Utilizacion de la energia

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Utilización de la energía

4.1 Introducción Redes de vapor: Distribución de vapor, Equipos (válvulas, purgadores, control, turbinas), Optimización Recuperación de calor: Origen del calor residual: Utilizaciones principales, Intercambiadores de calor Bombas de calor: Bombas de calor a compresión, Bombas de calor a absorción, Transformadores de calor Bombas de calor en procesos químicos:destilación, secado, evaporación Reglas generales de diseño * no complicar los problemas * considerar equipos estándar si es posible * si queremos mejorar un proceso, considerar todo el sistema y no solamente los componentes individualmente * si queremos mejorar un proceso, verificar el impacto en otros procesos 4.2 Redes de vapor de una planta de proceso

Bibliografía Ramon Garriga, Ùs eficient del’energía en xarxes de vapor, Sèria tècnica en : Eficiència energètica I. Recomanacions per a una bona producció i un bon ús del vapor, gener 1995, nº 125 II. Purga de sals i distribució del vapor, març 1995, nº 127 III. Aspectes relacionats amb els processos, abril 1995, nº 128 Heat Transport (Steam systems, Thermal liquid systems, Cogeneration), Perry’s chemical engineers’ handbook, 6thedition, McGraw-Hill Inc, Section 9 Energy utilization, conversion, and resource conservation, 1984 ASHRAE Handbook 1996, HVAC Systems and Equipment, chapter 10 steam systems

4.2.1 Introducción 4.2.1.1 Uso del vapor en la industria los sistemas más populares utilizan vapor Industrias que usan vapor: energía, petroquímica, farmacéutica, textil, papel, alimentos, servicios Ventajas del vapor: no tóxico,estable, barato, alta conductividad térmica (20ºC, líquido, 0.7 W/mK), alto calor específico (20ºC, líquido: 4.18 kJ/kg K; 70ºC: 4.10 kJ/kg K), gran calor de vaporización (20ºC, 2453 kJ/kg) Limitaciones: presiones máximas de instalaciones, presión crítica (pc = 220 bar, Tc = 374ºC) 4.2.1.2 Sistemas con líquidos térmicos Agua (p > psat), Dowtherm, Mobiltherm, Sales inorgánicos, Aceites minerales,Mercurio, …

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4.2.1.3

Cuatro partes básicas de la planta

Planta generadora Red de distribución Proceso Red de retorno de condensados 4.2.2 Descripción general

Diagrama generalizado de una red de vapor de una planta de proceso Calderas generan vapor: * de alta presión para satisfacer demandas de turbinas de vapor para producir potencia (el. omec.) * vapor de presión más baja que se puede utilizar en los procesos o expandir de nuevo en turbinas.

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Mayor parte de necesidades de calefacción de un proceso en general se alimentan con vapor de media y baja presión 4.2.2.1 Colectores y líneas 4.2.2.1.1 Colectores de vapor * alta presión (HP) 40-110bar (250.4-318.1ºC) * media presión (MP) 16-20 bar(201.4-214.9ºC) * baja presión (LP) 3.0-5.5bar (133.5-155.5ºC) Cada colector dispone de purgadores para eliminar los condensados de la línea, válvulas de descarga a la atmósfera. ¡En un sistema de vapor bien diseñado y balanceado los caudales de vapor descargados a la atmósfera tienen que ser cero o mínimos! Minimizar primero perdidas por descarga a la atmósfera de vapor de más valor energético (altapresión) Maximizar la producción de electricidad minimizando expansiones directas (isoentálpicas) 4.2.2.1.2 Colectores de condensado Normalmente cada colector de vapor dispone de una línea de condensado y descarga al colector de la presión inferior en un recipiente flash. El vapor producido se incorpora a la red. 4.2.2.1.3 Colector de agua de caldera distribuye agua procedente del desgasificadora las diferentes unidades de producción de vapor (caldera de combustión, caldera de postcombustión, caldera de recuperación) 4.2.2.1.4 Línea de agua desmineralizada Alimenta agua al desgasificador, proviene de la unidad de tratamiento y desmineralización. 4.2.2.1.4.1 Sustancias en el agua sustancias corrosivos (soluciones de ácidos, gases disueltos) sustancias que producen fouling sustancias que...