Condensado y vapor flashRecuperacin de energa y ahorro de agua

Purga de superficieControlador

Caldera

Sonda de conductividad

Vlvula Vlvula de purga

A la recuperacin de energa de purgas

Sistema de recuperacin de energa de purgas de superficieTanque de precalentamiento purgas Tanque flash

Cabezal de mezclado

Tanque deaereador

Intercambiador de calor de placas

Purga de fondoCasquete de venteoCalderaTanque acumulador de purgas de fondo

Lnea de purga

Sistema automtico de purga de fondoTemporizador de purga Indicador de final de carrera

Actuador neumtico con electrovlvula Vlvula de esfera

Tanque deaereador instrumentado

Sistema de Inyecin Control PNPN control valve with positioner

Controller

Pt100 temperature sensor

Por qu fallan las trampas ?

Desgaste

SuciedadCorrosin por condensado cido Golpe de ariete

Consecuencias de las fugas de vapor

Altos costos por prdidas de vapor vivo. Seguridad en el proceso. Como ejemplo: Cul es la prdida de energa por un orificio de 3 mm con vapor de 7 barm ?20 kg/h de vapor sern desperdiciados Para un ao de operacin con 8 700 horas (7 das a la semana, 3 turnos, 365 das), representa:

174 Toneladas de vapor

Ejemplo de fugas de vapor: Una fbrica de proceso tiene 200 trampas, de las cuales fallan anualmente el 10%. El promedio de medidas es DN20 (3/4). La planta opera con vapor de 6 barm y trabaja 12 horas al da, 6 das a la semana, 50 semanas al ao. Nmero de trampas con falla al ao: 20.

Medida de trampa (mm) Medida de orificio (mm)15 20 25 40 501000

3 5 7.5 10 12.512.5 mm 10 mm 7.5 mm 5 mm 3 mm

Vapor kg/h

400 200 100 40 20 10 4 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14

Presin de vapor barm

Ejemplo de fugas de vapor: Una planta de proceso tiene 200 trampas, de las cuales fallan anualmente el 10%. El promedio de medidas es DN20 (3/4). La planta opera con vapor de 6 barm y trabaja 12 horas al da, 6 das a la semana, 50 semanas al ao. Nmero de trampas con falla al ao: 20. Fuga de vapor (promedio): 50 kg/h. Considerando un 50% de prdida real: 25 kg/h. Se obtiene entonces: 20 x 25 x 3 600 = 1 800 000

1 800 ton de vapordesperdiciadas

Cmara sensoraFlujo Orificio de balance

Sensor Esta placa elimina las seales falsas causadas por flujo intermitente

El condensado fluye bajo el deflector

Trampa trabajando correctamenteEntrada Cmara sensora

Orificio El sensor se encuentra sumergido Deflector

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Luz verde

Condensado

11 12 13 14 15 16

Monitor automtico de trampas

Trampa con fuga de vaporCmara sensoraEntrada

El sensor queda expuesto

Orificio Deflector

Condensado1 2 3 4 5 6 7 8 9

Luz roja Monitor automtico de trampas

Luz roja

10 11 12 13 14 15 16

inundada por bloqueo TrampaCmara sensora Entrada

Orificio El sensor detecta: 1. Condensado 2. Baja temperatura Deflector

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Luz roja Monitor automtico de trampas

Luz mbar

12 13 14 15 16

Instalacin de la cmara sensora Spira-tecVlvulas de interrupcin Trampa

Filtro

Cmara sensora Spira-tec

Vlvula de retencin

Como influye la recuperacin de condensado en la purga de caldera Una fbrica genera 18 000 kg/h de vapor a 10 barm.(150 psi) El agua suavizada tiene 325 ppm de SDT. El condensado tiene una concentracin de 12 ppm de SDT. El nivel mximo en caldera es controlado a 3000 ppm de SDT

Sin recuperar el condensado la tasa de purga es: qpurga = Qvapor 325 ppm qpurga = (3000 - 325) ppm 18 000 kg/h qpurga = 2 187 kg/h

F B - F

Si se recupera el 40% del condensado:El agua de reposicin ( suavizada ) es solo el 60% ( 10 800 kg/h ) ( 10 800 kg/h )( 325 ppm ) + ( 7 200 kg/h )( 12 ppm ) = = ( 18 000 kg/h )( x ppm ) x = 200 ppm ( SDT en el agua entrando a la caldera )

200 ppm qpurga = (3000 - 200) ppm

18 000 kg/h

qpurga = 1 286 kg/h

Retorno de condensado3000

Energa total del vapor Entalpa de evaporacin

Entalpa (kJ/kg)

2500 2000

15001000

Energa en condensado500 0 0

Energa disponible en vapor flash

Energa en el condensado a presin atmosfrica1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Presin (Bar g)

