIENTO Sistema control nivel de agua Bomba alimentación agua Quemador combustible Presostatos Válvulas interrupción, Manómetros, etc.

14 EQUIPAMIENTO POR SEGURIDAD Indicadores de nivel Alarmas de nivel Válvulas de seguridad Válvulas de retención alimentación agua Presostato Normativas de construcción y ubicación.

15 EQUIPAMIENTO POR EFICIENCIA Tratamiento del agua de alimentación Control purgas de caldera Recuperación de calor en las purgas Control de la combustión Recuperación de calor en los humos de combustión.

16 TANQUE DE ALIMENTACIÓN - EFICAZ Cabezal mezclador y desaireador Venteo Control de nivel Agua de aportación Revaporizado de las purgas Control de temperatura Tanque alimentación Retorno de condensados Sistema de recirculación a Caldera

17 PRODUCCIÓN DE VAPOR Vapor limpio y seco Agua de alimentación con impurezas Acumulación de impurezas en la caldera Eliminación de impurezas.

18 PRODUCCIÓN DE VAPOR (EJEMPLO) Producción vapor: kg / h Agua alimentación con: 250 ppm = 0,25 gr / litro Acumulación de impurezas: 1 Hora: 0,25 x = 2,5 kg 10 Horas: 2,5 x 10 = 25 kg 100 Horas:2,5 x 100 = 250 kg Cómo evitarlo? PURGANDO Cuanto? Cómo?

19 CUANTO PURGAR? (EJEMPLO) Agua alimentación con: 250 ppm = 0,25 gr/litro Producción vapor: kg/h Valor de sales recomendado: Entre 2000 y 4000 ppm (dependiendo de la caldera) ppm(entrada) x Producción 250 x Cantidad purga = = = 909 kg/h ppm (deseado) ppm (entrada) Pérdidas de energía + Purga Pérdidas de agua Pérdidas de tratamiento Aumento de sales Purga Aumento de espumas Arrastres de agua con vapor

20 CÓMO PURGAR LA CALDERA? Sonda conductiva Controlador Válvula control purga Enfriador de muestras.

21 PURGA DE FONDOS TEMPORIZADA Válvula con actuador neumático Temporizador

22 DISTRIBUCIÓN DEL VAPOR Vapor alta presión Vapor de caldera Separador Eliminador Aire Estación reductora presión Distribuidor vapor Sistema de purga La distribución a alta presión tiene las siguientes ventajas: Tubería de vapor mas pequeña con menor pérdida de calor y coste de material En los procesos con presión mas baja, la reducción mejora la calidad del vapor La caldera tiene mayor rendimiento trabajando con presión alta.