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VPI Conservacion de Energia

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Vapor

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CtiRSO: '.LISS EFICIENTE DEL VAPOT¡."

PREPARADO POR: RAMIRO MOSCOSOCTE. DE PROYECTOS Y SER\'ICIO TECNICOVAPOR PARA LA INDUSTRIA. C.A.

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PROLOGO

Les labores cotidianas de tnantenimiento en cualquier elnpresa. obiigan a responder de fbry¡rnmediata a dar solución a los problernas. N{uchas veces esta "solución''. no es la más acertacla

-!a sca por f-alta de tiempo para r.iccutar rur trabajo. alto cosio cn la modificación o compra dc uncquipo. dcsconocimiento dcl sistcma. persollal no calificado. entre otras. Esto se traducc er¡desorganización. cansaucio. slrcss. mediocridad. Por srrpuesto INEFICIENCIA. baia calidad delproducto" baja productiridad.

Esta sifuacion comítrunente encontrada. desvirtúa toda acción proactiva para laimplenlentación de soluciones pennanenles basadas en el conocimiento. comprensión del sistema.¡' aprovechamiento m'árimo dc todos los rccursos. con cl objctivo dc mc¡orar continualncntc losdifcrcntcs proccsos de producción. aumcntar la productiridad. la calidad dcl producto.satisl'acicndo dc csla Ínancra. Ias c.xigencias cn el cntomo social r dc la nrisrna crnprcsa

uno de estos recursos es la energia calórica obteruda. cornúrunente del vapr de agua.

El curso "USO EFICIENTE DEL VAPOR''. esta clcstinado a t'acilitar la comprensión sobrecste rcctlrso energético cu) a tcctlología para su gencraciór1 es una de las nrás antiguas. tal vezesta considcración nos permite ver al VAPOR. cromo algo cotidiano sin percatarnos dc los gra\.esproblemas que por el descuido en su utilización puede orisirar.

Sin duda alguna, la mala utilización dc la euergía da lugar a grandes pérclidas para cualqurercmpresa. dificiles de percibir. Estas pérdidap son dificiies de percibir ),a qrre se requiere de.L Mcdicioncs2. Rcportes3. Conocirnicnto-1. Criterio profesional I' cultura del Ingeruero. tecnico. nlecánico. operador v de los accionistas

1'lo dueños de la empresa.

Conoccr c idcntificar las oportunidadcs de nrcjora. cr-r la utilización. distribución v sclccciónadecuad¿ de los elementos que intcgran el sistenra favorcccrá. efectivamente a mcjorar iascondiciones de trabajo de cada uno de los indiriduos que integren una organización productiva

Ei materiai presentado es toffado de libros. informaciones de los clif-erentes fabricantcs clctranlpas para \apor. semilarios sobre consen'ación de energia. cursos sot)re operación dccalderas. tratamiento de aguas para calderas 1, nuestra experiencia. que suma más de veinte añosdc trabajo continuo en sen"icios a planta.

VAPOR PARA LA INDUSTRTA. C.,A.

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Page 4: VPI Conservacion de Energia

BIBLIOGRAFÍA

l. CRANE ''Flujo de fluidos en valvulas. accesorios l,tuberías"MacGraw'- Hill edición 1989

2. BABCOCK & \I{LCOX " Steam its generation and use"BABCOCK & WILCOX 39th edition 1978

3. CADEM ''Manual de eflciencia eriergética para la industna"hnprenta Industrial. S.A Bilbao 1984

4. LATIN AMERICA POWER HOUSE WORKSHOPCiudad de Americara - Brasil 1995

5 NiCHOLSON STEAM TRAS & SPECIALTIES DESIGNER S GUIDE secondedition

6 SPENCE STEAM & FLUID CONTROL DESIGNER'S GUIDE second edition

7. .ARMSTRONG lntemational. Inc. "Steam consen'ation gurdlines lor condensatedrainage, steam trap sizrng a¡rd selection" Handbook N- I 0 I 1995

8. SPIRAX SARCO "Desing olfluid S]'Stems"

SPIRAX SARCO Hook-UPS 1992

9. TLV "Catalogos de productos N" 5170; 7024.1573"

10. GESTRA "Catálogo de productos Steam traps and steam traps testing"

11" CALGON Interamerican "Tratamienlo de aquas industriales"CURSO i992

12. BE'TZ ''lndustrial rvater conditioning"BETZ Handbook ot. ninth edition l99I

I3. SHEPPARD T. POWELL ''Acondicionamrento de aguas paralaurdustria'Imprenta Industrial. S.A Bilbao l9B4

Page 5: VPI Conservacion de Energia

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" U so Eiíciente tlel yurytr,'pUArfOS ATRATAR:

,'.Oué es el vapor de agua?

calderas. tubedas. válvulas reguladoras. tmmDas Irar-a vaDor. erc.Variables sue deben ser controladas...Ahorro de enerrgía ,.-dónde?

NO SE PUEDE GERENCTAR LO QUE NO SE CONOCE...

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...Nt I{EDIR LO QUE NO SECUANTIFICA...

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LA ENTAACION

UCTI\,TDCOSTE I

(rSO R,/ICI(l\'..11, DE L..1ENER

Page 6: VPI Conservacion de Energia

PRODUCTI\/IDAD

EFICTENCIA.

COSToS

cotttcgpros nÁs¡cos:

. vApoR SATLTRADO: Es el vapor puro a la temperatura que conesponla alpunto de ebullición del agua a la presión existente.

' PRESIÓN ABSOLUTA: Es la presión sobre la presión de vacío perfecto"expresada en este curso en lbsr,plg2 (psig + 14,7 : psia).

' PRESIÓN MANOMÉrRICa: Es la presion sobre la presión atrnoslerica-expresada en esle curso en Ibslplg2 (psia - 14.7 = psig).

' ENTALPÍA o cALoR DEL LÍQUIDO SATURADO: Es ta canridad de calorrequerido para aumentar ia temperatura en una libra de agua de 32oF a latemperatura de ebullición- espresado en este curso en Btu (British Thermal Unit).

' CALOR LATENTE O ENTALPÍa nn VAPORIZACIÓN: Es la canridad clecalor requendo para canlbiar una libra de agua en ebullición a una lrbra de yapor.expresado en este curso en Btu.

