La calidad del vapor en los sistemas tiene un rol importante en el rendimiento y la eficiencia de la caldera, la confiabilidad de la producción y la longevidad de la propia maquinaria. Las mejoras del sistema de vapor pueden ahorrar un 10% o más en los costes de combustible dentro de una instalación industrial típica.
El vapor es una forma efectiva de transferir energía, pero se requiere mucho conocimiento para garantizar que el sistema se instale correctamente y funcione de la manera más eficiente posible, por lo que no controlar la humedad en el vapor puede causar daños graves en las tuberías, válvulas y otros dispositivos de control.
Cuánto más seco esté el vapor, más energía se contiene dentro del proceso de entrega de vapor y, por supuesto, hay más calidad. Las aplicaciones del vapor industrial influyen directamente en los estándares de calidad del vapor en los sistemas y estos son los pasos a seguir para alcanzar un nivel de calidad adecuado:
- Medir el uso de vapor y los costes.
- Gestionar el problema de la raíz (calidad del agua).
- Optimizar el diseño del sistema de caldera.
- Emplear las mejores prácticas de mantenimiento.
En tal sentido, mantener la calidad del vapor en los sistemas va directamente relacionado con la pureza del vapor, por lo que, si no se presta una adecuada atención al tratado del mismo en las plantas, pudieran causar los siguientes efectos contraproducentes:
- Reducción en la transferencia de calor, por lo tanto, menos energía utilizable está siendo entregada al equipo de proceso de vapor.
- Falla prematura en las válvulas, debido a que el líquido que pasa a través de las válvulas de control de vapor erosionará las partes internas de las válvulas.
- Reducción de la vida útil en los componentes internos de las turbinas.
- Los sistemas de vapor generalmente no están diseñados para acomodar el líquido adicional en vapor y un líquido adicional crea la posibilidad de que ocurra un martillo de agua o golpe de ariete en tuberías de vapor: causas y efectos.
Una vez dicho esto, veamos los 4 pasos para alcanzar un nivel de calidad del vapor en los sistemas:
- Entender la aplicación
La calidad del vapor en los sistemas varía según la aplicación; es decir, dependerá del uso que se le dé. Si se usa para conducir una turbina, es una gran preocupación porque hay un límite aceptable de la cantidad de sílice/sólidos que se pueden transportar y una vez que una turbina está cubierta con sólidos, es menos eficiente y tiene más peso.
Del mismo modo, en aplicaciones alimentarias, es fundamental mantenerla porque involucra productos de consumo que afectan la salud humana y animal. Pero, para calentar edificios o inyectar en las arenas petrolíferas y extraer crudo es mucho menos preocupante.
Las mayores amenazas para el tratado del vapor son el mantenimiento y la falta de conocimiento en cuanto al funcionamiento y operabilidad del sistema. Asimismo, hacer frente al envejecimiento de la industria, equipos y personal no es nada fácil, ya que no sólo envejece la fuerza laboral, sino también los activos.
- Gestionar el problema de raíz (calidad del agua)
La mejor manera de aliviar los problemas de calidad del vapor en los sistemas industriales es mantener la calidad del agua. El agua tiene algunas impurezas, como sílice, sales disueltas y sustancias orgánicas; sin embargo, hay que evitar que esas partículas de agua se trasladen, porque ocasionarían problemas de corrosión.
Monitorear regularmente y mantener la calidad del agua dentro de los estándares de la industria es vital para garantizar el buen funcionamiento del sistema de vapor. El principal mecanismo para las impurezas en el vapor es que las gotas de agua se transfieren con el vapor de la caldera.
El arrastre de agua de la caldera no sólo compromete la calidad del vapor en los sistemas industriales, sino que también es una de las mayores amenazas para la seguridad del sistema de vapor. El arrastre de agua consiste en gotas de agua succionadas con el vapor en el tubo de salida de la caldera. Estas gotas de agua no sólo reducen la sequedad y contenido de calor, sino que también causan daños erosivos a las tuberías y al equipo.
Cuando se combinan, forman babosas de alta velocidad que pueden destruir cualquier cosa en su camino, lo que a veces lleva a problemas fatales. Otros riesgos en la caldera incluyen el ajuste del sistema de control para adaptarse al uso y desgaste típico de los componentes, así como los cambios en el ciclo de trabajo debido a las energías renovables que entran a la red.
- El diseño del sistema de caldera es crucial
La calidad del vapor inherente se basa en un diseño conservador de la caldera y la tubería. La consideración principal en la selección de una caldera y sus condiciones de funcionamiento es la cantidad de remanente que puede tolerarse. Una vez que el equipo correcto está en su lugar, entonces las líneas de vapor deben estar aisladas y establecerse una estación de purgadores de vapor de la pata de goteo de la línea adecuada.
- Buenas prácticas de mantenimiento
El mantenimiento y los controles adecuados pueden aliviar las amenazas a la pureza del vapor en la caldera. Para ello, se recomiendan las siguientes prácticas:
- Realizar auditorías de equipos de instrumentación y control para ayudar a descubrir puntos débiles potenciales y hacer recomendaciones para mejoras.
- Aprovechar los servicios de soporte en el sitio para volver a ajustar los bucles de control de procesos.
- Considerar técnicas de control avanzado para el mantenimiento predictivo en equipos.
- Mejorar los sistemas de automatización.
- Ofrecer sistemas de simulación para capacitar al personal de operaciones.
Dar la atención adecuada a la calidad del vapor en los sistemas de la caldera proporciona a las plantas industriales y servicios públicos un mayor control sobre la eficiencia de transferencia de calor, mejora el rendimiento de la caldera y reduce su coste total de propiedad.
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Formas de minimizar los costes de vapor en una planta
