Técnicas de Ahorro de Energía en Sistemas Térmicos 4.5

TÉCNICAS DE AHORRO DE ENERGÍA EN SISTEMAS TÉRMICOS 4.5.- Ahorro de eer!"# e $#%&'#( )*r$'+#(.,C#der#( )&r/'#( de 0#1or 2 de !#( ')er+#$/'#dore( de +#or +# or rede( )*r$'+#( d&+)o( +o$1re(ore( $o)ore( de +o$/&()'3 ')er# 2 ('()e$#( de rer'!er#+'3

EMILIO SALOMÓN MARTÍNEZ LÓPEZ  JOSÉ ARTURO ARTURO MOCTEZUMA MOCTEZUMA CAMARGO CAMARGO

Ahorro De Eer!"# E C#der#( De 6#1or

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Co)ro de e7+e(o de #'re8

Consiste en suministrar controladamente al quemador la cantidad mínima de aire para lograr una combustión efciente. Esta es la orma más eectiva de mejorar la efciencia y ahorrar energía en calderas. • Es de ácil implementación. • os ahorros son inmediatos. • as inversiones son muy bajas o a veces nulas. • !ebe reali"arse periódicamente.

enefcios/ •

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#enores p$rdidas de calor con el gas de chimenea. #ayor transerencia de calor. #ayor temperatura de llama y transmisión de calor radiante. %educción de las emisiones de gases contaminantes &'()* +(, *C(-. #ayor efciencia de la caldera. #enor costo de producción. +e evita aectar la capacidad de entrega de vapor.

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Co)ro de # 1re('3 2 )e$1er#)&r# de +o$/&()'/e.

0ara una adecuada me"cla con el aire* el combustible tiene que inyectarse al quemador a la presión requerida por el abricante os combustibles pesados requieren además calentarse para bajar su viscosidad y lograr una fna atomi"ación que permita me"clarse con el aire. enefcios/ Combustión sin hollín. #ayor efciencia de la caldera. +e evita ensuciar los tubos •

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Co)ro de )'ro ,1re('3 de ho!#r.

El tiro in1uye mucho en la combustión* efciencia y conservación de la caldera. En las calderas pirotubulares depende básicamente de la presión del aire del ventilador* temperatura del gas y altura de la chimenea. 2n e)cesivo tiro ocasiona/ •

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3largamiento de la llama &puede lamer la pared posterior de reractario-. 4ncremento del e)ceso de aire. !efciente combustión.

Red&+'r # 1re('3 de 0#1or

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a reducción de la presión* a un nivel compatible con las necesidades de temperatura* implica ahorros de combustible. 2na reducción e)cesiva de la presión puede ocasionar problemas/ •

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4ncremento del arrastre en la caldera. E)cesivas velocidades en las tuberías e)istentes. #al uncionamiento de trampas y otros dispositivos. #enor transerencia de calor en los equipos de vapor.

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M#)eer e /&e e()#do e ('()e$# de +o$/&()'3.

%ecomendaciones de mantenimiento del sistema de combustión. 5. ombas 6erifcar ugas* temperatura y presión de trabajo. ,. 7iltros 6erifcar limpie"a y buen estado. 8. Calentador de combustible impie"a de tubos &eliminar borras-. 6erifcación de trampa de vapor del serpentín &usar fltro-. Chequeo del termostato y válvula reguladora de vapor de calentamiento. •

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9. 6álvula moduladora de combustible Eliminar ugas. Chequear uelles* diaragmas* eje* etc. Chequear leva moduladora/ alineación* pines* etc. :. 6entilador de aire impiar la malla de entrada de aire y el rotor del ventilador. Engrasar rodamientos del ventilador y del motor. ;. aranti"a una buena me"cla aire?combustible. •

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M#)eer e /&e e rer#+)#r'o 2 #'(#$'e)o •

+u unción es disminuir las perdidas t$rmicas* evitar el calentamiento e)cesivo del quemador y ayudar a dar orma a la llama y ayudar a la combustión. +i hay grietas o rotura* es mejor cambiar el reractario que repararlo. @ener cuidado de no obstruir el ingreso de aire* manteniendo el diámetro y ángulo original.

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impiar la cubierta metálica.

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'o deormarla &golpes* pisadas-.

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+i se humedece* quitar la cubierta y dejar que seque* pues la humedad aumenta la conductividad y se pierde más calor. %estituir aislamiento cuando sea necesario.

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M#)eer '$1'o( o( )&/o( de # +#der# En una caldera pueden ormarse depósitos en , puntos / 5. ado del agua/ depósitos de sales &caliche0or mal ablandamiento del agua de alimentación. 0resencia de residuos de sales de Calcio y #agnesio* que se depositan en los tubos por eecto del calor. ,. ado de los gases/ depósitos de hollín. 0or mala combustión &me"cla pobre aire?combustible o deecto de aire-. 7ormación de hollín producto de reacciones incompletas •

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I$1e$e)#r e+oo$'9#dor

2n economi"ador es un intercambiador de calor donde el agua de alimentación a caldera se calienta a e)pensas del gas de chimenea. •

I$1e$e)#r +o)ro #&)o$:)'+o de 1&r!# 2na purga eectuada manualmente puede resultar en/ 5. 0urga demasiado e)cesiva. 4mplica e)traer demasiada agua caliente de la caldera/ desperdicio de energía* agua y productos químicos. ,. 0urga insufciente. os +@! se incrementan y se producen incrustaciones.