' Eh{TALPÍA O CALOR TOTAL: Es la suma de la entalpía del liquido saturadomás la entalpía de r.aponzación

' TENÍPERATURA: Es la medida del movrmiento molecula¡ de una sustancia ocuerpo. Mor imientos mas rapidos de las moléculas originan ma\/or temperatura

' CALOR: Es i¡ia niedida del movimiento de o transferencia de energía de uncuerpc con una iemperatua nxr.vor a olro con una temperatura menor.

' VOLUMEN BSPECÍrrco: Es el vorumen por unidad de masa (pie3,4b; dnb).

' VAPOR FLASH o REVAPORTZADO: Es el vapor que resulta de descargaragua a la temperatu¡a de ebullición de una presión exlstente a otra menor.

Page 7: VPI Conservacion de Energia

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¿D.4R US} RACt()ivAt. A I-A E\TERGí.A...?

CLIAI'{DO EL VAPOR SE CONDENSA. SEDE EL CALOR L¿\TENTE L¡\ENERGíA T'RANSFERIDA AI- IVlATERIAL,QTJE ESTA SIENDO CALI]NTADO

REPRESENTA APROXIN,ÍADAMENTE EL 75 % DE LA ENERGIA REQUERIDAPOR LA CALDERA PARA PRODUCIR VAPOR

;cÓrwo sg onrct¡¡,q EL vApoR?...

El agua en condiciones atmosféricas normalss, se encuentra en estado iíquido. Cuandt¡clerta cantidad de agua se calienta por un medio externo ia temperatura del agLraaurnenta notandose en la superlicie pequeñas burbujas que se rompen r se fornia:lcontrnuamenle

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Existen tles etapas diferentes durante el proceso de convemión del agua a vapor.

r En Ia primera etapa. el calor se aplica para incrementar la temperatura del aguahasta el prurto de ebullición o temperatura de saluración. correspondiente a la-scottdícíones de ¡tresió¡t bajo las cuales se proporciona ei caior. La cantidad decaior requerido para eleva¡ la temperatura del agua hasta el punto de ebullición.se conooe como entalpía del agr_ra o calor sensible

¡ En la segr-rnda etapa se proporciona calor al agua hrv'iendo y' bajo condiciones depresión constante. el agua se convierte en vapor sin aurnentar la temperatura- el\iapor se encuentra en la condición conocida como saturado seco o húmedo.dependiendo de las condiciones de generación.Esta es Ia lbse de evaporación o Calor lstente.

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La tercera etapa comtenza cuando el vapor a una determrnada presion se calientapor encima de ia tenrperatura del vapor saturado a esa inisma presión. El vapor sellama ent on ces s 0 b rec a! efllqúo.

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PROPTEDADES TERMODINÁMICAS DEL I/APOR DE AGLTA

LA ENTALPIA TOTAL SERÁIGTJAL A LA SUMA DE LAENTALPÍA DEL AGUA SATURADAuÁs ra ENTALPÍA DEL vApoRSATURADO.

EN EL VAPOR SATLIRADO, L.ATEMPER{TLTRA SERÁ ÚXICNPARA TI}IA MISMA PRESIÓN.

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EL VOLÚMEN ESPECÍFÍCO DELVAPOR ES }!A}'OR A FTENORPRESIÓ¡{.

Para obtener una mejor calidad en el vapor satura- se deben instalar separadores dehumedad. estos son equipos mecánicos que permiten la separación de las "gotitas" deagua que viajan con el vapor. Los separadores de humedad se instalan en el intenorde las calderas (cuando estas lo permiten) o bien en la linea de sen'iciopreferiblemente lo mas cercano posible al equipo consumidor de r,apor.

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TABLA DE PROPIEDADES DEL VAPOR SATURADO

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Equipos generadores de vapor que cumplarr con la demanda de consunro enplanta.ccrrecta selccción de las fut¡edas principates y mmales. La caída de presiónno debe exceder del Z0o/o de la prcsión de la caldera.Toda conexión de ramales en tubería principal, deben{ ser por Ia partesupedor de estaAislamiento térmico en tuberías y equipos de acuerdo a las especificacionesde ingeniería.

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CALCUI,O EFIC|ENCIA Y CAPACTDAD REAL DE I'AS CALDERAS

Un factor que influye en la eficiencia de la caldera es Ia Entalpía del agua de

alimentación. esta situación origina una disminución en ei rendimiento de la caldera.

La capacidad de generación de vapor indicada en la placa de una caldera- es conocida

como la "capacidad nominal" y Se cumple cuando a [a caldera entra agua a

temperatura de 212"F y'- descarga a presión atmostérica.

CALCLILO DE CAPACTDLD REAL DE L4S CALDET,AS (CRI B' \ÁNDOSE EN

TA ENTALPIA DEL AGLM DE ALIMENTACION:

Entolpía específicct de evaporación a 0 psigcR -. -------

Entalpía especíJica del - entalpia especíJica

Vttpor a lo presión de del agua de

generttción alimentacio¡t

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La conerlón correcta de los

ramales de la tuberíaprurcipal de vapor garanliza

una meior calidad del vaPor

a los equipos de produccién.

El aislamiento térmico debe

ser instalado de acuerdo a

tas especificaciones del

fabricante para c,ada

aplicación.

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Page 17: VPI Conservacion de Energia

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Seleccién conrcta detmmpa para manifoldpdncipal, cuya instalacióncuente con un colector decondensado.Selección e Instalaciénconecta de trampas deacuerdo a la exigenciapropia del sistema en líneasde servicio y equipos deproduccién.

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CONTINUANDO...LIN SISTEMA DE VAPOR BIEN DISEÑADO DEBERA PREI'ER..

Selección correcta de válvulas reguladoras de presién y de temperatura.Instalación estratégica de eliminadores de aire y v¡ilvulas rompe vacío.

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Page 18: VPI Conservacion de Energia

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LA UBICACIÓN DE TRAI}TPAS EN EL STSTEi\{A EXISTENTE DEBEOBEDECER. A LA PROP¡A EXIGENCIA DEL SSTE]IIA:I:

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Page 19: VPI Conservacion de Energia

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CLIIDADO CON LAS TRAMPASII:I ...

v.P.r.LAS CONOCE TODAS...

