Oportunidades de ahorro

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Oportunidades de ahorro
1. Sistemas de vapor
2. Motores eficientes
3. Sistemas de Bombeo
4. Sistemas de aire comprimido
Oportunidades de ahorro
5. Iluminación exterior
6. Aire Acondicionado
7. Energías Renovables
1. SISTEMA DE VAPOR
1.1 Combustión
1.3. Aislamiento
1.4. Trampas para vapor
SISTEMAS DE
COMBUSTION
Productos
Combustión
Eficiencia de la caldera
Convección y
Radiación
Mvapor
T
Aire
5B
Combustible
MF
Cenizas
Agua de alimentación
Purga fondo
Eficiencia de la caldera Método directo
ηcaldera = Energía Aprovechada /
ηcaldera =
Q aprovechado
Energía liberada por el combustible
/
Q entregado
ηcaldera = mvapor * ( hs – he) / (HHV * Mcombustible)
Donde :
hs
he
mvapor
Mfuel
HHV
: Entapia vapor a la salida de la caldera
: Entapia el agua a la entrada de la caldera
: flujo másico de vapor a la salida de la caldera
: flujo másico de combustible que entra a la caldera
: poder calorífico superior del combustible
Eficiencia de la caldera Método indirecto
ηcaldera = 1 - [ (pérdidas) / M
* HHV ]
comb
Pérdidas = Gases combustión + pérdidas paredes + pérdidas en purgas
Eficiencia de la caldera Método indirecto
ηcaldera = ηcombustión - pérdidas (2%)
Pérdidas = pérdidas paredes + pérdidas en purgas
Eficiencia
de Caldera
22%
12%
8%
2%
Eficiencia de Combustión
• Niveles Típicos Óptimos de Exceso de Aire
Tipo de
combustible
Método de Exceso de Aire % O2 (por volumen
Quemado
Óptimo (%)
equivalente)
Gas Natural
-
5 - 10
1-2
Propano
-
5 - 10
1-2
Horno de Carbón
para Gas
-
5 - 10
1-2
Aceite N° 2
Vapor
Atomizante
10 - 15
2-3
Aceite N° 6
Vapor
Atomizante
10 - 15
2.5 - 4.5
Carbón
Pulverizador
15 - 20
3-5
Carbón
Por
alimentador
20 - 30
3.5 - 5.5
Ejemplo:
Caldera 150 BHP de Bunker presenta problemas en la
combustión y se realiza análisis de gases con los siguientes
resultados:
Oxígeno O2 : 10 %
Monóxido de carbono CO : 1500 ppm
Temperatura gases: 347°C (657 °F)
Temperatura ambiente : 25 °C (77 °F )
Temperatura combustible varía entre 75 a 90 °C
Determinar el porcentaje de ahorro
Temperatura neta = 677-77= 580 ºF
580
Ahorro = (1 – eff1/eff2)
= [1- (0.739-0.02)/(0.839-0.02)]
83.9
10 %
= 12.2 %
78.7
Condiciones óptimas : Exceso de oxígeno
4% y con 232 °C (450 °F)
73.9
AISLAMIENTOS
El Aislamiento
Antes de aislar el sistema se deben resolver
dos incógnitas:
¿Qué clase de aislamiento es necesario?
¿Qué cantidad de aislamiento es necesario?
El aislamiento
Para un buen diseño se debe tomar en
cuenta:

