Post on 11-Aug-2015
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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