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STN SLIPERVISIONORIGIN.{N PERDID.{SMILLONARIAS. DIFÍCILESDE PERCNIR

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DE

r PROBLEMAS EN LAOPERACTON DE EQUPOSDE PRODUCCION. PORSOBRE PRESION EN EL

RETORNO DE CO}{DENSADO POR TRAMPAS FUGANDOX (ANEGAMIENTO DEL EQUIPO)X PÉRDIDA DE TIEMPO EN ARR{NQUES DE EQUIPOS DE PRODUCCIOh]

Y PÉRDIDA DE VAPOR POR PURGA OBLIGADA DEL SISTE]\4A¡C COSTE ELEVADO POR INVENTARIOS EN ALMACENX COSTE ELEVADO POR MANTENIMIENTO (PEDIDOS FLIERA DE

LUGAR)

.OUÉ ES LA TRAMPA PARA VAPOR?

ES UNA VÁI-IUI.¿ AUTO ACCIONADA QUE ABRE EN PRESENCIA DECONDENSADO Y CIERRA EN PRESENCIA DEL VAPOR.

OBJETIVO DE LA TRAMPA PARA VAPOR...

. ELIMINAR EL AIRE Y CASES NO CONDENSABLESo ELIMINAR EL CONDENSADO TAN PRONTO COMO ESTE OCURRA.

SIN PERMITIR LA FUGA DBL VAPORo PROTEGER AL SISTEMA Y EQUIPOS DEL GOLPE DE ARIETE.

GOLPB DE ARIETE:

. DIFERENCIAL DE PRESIÓN.

. cHoQUE TERMICO. cHoQUE r{rDRAÚLrCO

PARA PREVENiR EL GOLPE DE ARIBTE,E\{ITE LA ACUMULACIÓN DE CONDENSADOEN LINBAS DE SERVICIO INSTALANDOESTRATEGICAMENTE LAS TRAMPASADECUADAS.

Page 20: VPI Conservacion de Energia

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TIPOS DE TRAMPAS...

o TERMOSTÁTICAS! Sienten la diferencia de temperatura enrre el r apor I' elcondensado o e! aire. se encuentran dos tipos. Brmetállcas v de fiielle de presiónbalanceada.

' MECÁNICAS: Sienten la diferencia de densiclad entre el condensado r,el i.aporo gases. se encuentran dos tipos: de balde inr.ertido r- de flotador/termostáticaFT.

' TERMODINÁMICAS: Sienten la diferencia de presiones dLnámicas delcondensado a ba3as i,elocidades o del vapor re evaporado a i clocidades ¡na¡altas.

DEBIDO A SU CONSTRUCCIÓN REQUIEREh{ DE AJUSTES FRECUENTESPARA GARANTIZAR SU OPERACIÓN

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Page 21: VPI Conservacion de Energia

Funcionamiento

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CARACTERÍSTICAS DE LA TRAMPA TERMOSTATICA BIMETALTCA

o EL BIMETAL ACTUA A LNA CIERTA TEMPERATURA FIJA DE TALMANERA QUE LA TRAMPA ABRE Y CIERRA A LII'IA TEMPERATURADETERM]NADA INDEPENDIENTE DE LAS PRESIONES DEL VAPOR.

. CUANDO LA VÁLVIIIA CIERRA LA PRESIÓN EN EL INTEzuOR DE LATRAMPA ACTUA PARA MANTENERLA CERRADA. POR TANTO LATRAMPA ENCUENTRA CIERTA RESISTENCIA AL MOMENTO DE

ABRIR. EXISTEN DISEÑOS QUE OFRECEN MEJORAS AL RESPECTO. DEBIDO A QUE EL BIMETAL TIENE LNA REACCION LENTA A LAS

VARIACIONES DE TEMPERATI.IRA. ESTAS TRAMPAS NO RESPONDEN

CON RAPTDEZ A CAMBIOS DE CARGA DE CONDENSADO O DE

PRESIÓN. NECESITA SER RECALIBRADA.. RESTSTE EL GOLPE DE ARIETE¡ GRAN CAPACIDAD DE VENTEO DE AIRE. GRAN CAPACIDAD DE DESCARGA DE CONDENSADO EN

COMPARACTÓN A SU TAMAÑO

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Page 22: VPI Conservacion de Energia

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TRAhTFA TERivíOSTAT.ICA DE FUELLE DE PRESIQN BALAn.CEADA

. SE AUTO AJTJSTAN A DISTI¡{TAS PRESIONES DE OT'TNACIÓX.

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P ressu re

. ESPECTATIVA DE VIDA SUPERIOR A LOS 5 AÑOS (TRAMPAS CONGARANTIA DE TRES ANOS)

. NO REQLIERE DE LINA POSICION EN PARTICLILAF. PAF.A SUOPERACION

CARACTERISTICAS DE LA TRAMPA TERMOSTATICA DE PRESIÓNBALANCEADA:

. GRAN CAPACIDAD PARA VBNTEAR EL AIRE Y LOS GASES NOCONDENSABLES.

. ALTA EFICTENCIA TER]I{ICA EN OPERACIÓX XONNTAL OI{AYORQUB IB Y TD).

. NO SE AFECTA POR LOS CAMBIOS AMBIENTALES.

Page 23: VPI Conservacion de Energia

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CAPACIDAD HASTA 25OOO LBS/HR. \' PRESIOI{ DE HASTA 650 PSTG.

ApLICAcTóx nru vApoR sATtrRADo o soBRE cALEr\TADo.rrnreño rrqrrrño EN RELAcTóx A st-r ALTA cArACTDAD DEDESCARGA.J\,TUY FACIL N{ANTENTMTENTO ]\TINI]\lO COSTO DE INVENTARTO.sE AUTo aJUSTA A LAS DIFERENTES pRESToNES DE opsnlcróx.

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08

Lbs.

