Los sistemas degeneración de vapor son muy usados en el sector industrial, bien sea para su uso indirecto a través de equipos de intercambio de calor o también para su aprovechamiento en contacto directo como parte de los procesos de producción.
La generación de vapor involucra en su producción, varios costos provenientes de su actividad:
- Por consumo de agua
- Por consumo de combustible
- Por consumo de energía eléctrica (bombas de alimentación, ventiladores, tableros eléctricos, etc.)
- Por consumo de aditivos químicos para el tratamiento del agua de caldero, vapor y combustible.
- Por costos de mantenimiento programados.
Cada uno de los elementos tiene su peso dentro de la matriz de costos. Siendo el propósito general de las áreas de mantenimiento el operar con la mayor eficiencia sus equipos y mantener estándares que exige la gerencia dentro de los costos generales de producción.
Uno de los campos que se han venido desarrollando a través de los años es el control automático de las variables de operación de los sistemas de generación.
Dentro de estos desarrollos las mediciones de parámetros en línea de la calidad del agua dentro del caldero, son de mucha ayuda para la toma de decisiones oportunas en el ajuste en las variables de proceso, control de purgas, adición de aditivos, etc.
Unos de los parámetros básicos es el control de sólidos disueltos en el agua de calderos, de baja y mediana presión. El incremento de los sólidos disueltos por encima del rango recomendado a una presión de operación especificada, puede generar tendencias incrustantes en el lado húmedo del caldero. Entre las principales consecuencias de alta concentración de sólidos disueltos, en conjunto con PH elevado del agua genera precipitación de minerales en la superficie de intercambio como consecuencia tenemos:
- Reducciónen la capacidad de transferir energía del combustible al vapor.
- Los depósitos generan sobrecalentamiento, en superficies metálicas llegando a provocar fallas mecánicas.
- Los depósitos se convierten en aislantes térmicos, requiriendo el incremento del consumo de combustible para mantener las tasas de generación de vapor, lo que redunda a pérdidas de energía evidenciado en el incremento de la temperatura delos gases de escape.
- Adicionalmentepuede llegar a generar paradas no programas para mantenimiento del caldero
Por otro la domantener el control de sólidos por medio de solo el control de purga de fondo manuales puede generar:
- Reducción de los sólidos disueltos, PH bajo, desconcentración de residuales químicos, y con agua dentro del caldero a las temperaturas elevadas, genera un efecto corrosivo en las superficies metálicas.
- Incremento en consumo de agua fresca, combustible y químicos. Redundado en perdidas
Existe en el mercado sistemas de monitoreo en línea programables pre programados, diseñados para operar a las condiciones de trabajo de los generadores de vapor. Son sistemas de fácil instalación, con opción para cambio de idioma y con varias opciones para controlar una válvula con actuador ON/OFF o con entrada 4 – 20 MA.
Estos sistemas son una valiosa herramienta para integrar a los sistemas de generación de vapor, asistiendo a los operadores de las áreas de calderos con el control dela purga de superficie, para mantener el equilibrio adecuado dentro del caldero.
Para la selección del sistema mas adecuado de control de sólidos en la purga de superficie que se adapte a las condiciones de operación de su caldero, se requiere de información básica a saber:
- Determinarla tasa de producción de vapor. Por dato de placa o calculando con base en la capacidad de generación del caldero.
- Determinar la presión de operación del caldero.
- Determinarlos ciclos de concentración del caldero. Para esto es necesario conocer el contenido de sólidos disueltos en el agua de alimentación (por la mezcla de make-up y retorno de condensados) y los sólidos disueltos máximos en el agua del caldero, recomendados por el fabricante del equipo o por la empresa que presta el servicio de tratamiento químico del agua.
Con estos parámetros se determina la tasa de purga de superficie y la frecuencia de realización de las mismas.
Un aspecto importante para tener en cuenta, es que el control de la purga de superficie no remplaza las purgas de fondo.
La purga de fondo es necesaria para remover lodos sedimentados, lo que se logra con el control de la purga de superficie es mantener el sistema equilibrado especialmente en procesos donde la demanda de vapor puede variar significativamente día a día.
