¿Qué es un Economizador en una Central Térmica?

Definición de Economizador

Un economizador es un dispositivo mecánico que se utiliza como intercambiador de calor para precalentar un fluido y reducir el consumo de energía. En una caldera de vapor, es un dispositivo intercambiador de calor que calienta los fluidos o recupera el calor residual del producto de la combustión, es decir, los gases de escape en una planta termoeléctrica antes de ser liberados a través de la chimenea. Los gases de escape son los gases de combustión producidos en las centrales eléctricas, que consisten principalmente en nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, hollín, monóxido de carbono, etc.

Por lo tanto, el economizador en las plantas termoeléctricas, se usa para economizar el proceso de generación de electricidad, como sugiere el nombre del dispositivo. El calor recuperado se utiliza luego para precalentar el agua de alimentación de la caldera, que finalmente será convertida en vapor sobrecalentado. Así, se ahorra en el consumo de combustible y se economiza el proceso en gran medida, ya que estamos recolectando el calor residual y aplicándolo donde se necesita. Sin embargo, hoy en día, además de eso, el calor disponible en los gases de escape puede ser económicamente recuperado usando un precalentador de aire, que es esencial en todas las calderas de carbón pulverizado.

Principio de Funcionamiento

Como se muestra en la figura anterior, los gases de escape que salen del horno de la caldera de vapor llevan mucho calor. La función del economizador en la planta termoeléctrica es recuperar parte del calor que se lleva en los gases de escape hacia la chimenea y utilizarlo para calentar el agua de alimentación a la caldera. Es simplemente un intercambiador de calor con gases de escape caliente en el lado de la carcasa y agua en el lado de los tubos, con superficie de calefacción extendida como Aletas o Branches.

Los economizadores en las plantas termoeléctricas deben dimensionarse para el volumen y la temperatura de los gases de escape, la caída de presión máxima pasada por la chimenea, qué tipo de combustible se usa en la caldera y cuánta energía necesita recuperarse.

Cuando el agua se hierve en la caldera de vapor, se produce vapor, que luego se sobrecalienta y se pasa a las turbinas. Luego, el vapor agotado de las aspas de la turbina, se pasa a través del condensador de vapor de la turbina, en el cual el vapor se condensa y este agua condensada luego se precalienta primero en el calentador de agua de alimentación y luego en el economizador antes de reingresar a la caldera.

Se coloca en el paso de los gases de escape entre la salida de la caldera y la entrada a la chimenea. En esto, se colocan un gran número de tubos de pequeño diámetro y paredes finas entre dos cabezales. Los gases de escape fluyen fuera de los tubos, generalmente en contracorriente.

Tipos de Economizador

Economizador de Tubo con Aletas de Hierro Fundido (CI)

Los economizadores de tubo con aletas de hierro fundido están hechos de hierro fundido, fabricados con aletas de hierro fundido clasificadas, tienen las siguientes características,

• Alta eficiencia óptima debido al contacto adecuado de las aletas con los tubos.

• Comúnmente utilizado en plantas donde se genera gas de escape intoxicado debido a la calidad del combustible quemado.

Economizador de Tubo con Aletas Redondas

Esto está hecho de acero suave fabricado con aletas cuadradas y redondas, soldadas en tubos de acero sin costura, tiene la característica,

Se asegura un contacto adecuado entre los tubos y las aletas para una eficiencia óptima.

Economizador de Tipo Tubo Enrollado

Estos se utilizan principalmente en plantas termoeléctricas y grandes unidades de procesamiento. Estos economizadores de tipo tubo enrollado están fabricados con tubos de acero sin costura, tienen las siguientes características,

• Son muy eficientes en la recuperación de calor de los gases.

• Ocupan muy poco espacio.

Economizador de Tubo con Aletas Horizontales

En esto, el tubo de acero sin costura está soldado con aletas horizontales para formar un conjunto completo de economizador para la transferencia de calor, tiene las siguientes características,

• Se toma el cuidado adecuado para hacer el contacto de las aletas con los tubos para una transferencia de calor perfecta.

• Estos se usan principalmente en plantas termoeléctricas.

No Condensante vs. Condensante

Los economizadores no condensantes se utilizan en plantas de carbón para prevenir la corrosión ácida, mientras que los economizadores condensantes, utilizados en plantas de gas natural, mejoran la eficiencia enfriando los gases de escape por debajo de su punto de condensación.

Aplicaciones y Beneficios

Se utiliza en todas las plantas modernas. El uso de economizador resulta en el ahorro del consumo de combustible, aumenta la tasa de vaporización y la eficiencia de la caldera.

Algunas de las aplicaciones comunes del economizador se mencionan a continuación:

• En las centrales térmicas, captura el calor residual de los gases de escape de la chimenea de la caldera (gases de escape) y lo transfiere al agua de alimentación de la caldera.

• Los economizadores de aire en sistemas HVAC (Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado) pueden ahorrar energía en edificios utilizando el aire exterior frío como medio de enfriamiento del espacio interior.

• Refrigeración: Esto se utiliza comúnmente en la refrigeración industrial donde la refrigeración por compresión de vapor es esencial. Los sistemas con economizadores buscan producir parte del trabajo de refrigeración a presiones altas, condiciones en las que los compresores de gas son normalmente más eficientes.

Ventajas y Beneficios del Economizador

Las ventajas de un economizador incluyen:

• Recupera más calor de los gases de escape que un precalentador de aire normal no puede hacer.

• Debido al aumento de los precios del combustible, todas las centrales eléctricas enfrentan presión para aumentar la eficiencia de la caldera. Al usar un economizador, esta presión se puede minimizar.

• En las centrales eléctricas donde no se usa, se requiere una gran cantidad de agua para enfriar los gases de escape antes de la desulfurización, lo cual se minimiza mediante el uso de economizadores.

• La eficiencia de la central eléctrica se reduce cuando el precalentador de aire de vapor requiere vapor.