816-250

CONEI.2"r- 2-1t2"

\DT

ts73FO óFC

coliEx; t-712" y 2"

Yl. _-81+250

CONL\.1i]'1-1"4r '

NPT, ",{53r'O ó

raCO}EI,

812-250 .

coNEx-

\D'l

N453FO óF(]

coi{E\-tt" r+1"

19.000

5.7üt5.300 a 200 PSr

3.2íXr:a :{)0 FSi

12.300

I 8.{}iÜ

{.',(itil}.IclQ l:5T{T

1 8.1160

.-_- _,_ . .t-,".3,8ü)6.2{ñ

c/oRF¡clo 12-{

PSI

ó545 :

9{ilI.80ü

c.'(-)RrI.]CÍ) 125Psi' ,

2825 :

AR\ISTROI{G 1i

AR\{SIRO}¡G

h,'tCHOLS{}F*

I\'ICÍTOI,SO\

5.700

I

Page 24: VPI Conservacion de Energia

TRAÑIPAS ÑIECANICAS:

TRAMPAS MECANICAS DE BALDE INVERTIDO

¡

I

Descarga el condernado rntenmtentemente de forma vlolenta- para me.lorar la

operación de esta ,.u-pu se pre{iere instalar un elemento bimetdico termostático

para ventear más fácilmente el aire 1' los no condensables'

oUNMISM()ÑIoDELoREQUIEREDEDIFERENTESDIAMETROSDEORIFICIOSPARATRABAJARADISTINTASPRESIONESDEOPERACIÓN.

o DEBE SER INSTALADA ESTRICTAMENTE EN UNA SOLA

POSICIÓN.

REQTIIERE DIS.i"|,\.7.{}:; l}l'.|'1187-R{t'g |}ti í,iR/rl{.1..}\ jl'iF'] i

DIFERE^-rES PRESII\'ES Í)E rll>t:R.'lt'¡{ih- ESTO OBLIGA A TENER

u{SToCKDEALMACENDIVERSOTRATANDOSEDELNN,IISMOMODELO DE TRAMPATAMAÑO Y PESO MIJY GR-ANDE EN COMPARACIÓN CON SU

CAPACIDAD DE DESCARGA DE CONDENSADO

¿?

a.

INYERTIDO:

Page 25: VPI Conservacion de Energia

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DEFICItrNTE CAPACIDAD PARA VENTEO t)E AIREEN SITLJACION DE PRESION N{ODULANTTE PIERDE EL SELLO DEACLIA Y FUCA VAPOROFRECE LARGA VIDA EN SERVICIORESISTE EL GOLPE DE ARIETEPOSEE TRES ELEN,TENTOS Ir4O\¡ILES: P.,{LANCtA. \,AL\/ULA YCUBETAPARA SU MA}ITENIN,IIENTO SE DEBE CAN,IBIAR: \'ÁLVULA ASIENTODE LA VÁLVLJLA PALANCA HORQLIILLAS. TORNIILLOS DE LASHORQUILLAS Y EMPACADURA DE LA TAPA-

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OPERACIÓN DE LA TRAMPA DE FLOTADOR

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La acción del elemento tennostático pernlte a este tipo de trampa ventear conlacilidad el aire )' los no condensables que pueden bloquear la acción del flotadorimpidiendo la descarga del condensado. La descarga de condensado es continua, porlo que se hace imporlante identificar el vapor flash del vapor vivo.

Page 26: VPI Conservacion de Energia

22

CARACTERISTICAS DE LA TRA[!!A N{ECANICA DE FLOTADOR YTERMOSTATO.

' GRACIAS AL ELEMENTO rERN{osrAT'ICo DE pRES}o¡-BALANCEADA. ESTA TRA]\,IPA TIENE GRAN CAPACIDAD DE VENTEODE AIRE.

. DESCARGA CONTINUA DE CONDENSADO

. TAMAÑO GRANDE EN CON,{PARACIÓN CO}J SLI C]APACIDAD DED ES CARGA D E CtOn- DEN SADO.

. EL FLOTADOR NO RESISTE EL GOLPE DE AzuETE

. SE DEBE SELECCIONAR DISTINTOS DIAMETROS DE ORIFICIOS DEDESCARGA PARA DIFERENTES PRESIONES DE OPERACION. CONDICION DE FALLA CERRADA

. CUATRO PARTES MOVILES. FLOTADOR PALANCA. \'ÁLVLILA Y ELFUELLE DEL ELEMENTO TERMOSTATICO

TRAMPA TERMODINAMICA

OPERACIÓN DE LA TRAMPA TERMODINAMICA:

Esta trampa actúa dependiendo de la rapidez en que se condense el r,apor sobre eldisco" el cual ejerce la fuerza de cierre. los cambios ambientales afectan la operaciónde la trampa pudiendo llegar a quedar abiertas fugando grandes cantidades de r,apor.

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Page 27: VPI Conservacion de Energia

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CARACTERTST'ICAS pE LA TRAUPA TERj\{ODTNAMTCA:

CONSI.J]\4EN GRAN CANTIDAD DE ENERGIA EN OPERACIONh{ORMALSU OPERACION ES AFECTADA POR LOS C,A"MBIOS EN EL A]\,,[BIENTI].OzuCINANDO CICLOS DE APERTURA MÁS SEGLIIDOSDESCARGANDO VAPOR VI\¡O.

tr NOES REPARABLEtr NO TRABAJAN CORRECTAMENTE CON BAJAS PRESIONES (3 A I0

PSI) O ALTA CONTRA PRESTON. CAPACIDAD HASTA 30OO LBS/HR Y PRESIONES HASTA 60(I PSI

" T,A]\,ÍAÑO REDUCIDO Y LiVIANAS. RESISTENTES A LA CORROSION Y AL GOLPE DE ARIETE. SE DEBEN TNSTALAR PREFERIBLEMENTE EN POSICION

HOzuZONT,4LE PLJEDE SER BLOQUEADA POR AIRE EN ARRANQUES RAPIDOS

CUALIDADES DE UNA BUENA TRAI\IPA pARA VApOR. esra debe...

,/ DESCARGAR EL CONDENSADO. ,AIRE Y LoS GASES I.VoCONDENSABLES

/ RESPONDER A LA CARGA DE CONDENSADO EN LIN AMPLIO RANGODE PRESIONES Y TEMPERATLTRA

/ SER SENCILLAY ROBUSTAr' TENER POCAS PARTES MOVILES./ MINIMO MANTENIMiENTO Y REPUESTOS EN TNIVENTARIO

(ALMACEN),/ LARGA VIDA EN SERVICIO

UNA BLTENA TRAMPA PAR{ VAPOR .\'i j :ii:¡i::..

