En este post queremos mostrar un ejemplo real de amortización de la recuperación de condensados en sistemas de vapor industrial en relación al ahorro de energía a través de la reducción de los costes de combustible, la disminución de los gastos de agua y de su tratamiento químico, y la reducción de los vertidos. La amortización de la recuperación de condensados en sistemas de vapor para los nuevos sistemas se calcula que éste entre uno y dos años. Por lo tanto no es de extrañar que mucha industrias españolas que usan vapor tengan instalado algún tipo de sistema de recuperación de condensado.
Recuperar el condensado es una de las grandes oportunidades para las industrias que buscan ahorrar en costes y mejorar la operativa de sus instalaciones de vapor. Los jefes de planta tienen sobre la mesa un sin fin de propuestas de mejora para sus instalaciones, en diversas áreas: producción, mantenimiento, Medio ambiente, energía, ingeniería, calidad, etc. pero con un presupuesto limitado, así que es de vital importancia para él, poder sopesar los beneficios económicos que arrojará cada una de estas iniciativas para tomar la mejor decisión.
Cada propuesta de inversión se debe poder amortizar lo antes posible para considerarla como viable. Tengamos en cuenta que esta nueva inversión va a resolver problemas o necesidades que a día de hoy están costando una cierta cantidad de dinero a la planta. Una vez se resuelvan estos problemas y se de respuesta con la nueva inversión, esos costes de ineficiencia desaparecerán y sumaran como positivos en la cuenta de resultados.
El siguiente ejemplo de amortización de la recuperación de condensados en sistemas de vapor muestra cómo se pueden ahorrar 3600 € /año en combustible, en una caldera de 1000 kg/h utilizando el condensado.
1. Supongamos que el combustible utilizado en el ejemplo es petróleo, con un poder calorífico de 41,1 MJ/litro, y como calor específico del agua tomaremos 4,186 kJ/kg K.
Ahorro en combustible
Si el condensado es retornado a…….. 90ºC
Agua de relleno……………………………. 10ºC
Diferencia de temperaturas……………. 80ºC
Para elevar 80ºC la temperatura de 1 kg de agua fría de relleno se requiere la siguiente energía:
1 kg x 80ºC x 4.186 kJ/kg K = 335 kJ
2. Suponga ahora que la caldera está suministrando 1000 kg/h de vapor y que se recupera el 70% de condensado. Por consiguiente, debemos agregar y calentar un 30% (300 kg/h) que no se ha devuelto al sistema.
El consumo de energía para calentar 300 kg/h de agua fría hasta 90ºC es: 335 kJ/kg x 300 kg/h = 100,5 MJ/h
Si la planta funciona 24 h/día, 7 días/semana, 50 semanas/año, el número total de horas trabajadas es 8400h.
La energía total requerida para calentar el agua de relleno es: 100,5 MJ/h ⋅ 8400 h = 844,2 GJ/año
El poder calorífico del combustible (petróleo) es 41,1 MJ/litro y suponiendo un rendimiento de la caldera del 80% (0,8), la energía entregada por el petróleo al agua de la caldera es: 0,8 x 41,1 = 32,9 MJ/litro
El combustible necesario para calentar el agua de relleno es: 844,2 GJ/año / 32,9 MJ/litro = 25.660 litros/año
Si el precio del combustible es 0,14 €/litro, 25660 litros costarán 3600 €
- Precio del Agua
La cantidad total de agua necesaria en un año para compensar el condensado que no se recupera es:
8.400 h x 300 Kg/h / 1000 Kg/tonelada = 2.520 toneladas – Conversión a m3… 2.520 toneladas = 2.520 m3
Supongamos un precio del agua 0,61 € por m3 tenemos un coste de 2.520 x 0,61 = 1.537 €
Como acabamos de exponer en el ejemplo de amortización de la recuperación de condensados en sistemas de vapor, el condensado es ideal como agua de alimentación para la caldera, y además, hay ciertos beneficios económicos como:
- Más condensado, y menos agua de la red, representa menos purgas de caldera para mantener el nivel de TDS.
- Más condensado, y menos agua de la red, representa que serán necesarios menos tratamientos químicos. Esto proporciona un ahorro en productos químicos, y como se utilizan menos productos químicos, también las purgas de la caldera se reducen.
El ejemplo de cálculo de amortización de la recuperación de condensados en sistemas de vapor por una buena gestión de condensados no incluye el valor ahorrado debido a la reducción de purgas. Este puede variar sustancialmente según el caso, pero puede alcanzar los 1000 €/por año en una caldera de 1000kg/h. Cuando se realiza el estudio de gestión de condensado para un proyecto específico, esto debe determinarse e incluirse en el ahorro en costes global de la recuperación de condensados.
Veamos el ahorro total:
Ahorros de combustible: 3600 €
Precio del agua: 1537 €
Precio del vertido: 1134 €
TOTAL: 6271 €
Hay ahorros significativos en los costes de tratamientos químicos aportados por una buena gestión de condensados, pero a causa de la variabilidad de tipos de calderas y del valor del pH en distintos lugares, este ahorro particular no puede ser cuantificado de forma general.
Cómo conclusión al ejemplo de ahorro total propiciado por una mejorada gestión del condensado se puede alcanzar
6271 € por año para una caldera de 1000 kg/h.
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Métodos de Cálculo de Consumo de Vapor para Plantas Industriales
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