AHORRO DE ENERGÍA EN DISTRI;UCIÓN DE 6APOR

5. 3islar tuberías de vapor* condensado* accesorios y recipientes. #antiene la energía del vapor dentro del sistema. %educe las 1uctuaciones de temperatura en el sistema. 0reviene quemaduras en el personal. ,. %eempla"ar trampas de vapor que 2sar el tipo y espesor óptimo deallan. aislamiento. +i allan abiertas / uga de vapor por trampa. +i allan cerradas / uga de vapor por by?pass. as trampas que allan ocasionan problemas / 0$rdidas de energía. #ala transmisión de calor. +obrepresión del sistema de condensado. (peración defciente de otros equipos. •

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8. +eleccionar adecuadamente trampas de vapor para el servicio prestado. 9. Evitar el uso de trampas de grupo. 2sar una trampa por cada punto de drenaje. :. #onitorear periódicamente las trampas de vapor. 0ermite detectar allas y tomar acciones. El nivel aceptable de trampas con alla es de :A. #$todos de monitoreo/ 4nspección de la descarga libre. 4nspección por visores o detectores. !etección por dierencia de temperatura. !etección por ultrasonido. •

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B. !ise=ar tuberías de vapor correctamente. •

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2sar diámetros que permitan velocidades de ,: a 8 mDs. 2sar pendiente en sentido de 1ujo de vapor &.9A-. 2sar po"os de condensado cada 8?: m y en cambios de dirección. 2sar venteos de aire en terminales de línea y puntos altos. 2bicar tomas de ramales por la parte superior de troncales. 2sar separadores de humedad. #inimi"ar recorridos de tuberías. 3nular tramos de tubería innecesarios.

. %etornar el condensado de drenajes de línea y equipos a la caldera. •

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%educe el consumo de combustible en la caldera. %educe el r$gimen de purga. 3horra aditivos químicos. +e reduce la contaminación ambiental. +i no es posible retornar el condensado* recuperar su calor.

F. (perar los equipos usuarios de vapor a la menor presión posible / se aprovecha mayor calor latente

5.Eliminar aire de líneas* chaquetas y serpentines. Es importante eliminar el aire del vapor por/ • %educe la temperatura del vapor. • %educe la transmisión de calor. • 4nterfere con la distribución de calor. • Causa corrosión en los circuitos de condensado • 0rovoca mayor consumo de vapor.

55.impiar serpentines y chaquetas de vapor. 5,.!esconectar tuberías uera de uso. 58.Considerar reempla"o de 6%0 por turbinas de vapor. 59.2sar termocompresores para recuperar vapores de baja presión. 5:.%eali"ar mantenimiento de eyectores

AHORRO DE ENERGIA EN HORNOS

os actores que más in1uyen en la efciencia en los hornos industriales y las t$cnicas a emplear se indican seguidamente. !ise=o y utili"ación del horno a elección de tipo de horno* su capacidad* tipo de caleacción y orma de operar* debe siempre reali"arse mediante un estudio t$cnico?económico* optimi"ando el dise=o para adecuarlo al objetivo. !ebe procurarse que el horno se utilice e)clusivamente para reali"ar las operaciones para las que se ha dise=ado. •

+iempre que sea posible debe pasarse del trabajo discontinuo a continuo. En los procesos discontinuos deben utili"arse hornos de baja inercia t$rmica por alcan"ar más rápidamente la temperatura de operación y tener menos p$rdidas energ$ticas en las paradas. En los hornos de uncionamiento intermitente debe programarse el trabajo de tal orma que los tiempo de espera sean mínimos. 2na buena estanqueidad del horno evita entradas de aire incontroladas. El empleo de materiales altamente reractarios permite temperaturas más altas de llama* con la consiguiente mejora de la efcacia. •

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3provechar la energía desprendida en los procesos e)ot$rmicos. 'o operar nunca a temperaturas más altas de lo necesario. Emplear aire enriquecido y precalentado para mejorar la cin$tica del proceso y el balance t$rmico. Emplear o)ígeno puro como comburente para minimi"ar el volumen de gases de combustión. %ecuperar los e1uentes valiosos y aprovechar t$rmicamente el carbono y el monó)ido de carbono para producir* mediante su combustión* vapor para proceso. 3coplar el horno con el resto del proceso* utili"ando su energía residual en etapas que consumen energías de calidad decreciente. 2tili"ar quemadores recuperativos o regenerativos. •

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Evitar una e)cesiva humedad en el producto a tratar secándolo antes de su introducción al horno mediante gases residuales u otras energías semidegradadas. Estudiar el almacenamiento de las materias primas* evitando* para las que capten ácilmente humedad* tiempos prolongados a la intemperie. #ejorar el proceso químico y el intercambio t$rmico mediante la utili"ación de materias primas con granulometrías adecuadas. 2tili"ar materiales semielaborados procedentes de procesos en los que se obtienen con una efcacia t$rmica mayor* que la que se consigue en el proceso principal. 2tili"ar undentes con el fn de rebajar la temperatura de operación. •

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(ptimi"ar la combustión utili"ando equipos de análisis de gases y regulándola automáticamente. 2tili"ación de combustibles precalentados.  @rabajar a una temperatura de llama tan pró)ima a la teórica como sea posible. •

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0rogramar el mantenimiento preventivo para evitar paradas imprevistas. Calcular el empleo óptimo de los aislantes para evitar temperaturas de pared e)cesivas. Eliminar la visión desde el e)terior de las "onas rojas del horno con el fn de cortar p$rdidas por radiación. 2tili"ar el calor de las rerigeraciones para usos diversos* tales como caleacción* vapori"ación al vacío* etc. 3cortar el tiempo de las paradas* evitando perder todo el calor acumulado en los hornos. •

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