X DESCARGAR VAPOR VIVO.X FALLAR O TRABAJAR DEFICIENTEMENTE SI CA"MBIA LA PRESIO¡V

DE TRABAJO.X RESPONDERLENTAMENTE O DEMORAX ABRIR MI'Y FRECUENTEMENTE. POR ]\{T'Y CORTO TIEMPO O POR

futUCHO TIEMPOx R.EQUERIR DE AJUSTES O REPARACIONES CO}.iSTAI.ITESX RJEQLIERIR I-iNA GR-^N VARIEDAD DE N{ODELOS R.EPUESTOS O

MEDIDAS DE ORiFICIOS PARA DIFERENTES PRESIONES

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Page 28: VPI Conservacion de Energia

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¿QUE DEBENiOS CONOCER PARA SET,ECCTONAR r.AS TRAI\{pAS ['Ar{AvAPOR?

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PRESIÓN DTFERtrNCIALTASA DE CONDENSADOFACTOR DE SEGURIDADTIPO DE EQLTIPO

TIPO DE OPERACIONTIPO DE VAPOR\,{EDIDA DE LA TTJBERIATIPO DE ACOPLAN{IENTO

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I

La selección de las trampas debe garantizar además, mayor eficiencia energéticaen selicio norrnal de operación...

-1-,r. i._ t, r ¡rri ¡rr: I li.t eit.r¡:.. 1ri i i i _i( lr (-\.,.), 1l'1. !rr!.r!r: ir¡,.:r ii!,:. sta.:q11r irra;1:ri ,t.: 1....'r'" irJt trÉ:¡ti r,ri: or¡ t¡-::,1 ¡it::, lr,.I1,.: 1...¡,6r,.,.arta.t ..f ti.. + lti.itt\¡f.:.:irrr.,1.. -I-..:,1\ ,.\'r:' c ¡'r')r¡lr¡, i..r1 ¡l !lr(:1:rl:i!r':,1r':, r,,r;rilrr,_,¡ti: :lt.r"a: ii:lr-ir;I ¡¡¡:,:jr:i¡3i íiir . l'.:.. i),,,:,:\r ?..t,, .':1!. !-.,:i .. ¡,,:1rj..1ii a.rni:i:: iiatl la,-l:-L c ir,rtrr rlrc rrai.It¡rlic:. .{r:¡,lr..ii irlllir t!:.:rf., l,-,;r:l:.r{ rí' it}-'.',1lrcrl.¡'-1 .1tr 1l¡rlrr\ ¡ i¡i¡lrrrj-.r( ¡l 1r¡rLii:rr;. l:i.-<r,,i! :i.i.,tr r¡,ri,,rr :::JJ :t L i¡ri:,ir' ¿.

T¿b:¿:- l¡\{ sl€¡ñ lds!e!, q¡+.. llL¡Í-t

I..gly i legoq1n g n qa1!9!t,nvertÉd tluü*el ltnl iraFsSelcirt.ls irrsl CheiaÉ fCf :I¡ f!r{€:iS {ti¡1,?s ír:tJ &i€¡ j¡1 tli j:n:.. ot:ií.¡itÉ. t '- \,r\atf: ttaste¿ril SpA(ia !¡ri¡Sl l-re {.iFt cl€tr tri C(i¡ó€n!¡1rFf!¿t ¿nd l{rcrmoslatic lraF$IJsc orr f'toce:-a dOft'clt;('rr-\ zs¡,er,?a1ly !¡r i¿lnpar¡lüjc coi¡trL,lh:d ¡j,ür,¡ ir,:i<,.r 3 5 U.r'r{51 p5j-.¡) rr rlr¡t lB ir¡stiltetinil vjú{¡U llad 10 i.ut'l¿ins \viil¡ rh!:i):.sjv¿ ¡;. !o¿ds

B6¡anccá prcsuac 1169sSeiSit ior ¡i6n 4ri!i(t¡- 1¡¡ú¡rrg s99t¡¡rts erlC heji!!r.¡ 5,/st+a rs

Errrsl¿ll,r lltHtr¡ Jsl-¿trD lr¿psSÉ{ga( fDr luB,lrr¡:;ietflurc ü, ,roE! tfulcaaial {).r tia,-!ú pipdt:irrs r; lkall¡ili s!stc:¡ii.The.r elor¡tnre?¡rlrd nrú¿€l ¡s idtusl¿bte lo 3lioir rrÉ¡:rri\ rrrt úse oi seiisitjl¿ iiejrt ¡:¡ tt€qrnderldlÉ oi t0 ptsve¡¡i o'idrhe3tilig dt lhe prL¡íca., itr b!.li i1;il SS-

The.mdtdamlc d¡s¿ tr.1p*Liújf úg10 str.¡n] n¡aieS Starrr¡ae irrd 1r¿ci¡¡ú s\,<r4r]].:,rI' l¡ 1 / ¡,:.o ¡2i¡ iirI Itírrt iltl¡rrZi:Ve 1í¡ I¡la¡1a:¡ bUCkCl traDs 3id flr reltlataitne¡i fjL:rí,(,Se5. - ¡ hiohf:r D.eilurf\,l tridt.ú.ri ciiraiii¡¡i-t {r¡s s¡roi\¡lr tn?i lne\, ¡¡a..'f oÍre.¿dE{l s¡lista{:l}¡r')r R¡¿¡ls€ c! lh.:¡rpaOrrif.i:rtielJri:¡cta\.iílC¡e;¡,!itÉlrtvrsse¡r.CrLttina,,i:enilrt'Drnrm¿ndpiJ{¡r,4, ?1 llikjdtrsir?lt .r Gr.!40eñ¡otrtf i'{erks. Dcl ¡llogjiJl

D¡.s-id tr!grii.lÍ...sL ¡¡i¡,¡ ;,roit'r-tcnl:ir,< <r í.-,) 1li,lr-'l I'irrc {-I'r}iiii¡Al ¿¡ ri (r, .r (- i ¡r r' i.r !'ar.,¿¡nj7.rt;¡!¡) ¡:rItu(¡.1¡r.fi.:lrl I H.

