Calculadora de Vapor: Cómo Calcular el Consumo de Vapor
¿Qué es el consumo de vapor en una tubería?
El vapor consumido y el vapor utilizado en el punto de aplicación no son iguales. Normalmente, el vapor consumido o generado en una caldera de vapor es mayor que lo que se requiere para su uso en el punto de aplicación.
La diferencia entre el consumo de vapor y la utilización de vapor se debe a:
Condensación del vapor cuando viaja hacia el punto de uso, principalmente debido a superficies expuestas.
Fugas (si las hay)
Cuando el vapor se condensa en la pared de una tubería de vapor expuesta o sin aislamiento, cede su entalpía de evaporación.
La utilización adecuada del vapor ayuda a ahorrar en el costo de entrada del agua y el carbón. El ahorro de cada kilogramo de vapor es directamente proporcional al ahorro de un porcentaje de agua, carbón y electricidad.
El cálculo del consumo de vapor en una tubería durante la operación de inicio y la operación continua normal es posible, y se discutirá en detalle a continuación.
Consumo de vapor en las tuberías principales
El consumo de vapor dentro del sistema de tuberías necesita ser monitoreado y controlado con cuidado. La tasa de condensación del vapor en la red de tuberías de vapor depende del tipo de carga (es decir, carga de calentamiento o carga de funcionamiento).
La tasa de condensación del vapor debe tenerse en cuenta para dimensionar las trampas de vapor, así como para finalizar la salida de la caldera.
¿Qué es la carga de calentamiento?
Durante el arranque de la planta después de un largo tiempo o desde frío, se requiere vapor para calentar el sistema de manera uniforme y llevarlo a la temperatura de trabajo normal del sistema.
La 'carga de calentamiento' es la carga de vapor asociada con el consumo de vapor durante el arranque de la planta. Esto puede ser ya sea desde un apagado en frío, o desde el arranque después de un tiempo muy largo.
La tasa de condensación del vapor durante el período de calentamiento es máxima. El diseño de la trampa de vapor debe basarse en esta carga.
Una buena práctica es calentar el sistema muy lentamente por razones de seguridad, las tuberías se benefician de una reducción del estrés térmico y mecánico. Esto resulta en los siguientes beneficios:
Eliminación de fugas
Costos de mantenimiento más bajos
Mayor vida útil para las tuberías
No golpe de ariete.
¿Qué es la carga de funcionamiento de la planta de proceso?
La carga de funcionamiento de la planta de proceso es la carga de vapor relacionada con la carga continua normal (carga total) de la planta. La tasa de condensación del vapor durante la carga de funcionamiento total de la planta es mínima.
¿Cómo calentar un sistema?
Un calentamiento uniforme y lento del sistema se puede lograr mediante una pequeña válvula de derivación en paralelo a la válvula de aislamiento principal de la línea.
El tiempo requerido para calentar la red de tuberías determina el tamaño de la válvula de calentamiento (derivación). Esta válvula puede ser manual o automática, según el usuario/cliente.
Siempre es mejor desalentar la práctica de usar la válvula principal para el calentamiento en lugar de la válvula de derivación. Dado que la válvula principal es mucho más grande (diseñada para el requisito de flujo completo) y no es apropiada para usarse para un flujo pequeño durante el período de calentamiento.
Como se muestra en la figura 1 anterior, antes de la válvula principal/válvula de derivación, se instala un separador para asegurar que el vapor que pasa a través de la válvula esté seco para proteger el desgaste de la válvula.
Si proporcionamos suficiente tiempo para el calentamiento, entonces es posible obtener los siguientes beneficios:
Para minimizar el estrés de las tuberías
Para la seguridad operativa
Reducir las cargas de arranque en la caldera
El caudal de vapor necesario para llevar un sistema de tuberías a la temperatura de operación es una función de:
Masa
Calor específico del material
Aumento de temperatura
Entalpía de evaporación del vapor o entalpía saturada del vapor
Tiempo permitido
Donde:
ms: Tasa media de condensación del vapor en kg/hr
W: Peso total de la tubería más flanges y accesorios en kg
Ts: Temperatura del vapor oC
Tamb: Temperatura ambiente
C