El condensado tiene energa que se puede aprovechar fcilmente:1 como vapor flash al despresurizarlo 2 como calor latente en forma de agua caliente ya tratada

Calidad del vapor flash en la lneacondensado de vapor de 4 bar(60 psi)

100 kg de Vapor Flash 99.44% del Volumen Total

900 kg de Condensado 0.56 % del Volumen Total

Curva de vapor flashPresin en trampas barm Presin de vapor flash barm

15

2.5 2 1.5

1

0.5

0

1413 12 11 10 9 8 7

6 5 4 4 3 2 1 0

Presin atmosfrica

0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.22

10 %

kg vapor flash/kg condensado

Operacin de un tanque flashSalida de vapor flashvelocidad de salida baja para permitir separacinEntrada

Salida de condensado

Bomba operada por presin para recuperacin de condensado

Operacin de la bomba (llenado)Vlvula de alivio abierta. Vlvula de admisin cerrada. 1. Si hay suficiente columna de llenado, la bomba se comienza a llenar.

2. El llenado permite al flotador subir.Vlvula de retencin de entrada abierta La contrapresin mantiene la vlvula de retencin de salida cerrada.

Operacin de la bomba (descarga)Vlvula de admisin abierta. Vlvula de alivio cerrada. 1. La elevacin del flotador dispara el mecanismo cerrando la vlvula de alivio y abriendo la de admisin. 2. El cuerpo de la bomba se presuriza y la contrapresin es rebasada. 3. La bomba se vaca.

Vlvula de retencin de salida abierta

Dimensionamiento: puntos a considerarProcesos kg/h Presin en la tubera de condensado

Receptor

Altura Vapor motriz

Elevacin

Bomba

Extraccin de condensado

Para sistemas que presentan condiciones de anegamiento

Slo instalar una trampa no es suficiente

Anegamiento en intercambiadores El anegamiento de intercambiadores ocasiona: Disminucin de transferencia energtica Vlvula de control errtica Problemas en la calidad del producto Corrosin Golpe de ariete Deformacin y dao de placas Estrs trmico en equipo y tuberas.

El sobredimensionamiento de los intercambiadores de placas ocasiona estancamiento a mayores condiciones de carga

Como opera la APT 14 (1)

El condensado entra al cuerpo de la bomba trampa a travs de la vlvula de retencin (1)Esto causa que los flotadores se eleven

PE

1

PS

2

Los flotadores estn unidos al mecanismo de trampeo (2) Si la presin de entrada (PE) es suficiente para vencer a la contrapresin (PS), el condensado es descargado

Como opera la APT 14 (2) Si

la presin de entrada es menor que la contrapresin, una trampa tradicional se estancar Entonces el condensado inundar al equipo Con la APT14 el condensado simplemente inundar la cmara

Como opera la APT 14 (3) Los

flotadores se levantan hasta que el mecanismo de cambio de vlvulas opera La vlvula de admisin del medio impulsor se abre mientras la vlvula de alivio se cierra

Como opera la APT 14 (4)

El mecanismo de accin rpida asegura el cambio inmediato entre el modo de trampa y el modo de bomba. Al entrar el vapor motriz a la ATP14 se incrementa la presin por arriba de la contrapresin. El condensado es forzado a salir por la vlvula de la trampa hacia el sistema de retorno.

Como opera la APT 14 (5) Cuando

el nivel de condensado disminuye ... Los flotadores accionan el mecanismo de cambio de vlvulas Ocasionando que la vlvula de admisin se cierre y se abra nuevamente la de venteo

Como opera la APT 14 (6)

La presin es aliviada a travs de la vlvula de venteo hacia el sistema Al igualarse la presin de la bomba-trampa con la del sistema, el condensado entra nuevamente al cuerpo Al mismo tiempo, la vlvula de retencin de esfera a la salida evita que el condensado bombeado regrese Entonces el ciclo de bombeo o trampeo se reinicia

Extraccin de condensado en intercambiadores de placas

Extraccin de condensado en tanques de proceso

No puedes controlar aquello que no puedes medir

Lord Kelvin

Al medir el vapor podemos mejorar:LA EFICIENCIA DE LA PLANTA LA EFICIENCIA EN EL USO DE LA ENERGIA EL CONTROL DE PROCESOS LOS COSTOS Y LA FACTURACION

VAPOR

ENERGIACOMBUSTIBLES

Instalacin de un medidor de vapor5 7

6

9

1

4

8

1.- Unidad de medicin 2.- Transmisor de presin diferencial 3.- Computadora de caudal 4.- Separador de humedad. 5.- Vlvula de interrupcin. 6.- Filtro tipo y. 7.- Vlvula de retencin. 8.- Sensor de presin 9.- Sensor de temperatura

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