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Page 29: VPI Conservacion de Energia

25

SI EL CRITERiO ES CONSER\iAR r-' IlAl{ t l-RACIONAL A LA EI.'ERCíA, LA SELECCIÓNTERMOSTATICAS DE PRESTÓN :.BALA\CEAD.{.NTECAIYICA DE CTJBETA .

IIYVERTIDA I7OFLOTADOR ES LO ACER,TAI}O.PENSAR EN CONSERVARENERCÍA, ES PENSAR EN EL

]

]\ÍEDIO AMBIENTE. ]

CUANDO SE AHORRA :

ENERGÍA. SE AHORRACOÑTBUSTIBLE.

t isotlXlTRAhIFAS

DIGA NO A I.A

-

7-E R M O I) I NA ]II T CA ! ! .1

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Page 30: VPI Conservacion de Energia

2-5

SI EL CRiTERIO ES CO¡\iSER\/ÁR ! tlAR. Er_RACIO¡{AL A I-,A EI\ERCÍA, t,A SELECCIÓNTERMOSTATICAS DE PRESIÓ]Y I -BALA\CEAD.{.MECÁNICA DE CTJBETAINVERTIDA Y/OFLOTADOR ES LO ACER,TADO.PENSAR EN CONSER.\'ARENERGÍA, ES PENSAR E¡i ELNÍEDIO AMBIENTE.CUANDO SE AHORRAENERGÍA, SE AHORRACOÑfBUSTTBLE.

Lis()I}t' T'FTASTPAS

DIGA NO A LA

-

T-ERMODINAMI(-A!!!

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Page 31: VPI Conservacion de Energia

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La presrón dif'erencial es iadrl'erencra entre la presron a

la entrada de la trampamenos la contra presión en

la descarga de la trampa.

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:iilii. : i s;:ii;'?i1i.r. r.3f

El f-actor de seguridad es el número de veces que se debe multiplica¡ la carga de

condensado calculado. Por las siguientes ra./ones:

l. las concliciones de arranque del sistenla o calentenrento2. las condiciones normales de operacióni. cualquier condición anormal de operacrón.

El t'actor de seguridad depende de la aplicacion. se debe tener nrucho cuidado en nosobre estimar el l'actor de seguridacl. de esta rrrnera la trampa no se sobre drmensiona.

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Page 32: VPI Conservacion de Energia

27

SELECCION DE VALVULAS REGULADORAS DE PRESIÓN...

TYPE ED & ED2¡I'¡T€GR,AL MOUND

P*ESSURE REGULATORCASÍ IRON, BRONZE or STEEL

for PRESSURES to 600 PSIG at 79"F

3 Pressuro Regu¡at¡on tor Sleañ Di#builonwhere 3oace ls limited

ryPE ED INTEGRAL MüNTPRSURE REGUUTOR

'i.'íPE Éil S:ni¿sFRTSSUiII

*EGI.JL¡,TOfiCAST IRON, BRONZE or STEEL

lor PRESSURES to 600 PSIG at 75o'F

:. :- -'. ::r J¡r.l

4 press!re Regulaling lor Steam Disbibuúo¡

! Srnqle Pc;rl er [tuit]ple use Appl¡cat¡ons

¡ Prgsssre CoIml for S19¿rn Plañts

.. D¡slilct Hgat¡ng Sysleñsr Sinqle StagÉ Reductions

! T!.ro St¡gP Feduct¡ons- Par¡llel Reduction

ÍYPE ÉD PRESSUHE REGUI.ATOR

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Page 33: VPI Conservacion de Energia

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Page 34: VPI Conservacion de Energia

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Rur-Es pon MRr'.¡ v¡lve selecro¡r-srexu senvrcelgrli'9..',,i1¡ tr¡: li.:a)^.1 r-¡les,.éí+rfna? s-iou;J b.g r;ur;; i:l:i,e ).,i;:in V¡",:;,icplifi¡i,:':¡t _¿¡3

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EluE-R-Q-q¡q:eNqgúlurylglg_Elog tg¡yiqg iol rypE E5 - Seigr:: ¡;ner rrs Deriv..,.), F.sss,j€ rs rai:RULE 1 Fur ir^;ti¿l +es..,.=s exar.edjn,:¡ - 5 cs j :o ':¡1:oí h]ltai irretslre.

i¡) WPE E - St ec¡ v,,han i.!r ileiiren, pressr:r* i.r iess ti:_¡ BULE 2' icr lrttli¿l lr;';sLr;s iess lhan 1i ps:7:c;ci111¿l lressura. i:o"ü¡fe¡elliel preg.:Jr_€s:l:í3.1 ,a) TypEE2_S.r¡i.t,,..1:rli,rtiai prc,lg.saisF:si1.3-rrtr*J:'. sig{r¡t opi c;tll LD Scrir.-; il0 ::i ¡.tir¡rrrri;ll Dtña,:,rlir¡ :r¿lsg,J.g rs ¡fiai..}ilúle [,] i¡,]i:la ,a)i;i)nrt ::frir^:..

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Vauve Slz¡r,¡c Bv ConnpureT¡o¡üFOFIMULA KTY

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El Cr de Ia r.álrula es un numero adir]rensronal- se conoce también como el coeflcientede f1u.io de la ialnrla v tieterrnina la c¿lpacidad cle la ralvula para nraneiar r¡1determinado flulo

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Page 35: VPI Conservacion de Energia

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COI\,ITINUAA¡DO...UAi SN'TEIVI/ DE VAPOR BIEN DISEÑADO DE]]ERÁ PRE'',R,,

Aprovecl,amiento máximo de condensado . " n'p ni rptnmrrln a la calderareciuce:

a) Consumo de agua de reposiciónb) Consumo de productos químicosc) Consumo de combustible" i.a que se encuelttra casi a temperatura der aporización.El condensaclo represenLa el25o/o del costo del combustible para generar el\ ¿rpor.

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Page 36: VPI Conservacion de Energia

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BqMBA qnERADA poR pRESIó¡'t t s. BqMBA ntÉcrruca

. Un solo tipo de instalación

' No requiere de electricidad. Mínimo consumo de energía. No necesita controles. No requiere de recirculación de agua

' i{PSH es mínimo - lio Car,ita' No tiene sellos - mínimo mantenimiento

CONTII{LIANDO...LIN SISTEMA DE VAPOR RIEN DISEÑADO DEBERÁ PREVEER...

recuperación eficiente del condensado 1'del rapor flash de las purgas de lascalderas.

