Conocer las ratios de ineficiencias en trampas de vapor les permite a los gerentes y directores responsables de plantas ampliar la visión para la asignación de recursos valiosos según los costes totales que se generan por fallos en equipos mecánicos, además proporciona seguridad en la aplicación de tecnologías innovadoras de forma permanente que mantienen las instalaciones de vanguardia.
Para las plantas que aplican vapor en sus procesos, muchas veces, les resulta difícil agrupar y señalar a la causa inicial del incremento de costes en la eliminación de condensados; sin embargo, es necesario evaluar alternativas potenciales que admitan calcular el coste de tiempo de vida para obtener como resultado la implementación de sistemas de remoción de condensados libres de mantenimiento.
Al hacerlo, evitará el incremento de todos los costes operacionales que surjan durante la vida útil de la planta. En tal sentido, aquí miraremos más allá de los presupuestos anuales que no solo muestran el coste de mantenimiento diario, sino que también ayudará a reconocer las ratios de ineficiencias en trampas de vapor que perjudican la eficiencia del proceso y el incremento en costes de energía.
La recompensa de implementar tecnologías innovadoras que limiten el drenado del condensado al sistema y causen ineficiencias en las trampas de vapor es doble:
- Ahorro de energía para la planta.
- Reducción en los gases de efecto invernadero.
Como bien sabemos, la mayoría de los procesos industriales utilizan el vapor como fuente de energía y este, generalmente, se recibe de una caldera o de procesos exotérmicos para luego ser distribuido en todas las aplicaciones con capacidades de calor requeridas y, durante el transporte, hay pérdidas por radiación convirtiendo cierta cantidad del vapor en condensado, el cual debe eliminarse lo más rápido posible por varias razones.
Los principios operativos detallados de las trampas no son el alcance de este documento, sin embargo, se explica brevemente que está basado en el principio de todos los elementos mecánicos que abren o cierran una válvula interna en ciertos momentos, por lo tanto, los gases condensados y no condensables pueden ser drenados.
Cuando no hay un drenaje adecuado de este condensado, es que viene el impacto de los fallos en trampas de vapor en plantas de procesos a causa de las ineficiencias en trampas de vapor, es por ello, que existen distintas compañías de servicios encargadas de inspeccionar las trampas de vapor las cuales describen varias categorías de fallas:
- Fugas en varias partes de las trampas de vapor.
- Fallas por soplado completo.
- Fallas por cierre de las válvulas en las trampas de vapor.
- Ineficiencia por baja temperatura.
- Trampas de vapor fuera de servicio.
- Instalación de las trampas de vapor o válvulas al revés.
- Dirección incorrecta de las trampas de vapor.
Métodos para realizar auditorías y comprobar las ratios de ineficiencias en trampas de vapor en plantas de procesos
Hay varias formas de realizar auditorías en las trampas de vapor según su principio básico, por las tecnologías aplicadas requieren de habilidades para corregir los fallos, algunas plantas reportan buenos resultados con herramientas ultrasónicas a través de la verificación combinada del ruido de flujo y temperaturas.
Otros aplican una combinación de la prueba ultrasónica con una cámara de infrarrojos térmica, esta técnica amerita atención sobre la trampa y los materiales de la tubería para evitar la reflexión. Mientras que otras empresas promueven un monitoreo en tiempo real y continuo de las trampas con los transmisores integrados a un Ordenador Central.
En el caso de las ineficiencias en trampas de vapor a causa de que no abren, pero aún soplan vapor, hay una metodología para estimar el flujo de vapor que pasa por el orificio interno de una trampa de vapor fallida mientras se drena el condensado. Esta metodología se basa es la aplicación de la fórmula de Napier, donde:
| Descripción | Unidades |
|---|---|
| W(lbh)=24.24PabsD2 | W(lbh)=24.24PabsD2 |
| Lb/h = constante x psia x pulg2 | kg/h = constante x bar (absolutas) x mm2 |
| Donde:
W= Pérdida de vapor en lb/h Pabs = Presión de vapor delta en psia D= Diámetro del orificio interno en pulgadas 24.24= Constante |
1 ton = 2204,62 lbs
1 ton = 1000 kg 1 kg/h = 2.20 lb/h 1 bara = 14.50 psia 1 mm = 39.37×10-3 0,24712 = Constante |
Como ejemplo, se muestran 2 casos con presión de vapor promedio, en los que el vapor cuesta € 25 / tonelada – 8600 h / año.
| Descripción del ejemplo | Cálculo del flujo de vapor que pasa por el orificio de la trampa de vapor y el coste diario |
|---|---|
|
W = 24.24 x 72,5 x (1/8)²
W = 27.5 lb/h Coste= 25€ * 27,5 lbs/h ÷ 2004,62 lbs * 23,56 día Coste por día en pérdida de vapor= 7,5 €/día W = 0,247175 * 5 * (3,18)2 W = 12,5 kg/h ~ 7,5 €/día |
|
W = 24.24 x 203 x (5/16)²
W = 480.5 lb/h ~ 129 €/day W = 0,247175 * 14 * (7,9)2 W = 216 kg/h ~ 129 €/day |
Visto los ejemplos anteriores, se puede deducir que los costes por día en pérdidas de calor tienen un impacto considerable en las facturas de las plantas, por lo que se hace necesario clasificar los fallos en las trampas de vapor a través de las auditorías. Por lo general, en condiciones normales, solo hay dos posiciones en las que estas pueden fallar: Posición abierta o cerrada.
Los costes financieros de los fallos en trampas de vapor en plantas industriales son afectados por el coste total de las ineficiencias en trampas de vapor fallidas generados a partir de las siguientes acciones y eventos:
- Revisiones en las trampas de vapor sin previa planificación.
- Falta de repuestos en sitio.
- Mucho tiempo de reemplazo por fallas.
- Pérdida de energía a causas de las ineficiencias en trampas de vapor
- Impacto de producción por cierre inesperado.
- Costes menores en acciones repetidas de compras, almacén y contabilidad.
Además, también hay un impacto ambiental generado por la quema de carbón, combustible o gas (el cual se conoce como efecto de gases invernadero CO2, N2O, CH4, etc.), que cargan nuestro entorno y afectan grandemente la seguridad y buena gestión de cualquier planta industrial
Si quieres conocer las ecuaciones para cuantificar la calidad del vapor industrial en plantas de alimentación, a partir de reconocer cuáles pueden ser las razones de ineficiencia en trampas de vapor, suscríbete al Newsletter de Tecnología para la Industria, un boletín con el contenido más completo sobre las nuevas tecnologías industriales, innovaciones en fabricación, equipos y tendencias en automatización.
