Como todo en nuestras vidas, siempre nos enfrentamos a acontecimientos y cosas buenas, muy buenas y malas o ¡muy malas! Por supuesto, siempre intentamos hacer y dar lo mejor para que las cosas buenas o muy buenas prevalezcan en nuestro día a día, desequilibrando nuestro estado de ánimo y haciéndonos mejores y más grandes!
Si, por el contrario, dejamos las cosas y acontecimientos malos a merced de la vida cotidiana, nuestra vida siempre estará comprometida por ellos. Puede parecer una exageración, pero los resultados que obtengamos siempre dependen de cada uno de nosotros para que las cosas se hagan correctamente y mejoren nuestra vida.
Estos resultados dependen de una dosis de conocimiento, una dosis de previsibilidad, una dosis de sentido común y una gran dosis de buena voluntad y optimismo.
En un sistema de vapor contamos con la participación de productos mecánicos, eléctricos o electrónicos, neumáticos, hidráulicos, insumos diversos como agua, tratamiento de agua, combustible y cálculos y dimensionamiento termodinámico. Finalmente, la plantilla debe coordinar y dirigir todo esto y conseguir que al final de cada jornada laboral siempre prevalezcan las cosas buenas. Este juego debe ser beneficioso para todos los involucrados en el proceso industrial, desde el empleado que se encarga de la limpieza hasta el presidente de la junta directiva o el propietario del negocio. Cada persona es responsable dentro de sus responsabilidades.
Este artículo presenta algunas pequeñas cosas consideradas malas o comprometedoras, que pueden suceder diariamente en un sistema de vapor y que pueden ser fuente de grandes pérdidas en un proceso industrial genérico, interfiriendo directamente con el éxito de todos y los resultados del negocio. ¡Predecir y evitar que sucedan depende de usted!
Adoptamos los DATOS DEL SISTEMA que se indican a continuación, los cuales sirvieron de base para los cálculos, aunque no necesariamente reflejan la situación y condiciones reales encontradas en campo.
Es un sistema de vapor relativamente pequeño con 8 CASOS comunes de ocurrencias que resultan en pérdidas de energía y para las cuales las acciones son relativamente simples.
DATOS DEL SISTEMA DE VAPOR ANALIZADOS:
*Caldera de vapor: Saturada Seca
* Capacidad de Generación: 2.500 kg/h
* Eficiencia: 90%
* Régimen de Operación: 16 h/d, 330 d/año = 5.280 h/año
* Presión de Generación: 8 kg/cm2
* Entalpía del vapor (E térmica) P = 8,0 kg/cm2 : Ct = 662,0 kcal/kg, Cl = 485,6 kcal/kg y Cs = 176,4 kcal/kg
* Entalpía del vapor (E térmica) P = 3,0 kg/cm2: Ct = 653,4 kcal/kg, Cl = 509,8 kcal/kg y Cs = 143,6 kcal/kg
* Temperatura del agua de alimentación: 60°C (60 kcal/kg)
* Combustible: Leña 30% humedad, 450 kg/m3, (PCI)=3.000 kcal/kg, 1.350.000 kcal/m3
* Combustible: Leña 12% humedad, 500 kg/m3, (PCI)=3.600 kcal/kg, 1.800.000 kcal/m3
* Costo Combustible: U$ 30,00/m3
* Descarga inferior requerida: 75 l/h (3% hipotético)
COSTOS
* Producción de vapor P = 8,0 kg/cm2 :1.350.000 kcal/m3 : (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3
* Costo de Generación de Vapor: P = 8,0 kg/cm2 => U$/kg de vapor = 0,0148
* Producción de vapor P= 3,0 kg/cm2 :1.350.000 kcal/m3 : (653,4-60) kcal/kg x 0,90 = 2.528 kg/m3 P = 3,0 kg/cm2 => U$ 0,0118/kg de vapor
* Coste de generación de agua saturada: 1.350.000 kcal/m3: (176,4-60) kcal/kg x 0,90 = 10.438,1 kg/m3
* Costo de Generación de Agua: P= 8,0 kg/cm² => U$/kg agua = 0,0029
CASO 01 – Ver Figura 01
Ejemplo de trampa de tipo termodinámico que tiene un consumo operativo de 3,5 kg/h de vapor (hecho real), sin fugas (considerada aquí una trampa nueva).
3,5 kg/h x 5.280 h/año x U$ 0,0148/kg = PÉRDIDA = U$ 273,50/año + costo del agua y su tratamiento;
¡En una sola trampa!
