23/7/10

Recuperación de calor en calderas de vapor ERGÓS

El aumento de la eficiencia es muy importante por el ahorro de combustible y además porque en calderas de cogeneración los complementos retributivos son función de esta eficiencia y permiten discriminar las que deben ser objeto de fomento.

Normalmente el rendimiento de las calderas de vapor pirotubulares con quemador (dependiendo de las condiciones de trabajo) es del orden del 91 ó 92 %.

Este rendimiento se puede incrementar reduciendo la temperatura de los humos con uno o más Economizadores en serie a la salida de los gases de la caldera, reduciendo su temperatura y aprovechando al máximo el calor residual.

Con un Economizador Gases / Agua se puede incrementar de modo económico el rendimiento un 4% (hasta un 94% +-1). Un Precalentador adicional de aire de combustión puede aumentar el rendimiento otro 3% (hasta 97% +-1).

ANINGAS S.A. suministra dos tipos de Economizadores Gases / Agua:
Economizadores “en línea”, es decir que no están situados sobre la vertical de la propia caldera. Además del by-pass del circuito de agua, se dispone de by-pass de gases manual integrado en el propio equipo. Facilitan el mantenimiento y la inspección. Minimizan el riesgo de corrosiones en la caldera por condensación.

Economizadores en chimenea. Mucho más compactos, adecuados para calderas existente o salas de calderas con limitación de espacio.



En ambos casos se puede precalentar el agua de alimentación de la propia caldera u otro circuito independiente de agua para otras aplicaciones (agua de proceso, ACS, ...)

En el diseño de estos equipos se deben tener en cuenta:
• Limitar la temperatura del agua de alimentación de la caldera, a la salida del economizador a unos 4ºC (approach point) por debajo de la temperatura de saturación del vapor en el interior de la caldera, para evitar vaporizaciones en el Economizador.
• Mantener la temperatura de los gases a la salida del economizador por encima de 120ºC / 125ºC para evitar condensaciones y corrosiones. Sin embargo se pueden diseñar Economizadores especiales de acero inoxidable para aprovechar también el calor de condensación.
• Mantener la temperatura de entrada del agua al economizador por encima de 75ºC / 78ºC en calderas de cogeneración a partir de gases de motores, para evitar la condensación de aceite del motor.

Los materiales constructivos se deben escoger en función de las necesidades de cada caso:
• Tubos de acero al carbono con aletas de aluminio.
• Tubos de acero al carbono con aletas de acero.
• Tubos de acero al carbono con aletas de acero soldadas por radiofrecuencia y casquillos antivibratorios en los extremos (para calderas de cogeneración de motores)

Dependiendo del tipo de caldera (convencional con motor de gas, biogas, gasoil, fuel oil o de cogeneración de motores o turbinas) se utilizan
• Distintas separaciones de aletas: 3mm (8 aletas por pulgada), 4 mm (6 aletas por pulgada), 5 mm (5 aletas por pulgada), 6 mm (4 aletas por pulgadas), 8 mm (3 aletas por pulgada). Con distintos coeficientes de transmisión, superficie de transmisión y facilidad de limpieza.
• Diferentes disposiciones: al tresbolillo (más eficiente) o paso cuadrado (mayor facilidad de limpieza)

Los Precalentadores Gases / Aire son más caros y ocupan más espacio,  pero presentan las siguientes ventajas:
• Permiten aprovechar al máximo el calor de los gases.
• No hay corrosiones en el circuito agua.
• Validos para gases de combustión de fuel oil, en que se requerirían Economizadores especiales
• Si el retorno de condensados es a alta temperatura, por ejemplo en la industria cervecera, la temperatura de entrada a un Economizador Gases / Agua es muy próxima a la temperatura del vapor y el calor recuperable sería muy poco.
• Se puede utilizar también para calderas de agua sobrecalentada en que la temperatura de retorno es muy similar a la temperatura de la caldera y la temperatura de humos es relativamente baja.

Los Precalentadores Gases / Aire se utilizan en calderas industriales conjuntamente con quemadores para aire caliente.


La instalación, reparación e inspecciones periódicas de los economizadores están incluidas en el ámbito de aplicación de la Instrucción técnica complementaria ITC EP-1 CALDERAS del vigente Reglamento de Equipos a Presión.

En los últimos años en ANINGAS S.A. hemos estudiado e instalado numerosos economizadores y precalentadores tanto en calderas nuevas como en existentes, de distintos fabricantes. Consulten sin ningún compromiso, en muchos casos el retorno de la inversión es muy corto.