¿Realmente es rentable para las industrias recuperar el condensado?

​El vapor es un medio común y de los más eficientes para el transporte de calor en la mayoría de procesos y plantas industriales.

 En esta video guía te explicamos los beneficios de usar los sistemas de recuperación de condensados en plantas de vapor y calderas y cómo aprovecharlo para conseguir mejores resultados en la cuenta de explotación de tu planta.Cuando el vapor se condensa, la energía se transfiere al fluido más frío para calentarlo. Esto representa alrededor del 75% de la energía suministrada por la caldera para producir vapor. Aproximadamente el 25% restante, lo conserva por lo que el condensado es agua caliente y de muy buena calidad.

El condensado es un recurso valioso y la recuperación, incluso de cantidades pequeñas, es justificable económicamente. Entre los beneficios de implantar sistemas de recuperación de condensados en calderas y plantas de vapor están:

1. Reducción de los costes de combustible: Al optimizar el retorno del condensado se necesitará menos combustible para generar vapor a partir del agua caliente en lugar que desde el uso de agua fría. Cada 6ºC de aumento en la temperatura del agua de alimentación que se consiguen utilizando energía “libre” equivale a un ahorro de combustible de 1% aproximadamente.
2. Ahorro de energía: Si se retorna más condensado al tanque de alimentación, se reduce la necesidad de purga de la caldera, que se hace para reducir la concentración de sólidos disueltos en la caldera. Por lo tanto, de esta manera, se reduce la pérdida de energía de la caldera durante el proceso de purga.
3. Reducción en los costes de agua: El condensado que no se retorna y no se vuelve a utilizar debe ser sustituido por agua de la red. Esta recarga producirá un gasto adicional de agua.
4. Reducción de los costes de tratamientos químicos: Reutilizar el máximo de condensado posible, reduce la necesidad de añadir productos químicos costosos para el tratamiento del agua.
5. Reducción costes de vertidos: En España, está prohibido verter agua por encima de 40ºC a las alcantarillas públicas, ya que es perjudicial para el medio ambiente y puede dañar las tuberías. El condensado por encima de esta temperatura debe enfriarse si se va a verter al desagüe, lo que podría incurrir en adicionales costes de producir vapor en la industria.
6. Eliminación de las plumas de vapor: Los sistemas de vapor que permiten que se revaporice el condensado en vapor pueden crear plumas de vapor que, además de ser un desperdicio de energía y agua, son visibles. Potencialmente, esto presenta una mala imagen al mundo exterior de una organización que no respeta el medio ambiente.

¿Cómo puedes recuperar el condensado para conseguir estos resultados en el corto plazo?

Para poder recuperar y reutilizar el condensado, primero hay que extraerlo del sistema de vapor.

Hay varias etapas esenciales en cualquier sistema de recuperación de condensado eficaz. El objetivo final es volver a utilizar esta valiosa fuente de agua caliente y tratada.

Para poder recuperar y reutilizar el condensado primero hay que extraerlo del sistema de vapor. El purgador de vapor es el enlace más importante en el circuito de condensado, ya que conecta con la zona de uso de vapor con el retorno de condensado reteniendo el vapor dentro del proceso para el máximo aprovechamiento del calor, mientras que elimina los gases no condensables y condensado en el momento adecuado.

En el siguiente video, veamos cómo funcionan exactamente los equipos de bombeo, purgadores y trampas de vapor para que tengas una idea clara de su utilización dentro del sistema de vapor.

Los sistemas de retorno de condensados se pueden dividir en tres categorías principales:

• Líneas de purga a los purgadores (a).

• Líneas de descarga sin bombeado desde los purgadores (b).

• Líneas de retorno bombeadas (c).

Líneas de purga a los purgadores

El flujo de condensados de los equipos de proceso hacia su purgador de vapor suele ser por gravedad. Se puede dimensionar el sistema de retorno de condensado de esta tubería con el mismo tamaño que el del purgador, asumiendo que el purgador se ha dimensionado correctamente. El purgador debe montarse un mínimo de 200 mm por debajo del equipo que está purgando para proporcionar una columna de agua sobre el purgador.

Líneas de descarga no bombeadas

En el lado de descarga del purgador, las líneas de condensado deben transportar el condensado, así como cualquier gas incondensable llevado a través del proceso, y el revaporizado liberado por el condensado por la caída de presión al pasar por el purgador.

Sobre el revalorizado recordemos que, cuando el vapor libera su entalpía específica de evaporación, se forma condensado a la misma temperatura y presión que la del vapor del que condensa. Cuando este condensado se descarga a una presión inferior, la energía que contiene es mayor que la que puede sostener permaneciendo en estado líquido.

Este exceso de energía hace que se revaporice parte del condensado y pase a vapor a la presión inferior. Aunque nos referimos a este vapor como “revaporizado”, no es más que vapor saturado a una presión inferior.

La masa de revaporizado que se libera puede ser relativamente pequeña comparada con la masa restante del condensado del que se desprende. Pero el volumen del revaporizado puede ser muy grande y debe tenerse en cuenta cuando se dimensione la tubería de condensado.

Para ilustrar esto, si se descarga el condensado desde un purgador, con una presión aguas arriba de 3 bar r, a una tubería de condensado presurizada a 0,5 bar r, un 6,2% del condensado se revaporizará. Con cada kg de revaporizado ocupando 1,15 m3 y cada kg de condensado ocupando solo 0,001 m3, el 99% de la tubería de condensado estará ocupada por revaporizado, y solo el 1% ocupado por condensado.

Líneas de retorno bombeadas

Las líneas de condensado no bombeadas, individuales o comunes, con frecuencia se conectan en un depósito receptor, y luego son bombeadas hacia la caldera. En la mayoría de casos, las líneas de condensado bombeadas transportan solamente agua, sin revaporizado. Este será el caso siempre que el depósito receptor esté ventilado.

Las bombas no trabajan continuamente, y normalmente tienen un tipo de accionamiento on/off. Esto se debe tener en cuenta cuando se dimensiona la tubería de condensado desde la bomba, porque la velocidad de descarga de la bomba será superior a la velocidad real de condensación del equipo de proceso. Dependiendo del tipo de bomba esta velocidad de descarga puede variar desde 1,5 a 6 veces la velocidad de condensación real.

Tipos de purgadores de vapor y cómo funcionan dentro del sistema

Existen varios principios operativos que utilizan los purgadores para distinguir entre vapor y condensado permitiéndonos clasificarlos como:

• Termostáticos cuando funcionan diferenciando el vapor del condensado por temperatura
• Mecánicos cuando diferencian el vapor (gas) del condensado (líquido) por densidad y por último los..
• Termodinámicos basados en la diferente velocidad de descarga entre el condensado y el vapor flash o revaporizado

En el siguiente video se explica en detalle  el funcionamiento de los diferentes tipos de purgadores.

El retorno de condensado al tanque de alimentación de la caldera es reconocido como la manera más efectiva de mejorar la eficiencia de la planta de vapor. La recuperación de condensado ahorra dinero, reduce los costes de combustible, ahorra energía, reduce el consumo de agua y tratamientos químicos además de elimina los costes de vertido.

Un sistema eficaz de recuperación de condensados puede pagarse por sí mismo muy rápidamente en comparación con un sistema en el cual todo el condensado se envía al desagüe.

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