OBJETIVOS:'/ Proteger al sistema de la cor¡osion'/ Aumentar la eficiencia del sistema de eeneración. con la reducción de costos

operacionales.

APROWCHATYDO EL VAPOR FLASH O fuEVAPORIZAD0

El vapor flash es un vapor de baja presión, tbrmado al descargar el agua en su punto deebuilición de una presión ma)¡or a otra menor. Este \apor riene las mismascaracteristicas termodinámicas del vapor vivo resulado senerado en la caldera.

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Page 37: VPI Conservacion de Energia

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El sisterna UD-RVF. petmite la recuperación det i/np{r!,fl¿rsi¡ u ;ei'x;orizacio de lapurga continua t1e ias calderas. pa-ra conocer este valor se calcula la tasa de purga de lascaideras v el porcentaje de vapor que se ongina al clescagar el agua r1e una p..rionma)'or a otra menor. La tasa de purga (Tp) se obtiene conociendo:

SAATP: ----------------- x S

SAC - SAAEn dondeSAA : Los solidos ciel agua de alimentacionS,^.C = Los sólidos del agua de la calciera

Q = -frsr,ip..^^.

^ó^.\r^l- tL^/L-5L¡flrquv ru)/ttI

Ejemplo: Tomando los valores promedio de un día típico de producció¡ tenemos:

3-50

TP : ------- x 16960 lbsihrI t90 - 350

TP : 7.066.00 lbs,/hr

i"\i¡ rh¡,¡1 i-.; r_j,:t.3 !,¡) !--j!r_riJl{¡ 'h+ ;-.pr¡:añ: r:,t l}:.jla:,,,;-¡i,:i: tliil h,,:llpij :-j.1, i ..:¡a.f:i.lli.:rat:,a L,;,J¡\,{lü!,..ir ::y:tÉrni\,lri t¡;"¡ aü i¡;iiirri.! i;*lr qi¿nm;)i i f.l,JjJ{^.j:\f:::--.1,'ra i-i,iii :a .rj.:arr,it_titiil nt Ja',\,i.¡f :t_¡.!,r1.;l::.¡,1,i::t i:¿;:i:;i aJf t-r r-.:rl:.:.-

i::¡r'nlle: .Á lri-.}il'aaa::¿!tI, iii )j Drili!-,* /-f ,É-:,.1,1 Cr'.,rt'\,_r.i;* i:t -.,r. J,. ti :rr.rirLrr., :a, i ;- .i:..\ :L l,r!!11- I -.: ai,:Jtiir; í: al t::**r ji v;{ r,¡Tp I ajf.n Cat a..1u4t?4.3? f i,3i.-r(:tj i,.l:+r.$ ill l {ir $:i;:.i',

So!Ll!lon: L-'.i{táf p /.:;ar !',Ti? r.in j4r!: atI,f.. Ir-rli,ri...hi-rf,:i.al:iii!.'iC5,-:,rf !¡rr :i¡.;iil t¡1h,: in:i-:r.rf it;r¡r, 1,.i,i:jil a,1ii't 'i,irh' ..r¡,rl i'F,_,rnl ;.i i:r,_rlr ¡*rtil:.alii,.,')' -t'n¡,;ii,", ra :f:é lliarr tt:t: .:,...-j,úl:j ;- ! .:.,.iJ,i-5',. ¡,1 1¡i¡.í;i¡i, ii,.!:¡ t--.l,;zd1¡:ir _: i.1:{¡ i¡/.hí ir'iiir.il-r a.rí'ilr¡- -li 'a, I,.,.ril l.itit(.iljtt:,)

j :l-:¡rl :, ii ¡;1: Ci.{:i¡'i r í,t:¡i ¡+,.i I i¡,i:r ¡"¡

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Page 38: VPI Conservacion de Energia

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CALENTAMIENTOPARCIAL DEL

AGUA

ENTRADA DEAGUA FRIACON ALTO

CONTE}'{IDODE OXIGENO

AGUA CON ALTOCONTENIDO DE

OXIGENO ESARRASTRADA A LA

CALDERA

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Page 39: VPI Conservacion de Energia

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El cabezal desaereador rnodeio LID-R\:F se

adapta fácrlrnente v a ba.io cc-rsto a lostzurques evstentes.

Penntte la recuperacrón del rapor liasl-r delirs purgas continuas de las calderas

Reduce los costos operacronales tarto en

sulfito. combustible, agua de pozo.

BENEFICIOS que presenta el cabezal desaireador atmosfér'ico UD-RVF:

l. Bajo costo de inversión.2. Fácil adapLación a tanques exisf.enres.3. Recuperación de la inversión a corto plazo.4. Operación segura )¡a que el tanque es atmosfénco.5. Aumento de la productir,idad.(', Importante ahorro de los costos operacionales. ba¡o consunro de productos

químicos (Sulfito).7. Ba.¡o consumo de combustible (gas natural)tt. Apror,echamiento del vapor de desecho o \¡apor f'lash ( r apo r a baJ a presion ) de

ia purga continua de las calderas.(). Fácil inspección 1, minimo ma¡rtemnriento.

OTRAS VARIABLES OUE DEBEN SER CONTROLADAS:

1.- CALIDAD DEL VAPOR.

CUIDADOSO TRATAMIENTO DE AGLTA DE REPOSICION DECALDERAS (DOSrFrCACrOhr DE Q LTTMTCOS)CONTROL SOBRE LA ALCAIINIDAD. Ph Y TDSSi SE DOSTICA ANTI ESPLMANTE. CU-IL)AR C)UE I ADOSIFICACIO].I SEA LA APROPIADA. PARA E-T'|TAR AR.R-ASTR.ES DEHUMEDADANALZAR QLII\4ICAMENTE EL PROCESO DE TRATA-NTTENTO DEr-AGTJA. INCLLIYENDO VAPOR Y CONDENSADOS.

2.- OPERACIÓN DE LA CALDERA.

. NIVEL DE OPERACION DEL AGLTA ENTRE 40 Y 50%

. EVITAR CARGAS SOSTENIDAS Y/O TNTERMITENTES.

