proyectos 2013-5 recuperacion de condensado y flash

Retorno de condensado y vapor

flash

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


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


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


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


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


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)






productos qumicos)

$ 24.00 / m3






Ahorro (comb)=





productos qumicos)

$ 24.00 / m3






Ahorro (comb)= $ 174,376.80 mensaules



Ahorro de agua tratada




productos qumicos)

$ 24.00 / m3






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


Ahorro de agua tratada




productos qumicos)

$ 24.00 / m3






Ahorro (agua)=

Ahorrototal (aguatratada+ combustible) con la implementacindel

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

Admison de vapor

Salida

Funcionamiento:

Admisin de vapor


Salida

Venteo

Funcionamiento:

Salida de venteo

file:///J:/../../HTJ respaldo/Capacitacion/Distribuicion/Pivotrol.avi

Sistemas de bombeo

Sistema ensamblado dplex bomba-trampa

Remocin de condensado de intercambiadores de calor

Instalaciones tpicas

Remocin de condensado en equipos de vaco


Remocin de condensado de radiadores de aire


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=1362809326549644

Beneficios 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=1362809326549644

Es 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


Temperatura enSet Point

P1 < P2

Vlvula de control cerrando

Sistema inundado


Temperatura abajo del punto de ajuste

P1 > P2

Vlvula de control abre por cada de temperatura


Temperatura abajodel punto de ajuste

P1 > P2

Vlvula de control abierta


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


Retorno de

Condensado

Vapor

Vlvula de ControlProducto

Producto

Bombeo de

Condensado

Trampa


Retorno de

Condensado

Vapor

Vlvula de ControlProducto

Producto

Bombeo de Condensado

Trampa

STALL-Bombeamento.MPGSTALL-Bombeamento.MPG

Cmo 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

Aplicaciones

Remocinde condensado de equiposque trabajana vaco

Aplicaciones

Remocinde condensado en equiposconserpentn

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Remocinde condensado de intercambiadoresde tubo y coraza

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Remocinde condensado de intercambiadoresde placas

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