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Cómo optimizar el rendimiento de las calderas

Para prevenir la acumulación de incrusta- incrustaciones. Por el contrario, las Reducción del agua de aporte en kilos/
ciones, es vital inspeccionar visualmente purgas excesivas las purgas excesivas hora: 2860 2798 = 62 kg/h
los tubos de las calderas cuando la unidad incrementan los costos asociados con Entalpía (contenido de energía) del agua
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se detiene para realizar tareas de mante- el combustible, el agua y los tratamien- de la caldera a 7 kg/cm : 172 kcal/hora.
nimiento. Además, es necesario remover tos químicos. Entalpía del agua de aporte a 15,5 º C:
cualquier tipo de incrustación presente, 71 kcal/hora
ya sea utilizando dispositivos mecánicos Tasa óptima de purga: Esto depende Diferencia de energía térmica (agua de
o bien, realizando una limpieza con áci- de diversos factores que incluyen el tipo caldera vs. agua de aporte): 172 71
do. Asimismo, es aconsejable consultar de caldera, la presión de operación, los kcal/hora = 101 kcal/hora
con un especialista en tratamiento del tratamientos de agua y la calidad del Ahorros anuales de combustible= (62
agua y considerar modificar su plan de agua de reposición. Típicamente, las kg/hora × 4.000 horas/año × 156 kcal/h
tratamiento, en caso de ser requerido. tasas de purga efectiva varían entre 4% × US$8/MMBtu) / (0,80 (eficiencia de
y 10% del caudal de alimentación del la caldera) × 106 Btu /MMBtu (factor de
agua a la caldera. conversión) = US$2.700.
· Purgas de la caldera Ahorros anuales de agua y productos
Para ilustrar el efecto que conlleva redu- químicos = 62 kg/h × 4.000 horas/año ×
La purga de la caldera es necesaria con la cir las purgas excesivas, tomemos como US$0,001/litro = US$460.
finalidad de remover sólidos en suspensión ejemplo los parámetros de la siguiente Total ahorro anual: US$ 2.700 +
o disueltos que se concentren en la mis- operación para una caldera que funciona US$460 = US$3.160.
ma debido a la evaporación del agua. Los a gas:
sólidos en suspensión pueden presentar
la forma de lodo o sedimentos, los cuales Producción de vapor: 2630 kg por hora. · Conclusión
inhiben la transferencia del calor. La purga Presión del vapor: 7 kg/cm manométrica.
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de fondo es en general un procedimien- Horas de operación: 4.000 por año. Asegurar que las calderas puedan ope-
to manual que se realiza por unos pocos Temperatura del agua de aporte: 15,5 º C. rar de manera óptima es un componente
segundos en un intervalo determinado y se Eficiencia de la caldera: 80%. esencial del programa de conservación
utiliza con el objeto de remover los sólidos Costo de combustible: US$8 por MMBtu. de energía de una instalación. En este
en suspensión que se depositan en la parte Costos de agua y tratamiento: $0,001 sentido, se recomienda que la eficiencia
inferior de los generadores de vapor. Por por litro. de combustión de la caldera se controle
su parte, los sólidos disueltos que se con- Tasa de purga inicial: 8% de manera regular y que con este objetivo
centran en la interface donde el vapor se Tasa de purga final: 6% se lleven a cabo los ajustes pertinentes.
desprende de la superficie del agua; usual-
mente son removidos a través de lo que se Dados estos parámetros, el ahorro anual Es recomendable establecer una agenda
denomina purga de superficie o continua, alcanzado reduciendo los niveles de pur- periódica que considere inspeccionar
siendo éste un proceso continuo. ga desde el 8% al 6% puede calcularse visualmente los tubos de las caldera para
de la siguiente manera: remover cualquier tipo de incrustación
Las purgas ineficientes pueden llevar a que se haya formado, ya sea mediante la
generar una alta concentración de sóli- Utilización inicial de agua de alimenta- utilización de dispositivos mecánicos o
dos en suspensión y disueltos, que a su ción de la caldera: 2.630 kg/h (1-0,08) = bien, a través de una limpieza con ácido.
vez pueden causar arrastres de agua, 2860 kg/h
contaminado el vapor y empeorando su Utilización final del agua de alimenta- Se aconseja utilizar un plan de trata-
título, además de provocar la corrosión ción de la caldera: 2.630 kg/h (1-0,06) miento del agua que sea efectivo y que
del metal y posibilitar la formación de = 2798 kg/h contribuya a prevenir la acumulación de
incrustaciones, evaluar los procedimien-
Tabla 1 - Pérdidas de energía y eficiencia térmica debido al espesor de los depósitos por incrustaciones tos de purga utilizados para eliminar los
sólidos en suspensión o disueltos den-
Espesor de los depósitos pérdida total, de acuerdo al % de uso tro de la caldera y también producir los
expresados en pulgadas tipo de depósito
y milímetros normal alto contenido de hierro contenidos de hierro y sílice. ajustes que sean necesarios, para mini-
1/64” – 0,4 mm 1,0 1,6 3,5 mizar las purgas excesivas.
1/32” – 0,8 mm 2,0 3,1 7
3/64” – 1,2 mm 3,0 4,7 --- El tiempo destinado a la realización
1/16 – 1,6 mm 3,9 6,2 ---
de estas actividades será una inversión

Nota: las incrustaciones de tipo normal se encuentran en generadores de baja presión. para mejorar el balance financiero final
Las incrustaciones con alto contenido de hierro y aquellas que se componen de hierro y sílice se presentan en generadores bajo
condiciones de servicio de alta presión de la instalación n
A&G 94 • Tomo XXIV • Vol. 1 • 146-147 • (2014) 147