Vapor para la industria

COMISION NACIONAL PARA EL AHORRO DE ENERGIA

GUÍA DE VAPOR PARA LA INDUSTRIA
OCTUBRE DE 2002

Debido a la importancia que reviste la generación de vapor para los procesos industriales, la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (Conae) pone al alcance de los empresarios y técnicos del sector industrial, esta Guía Práctica para el Ahorro de Energía en la Generación y Distribución deVapor, la cual ha sido elaborada a partir del “Energy Efficiency Handbook”, del Council of Industrial Boiler Owners (CIBO), de información obtenida del Department of Energy de los E.E.U.U. (DOE), del American Boiler Manufacturers Association (ABMA) y de la propia experiencia de Conae. Esperamos que sea de utilidad para utilizar en forma eficiente la energía, lo cual hará reducir sus consumos y, porende, aumentar la competitividad de sus negocios.

CONTENIDO

Página I. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 II. Descripción de un sistema de Generación de Vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 III. Recomendaciones generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 IV. Sistema de alimentación ytratamiento de agua para la caldera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 V. Quemadores y hogar de la caldera . . . . . . . . . . . . . . . . 5 VI. Sistema de distribución de vapor y retorno de condensado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I. INTRODUCIÓN

El vapor de agua es un servicio muy común en la industria, que se utiliza para proporcionarenergía térmica a los procesos de transformación de materiales a productos, por lo que la eficiencia del sistema para generarlo, la distribución adecuada y el control de su consumo, tendrán un gran impacto en la eficiencia total de la planta. Esta situación se refleja en los costos de producción del vapor y, en consecuencia, en la competitividad y sustentabilidad de la empresa. En México, latercera parte de la energía utilizada a nivel nacional, es consumida por la industria, y de ésta, cerca del 70% proviene de combustibles fósiles, distribuidos en la forma siguiente: el gas natural como principal recurso (50%), seguido por el combustóleo (21%) y el coque (11%). Este requerimiento energético demandado por la industria lo conforman principalmente los sistemas de combustión directa, comoson los calentadores a fuego directo y calderas, donde estas últimas se utilizan para la generación de vapor, el cual se requiere para suministrar trabajo mecánico y calor a los procesos.

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II. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE VAPOR
La figura muestra un sistema de generación y distribución de vapor cuyas partes principales , se describen a continuación.

Figura 1.Sistema de generación y distribución de vapor. Sistema de alimentación y tratamiento del agua para la caldera. Conformado por equipo, tubería y accesorios que permiten el suministro del agua bajo condiciones adecuadas al sistema de vapor. Quemadores. Dispositivos de la caldera, donde se lleva a cabo la reacción química del aire con el combustible fósil, para transformarse en calor, mismo queposteriormente servirá para cambiar las propiedades del agua líquida a vapor. Hogar de la caldera. En el caso de las calderas tipo “tubos de agua”, el hogar está formado por paredes hechas con "bancos de tubos"; en calderas tipo “tubos de humo”, el hogar está formado por una envolvente metálica interna. En ambos casos, es en el hogar donde se inicia la transformación del agua en estado de saturación avapor y donde se termina de realizar el proceso de combustión iniciado en el quemador, liberando el calor del combustible. Sistema de distribución del vapor. Serie de tubos denominados "cabezales y ramales de vapor", que permite llevar el vapor a los puntos donde el proceso lo requiere, con la calidad y en la cantidad demandada. Sistema de retorno de condensados. Serie de tubos denominados...