El costo del combustible

La eficiencia de la caldera

La temperatura de operación

La localización

El diámetro de la tubería

El largo de la tubería
Eficiencia de Aislamiento

Qsa - Qca
=
Qsa
Qsa: Pérdida de calor sin aislamiento
Qca: Pérdida de calor con aislamiento
Caso
En una tubería de 100 metros de longitud de 100 mm (4”) de
diámetro transporta vapor a una presión de 150 psig (Tsat =
365ºF).
La tubería está descubierta en un ambiente con una
temperatura de 28 ºC. El sistema trabaja 16 horas por día
durante 300 días por año. La caldera trabaja con bunker, con
una eficiencia del 80% .
Determine la eficiencia del aislamiento y el espesor
económico
Análisis de costo mínimo
R e s u m e n c á lc u lo d e la s p é rd id a s d e c a lo r e n tu b e ría s s in a is la n te y c o n a is la n te
C o n d ic ió n :
A is la r tu b e ría s s in a is la m ie n to
D iá m e tro
L o n g itu d tu b e ría
C a lo r p e rd id o
Espesor
C a lo r p e rd id o
A h o rro
E fic ie n c ia
In ve rs ió n
CO STO
N o m in a l
E x te rio r
Q SA
a is la m ie n to
QCA
G a lo n e s
Econom .
c a lo r
A is la n te
In ic ia l
Pagos
T o ta l
p u lg .
p u lg .
m e tro s
p ie
BTU / H
p u lg
BTU / H
G a lo n e s /H
U S $ /a ñ o
BTU / H
%
US$
U S $ /a ñ o
U S $ /a ñ o
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
0 ,2 4
3 .1 6 2 ,7 7
3 4 7 .8 6 0
9 2 ,4 %
3 .0 0 0 ,0 0
4 4 7 ,0 9
3 .6 0 9 ,8 6
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
2 1 .5 0 3
0 ,1 8
2 .3 7 3 ,6 3
3 5 5 .0 0 9
94%
5 .4 0 0 ,0 0
8 0 4 ,7 6
3 .1 7 8 ,3 9
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 7 .6 3 4
0 ,1 5
1 .9 4 6 ,5 2
3 5 8 .8 7 9
95%
7 .2 0 0 ,0 0
1 .0 7 3 ,0 1
3 .0 1 9 ,5 3
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 5 .1 9 4
0 ,1 3
1 .6 7 7 ,1 9
3 6 1 .3 1 8
96%
9 .0 0 0 ,0 0
1 .3 4 1 ,2 7
3 .0 1 8 ,4 6
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 3 .5 0 7
0 ,1 1
1 .4 9 0 ,9 4
3 6 3 .0 0 6
96%
1 0 .8 0 0 ,0 0
1 .6 0 9 ,5 2
3 .1 0 0 ,4 6
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 2 .2 6 5
0 ,1 0
1 .3 5 3 ,9 1
3 6 4 .2 4 7
97%
1 2 .6 0 0 ,0 0
1 .8 7 7 ,7 7
3 .2 3 1 ,6 8
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 1 .3 1 0
0 ,0 9
1 .2 4 8 ,4 9
3 6 5 .2 0 2
97%
1 4 .4 0 0 ,0 0
2 .1 4 6 ,0 2
3 .3 9 4 ,5 2
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 0 .5 5 1
0 ,0 9
1 .1 6 4 ,6 4
3 6 5 .9 6 2
97%
1 6 .2 0 0 ,0 0
2 .4 1 4 ,2 8
3 .5 7 8 ,9 2
4 ,0 0
4 ,5 0
1 0 0 ,0 0
3 2 8 ,0 0
3 7 6 .5 1 2
1 ,0 0
1 ,5 0
2 ,0 0
2 ,5 0
3 ,0 0
3 ,5 0
4 ,0 0
4 ,5 0
5 ,0 0
2 8 .6 5 2
4 ,0 0
9 .9 3 0
0 ,0 8
1 .0 9 6 ,1 6
3 6 6 .5 8 2
97%
1 8 .0 0 0 ,0 0
2 .6 8 2 ,5 3
3 .7 7 8 ,6 9
E sp eso r eco n ó m ico an álisis d e co sto m ín im o
$4.000,00
$3.500,00
$3.000,00
$2.500,00
$2.000,00
$1.500,00
$1.000,00
$500,00
$-
1 ,0
1 ,5
2 ,0
2 ,5
C osto operativo
3 ,0
3 ,5
C osto Inversión
4 ,0
C osto Total
4 ,5
5 ,0
Condición de las
trampas para vapor
Vapor
Sobrecalentado
170ºC
Vapor
Saturado
DRENAJES DE TUBERIAS DE
VAPOR
DRENAJE DE EQUIPOS DE
CALENTAMIENTO
Vapor saturado
Vapor
instantáneo
PRODUCTO
Liquido saturado
(condensados)
Fugas vapor en trampas
Energía perdida:
Q = mvapor * ( hg - hf )
Donde:
hg : Entalpia vapor saturado (BTU/lbm) @ Ptrabajo
hf : Entalpía líquido saturado (BTU/lbm) @ Ptrabajo
mvapor : masa vapor perdido
Fugas vapor en trampas
Costo Energía perdida:
Q (BTU) * US$/gal
Pérdida( US$) =
PC (BTU/gal) *
Donde:
Q : Calor perdido
PC : Poder calorífico del combustible

Gracias

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