CASO 02 – Ver Figura 02
Eliminación del exceso de agua mediante vertidos de fondo o superficiales en calderas Eliminación del 10% en lugar del 4% de la generación.
2.500 l/h x (10% - 4%) = (250 – 100) = 150 l/h x U$ 0,0029 x 5.280 h/año PÉRDIDA = U$ 2.280,96 / año y el costo del tratamiento del agua! PÉRDIDA = 150 l/h x 5.280 h/año = ¡792.000 litros de agua al año!
CASO 03 – Ver Figura 03
Falta de aislamiento térmico en tubería de vapor de Ø 2”.
Ejemplo: Para un tramo de 5 metros de longitud => Pérdida 306 kcal/m.h
306 kcal/m.h x 5m x 5.280 h/año = 8.078.400 kcal/año: (662-60) kcal/kg = 13.419,27 kg/año de vapor x U$ 0,0148/kg PÉRDIDA = U$ 198,60/año
¡Además de los inevitables problemas de erosión en tuberías y accesorios!
CASO 04 – Ver Figura 04
Reducción de la presión de vapor en los equipos:
Ej.: (8,0 kg/cm2 x 3,0 kg/cm2), calentando 1.000 l/l de agua, T1 = 25°C y T2 = 75°C:
Consumo P = 8,0 kg/cm2 = 1.500 l/h x 1 kcal/kg x (75 – 25)°C / 485,6 kcal/kg = 155,4 kg/h 155,4 kg/h x U$ 0,0148/ kg = U$ 2,30/ h
Consumo P = 3,0 kg/cm2 = 1.500 l/h x 1 kcal/kg x (75 – 25)°C / 509,8 kcal/kg = 147,1 kg/h 147,1 kg/h x U$ 0,0118 / kg= U$ 1,74/ h
PÉRDIDA = (11,50 – 8,68) R$/h x 5.280 h/año = U$ 14.889,60/año
CASO 05 – Ver Figura 05
Leña seca 12% humedad x Leña húmeda 30% humedad.
* Leña seca: 1.800.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.691 kg/m3
* Leña húmeda: 1.350.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3
* Economía de Generación: 2.500 kg/h: 2.691 kg/m3 = 0,929 m3 /h
2.500 kg/h: 2.018 kg/m3 = 1.239 m3/h
* (1.239 - 0.929) m3/h x 5.280 h/año x U$ 30,00/m3
PÉRDIDA = U$ 49.104,00 / año
CASO 06 – Ver Figura 06
Fuga por orificio de 2 mm con presión de 8,0 kg/cm2.
* Área del hoyo = 0.00000314 m2
* Coeficiente de Flujo Kv = 0,07993
* Pérdida de vapor = 8,33 kg/h
* 8,33 kg/h x 5.280 h/año x U$ 0,0148/kg
PÉRDIDA = U$ 650,94 / año
CASO 07 – Ver Figura 07
Escala de 4 mm en los tubos de la caldera (aislamiento térmico) => 10% de aumento en el consumo de combustible:
* Leña 30% humedad: 1.350.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3
* Generación anual: 2.500 kg/h: 2.018 kg/m3 = 1,24m3 /h x 5.280 h/año = 6.541 m3 /año
* 6.541 m3 / año x 10% = 654,1 m3 / año x R$ 30,00/m3
PÉRDIDA = U$ 19.623,00/año!
CASO 08
El condensado no regresa.
¡Por cada 6°C de aumento de temperatura en el agua de alimentación de la caldera, ahorramos un 1% en combustible! Si en lugar de alimentar la caldera con agua a 40°C, la alimentamos a 60°C:
* Producción de vapor P=8,0 kg/cm2 : 1.350.000 kcal/m3 : (662-40)kcal/kg x 0,90 = 1.953,3 kg/m3
* Producción de vapor P=8,0 kg/cm2 : 1.350.000 kcal/m3 : (662-60)kcal/kg x 0,90 = 2.018,3 kg/m3
* (1.953,3 : 2.018,3 – 1) x 100 = 3,22%
* Generación anual: 2.500 kg/h : 1.953,3 kg/m3 = 1,28 m3 /h x 5.280 h/año x 3,22% = 217,6 m3 /año
PÉRDIDA = 217,6 m3/año x U$ 30,00/m3 = U$ 6.528,00/año!
Artículo cedido amablemente por el Ingeniero Diego Bevilacqua de Termyka Racionalización, Recuperación y Aprovechamiento de la Energía.
Contactos:
diego@termyka.com.br
+55 (11) 99797-7297