. CORRECTA OPERACION DE LAS PLIRGAS DE FONDO Y CONTTNTIA

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. EVITAR ARRANQLIES DE PLANTA A PLENA CARGA.' sE DEBE OPERAR EN Lo POSIBLE A BAIO FtrEGo y¡'o CoN cARG¡\S

MODERADAS Y CONTROLADAS.. CFIEQLEOS RLTTINARIOS DE LA CON{BUSTION.. LIN{PIAR QUIMICAMENTE LAS CALDERAS. SEGUN LO ESTIME EI-CONSULTOR DEL TRATAMIENTO DE AGUA. P'EPARACION DE REFRACTARIOS CUANDO ASI LO REQLTIERA

3.- MANTENINÍIENTO AL SISTENTA DE VAPOR A PLANTA.

. CHEQL]EO DE TRA\,ÍPAS DE TODA LA PLANTA CON LA FRECUENCIALOGICA. DEPENDIENDO DE SL] APLICACION E IMPORTANCIA.. CONTROL DE TODAS LAS TRA"MPAS POR EL DPTO. RESPONSABLEPOR LA GENERACION DEL \/APOR Y OPERACTÓru OP IASCATDERAS

. EVITAR LOS CONSUMOS Y/O DEMANDAS EXCESIVAS. PARAMEJORAR LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LAS CAI-DERAS.REDUCIR COSTOS POR TRATA"MIENTO DE AGUA (MAKE-LIP).COMBUSTIBLE. ETC

. CORRECCION PERMANEF{TE DE FUCAS.' REGISTRAR coNSUMos DIARTAMENTE DE: vApoR. COMBLTSTIBLE.

AGUA. ELECTRICIDAD. AIRE COMP , ETC.

¿DONDE AHORRAR ENERGÍA EN EL STSTEMA DE VAPOR?

" CORRECCION PERN4ANENTE DE FUGAS.. AISLAMIENTO TERÑIICO DE TLtsERIAS (AGUA CALIENTE. \'APOR.coNDENSADO). TANQLJES. ErC. TE]\{PERATURA DEL AGUA DE ALIMENTACION ENTRE 9O''.95'' C(CERCANA A LA TEMPERATURA DE VAPOR.íZACION). APROVECHAMIENTO DEL VAPOR FLASH REVAPORIZAD}. DE I-ASPURGAS DE LAS CALDERAS. PRECALENTAR EL AGUA TNÍE Og REPOSICIÓN CON ACL|A DEPLIRGA DE CALDERA.. CONTROL SOBRE LA OPERACION DE LAS TRAMPAS PAR.A VAPORcoN CI#QUEOS RUTTNARTOS. SELECCION ADECUADA DE TRAMPAS. QUE GARANTICEN LAN,rÍNihqa pÉRnmn DE ENERGÍa eN Su openacroN NoRMAL(TERMOSTATICA DE PRESION BALANCEADA. BALDE INVERTIDOYio FLOTADOR).

. trLTMI\J¡^].IDO TIECRÍAS QL]E SE PRESIJB.ICE|{ SD.i Ñ*ECESIDAD,. VF]RIFICANDO EL F'LNCIONAMIENTO CORRECTO DE LASVALVULAS REGULADORAS.. RECUPERANDO EI- ITAXTN¿O POSIBLE DE RETORNO DECONDENSADO (83%)

. MANTEMN,ÍIENTO DE C.ALDERA (LIMPIEZADE TUBOS INTERNA YEXTERNA)

. PROGRAMAR LA CALDERA PARA IINA CARGA OPTTMA. MEJORAR LA CALIDAD DE LOS SOLIDOS RESIDUALES PARAREDUCIR LA DESCARGA DE LAS CALDERAS POR PLIRGAS

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MEDIR EN LO POSIBLE EL CONSLi]\.ÍO DE ENERGI.A EN LASDIFERENTES AREAS DE PLANTADIMENSIONAR LAS TLlBEzuAS ADECUADA]\4ENTE. CONVELOCIDADES DE VAPOR RMONABLESrR"re¿J¡n cox L¿ ñ,rÍNrN{¡ pnostóx postgl-n gx vlpoR.

VAPOR PARÁ L,\ i¡iDii\TRIA I, ¡\

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...Y AHORA.¿QUÉ DEBEMOS HACER?

SLTPERVISIÓN DEL SISTEMA DE VAPOR...

. SUPERVISTÓ¡{ DEL SISTEMA DE TR,{TÍ PAS PARA VAPOR

OB,TETTI/O: IMPEDIR T-A PERDTDA DE ENERG.¿ PON TRAMPAS EN MAT.ESTADO. ASEGURAR I,A OPERATIWDAI} DET, SISTEMA DE VAPOR.

IITETODOS:. LILTRA SONIDO. VISUAL. MEDICION DE TEMPERATURA SUPERFICIAL. COMBINACION DE LOS ANTERIORES. ELECTRONICO

PARA SUPER\,1SAR Y CONTROLAR EL SISTEMA SE DEBE:

. ENTRENAR AL PERSONAL DE ]\{ANTENI\,IIENTO. OPERACION.SLPERVISION Y PRODUCCION CADA 6 IUESES. IDENTIFICAR CADA COI'{PONENTT DEL SITEN,íÁ.. IDENTIFICAR LAS vARtABt ES DEI_ PR.OCESO (pF.FSIO\:.TEIvíPERATLjR.A. TIEMPO DE OPERACION FTC.). INSTALAR MANONETROS Y TERI{OMETROS PARA SL?ERVISAR ELPROCESO

. TDENTIFICAR TODAS LAS TRAI\,{PAS EN EL SITIO CON PLACA DEACERO TNOXIDABLE Y EN EL PLANO DEL SISTEI\{A DE VAPOR. IMPLEMENTAR PROGRAMAS DE AUDITORIAS ANUAT CON UNAFRECUENCIA RAZONABLE CADA TRES O CUATRO I\.IESES.. ENTRENAMIENTO ESPECIFICO DEI- PERSONAL PARA EL CHEQUEO YMANTENIMIENTO DE LAS TRAN4PAS PARA VAPOR

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LLE\;AR LOS REGIS'|ROS ES'f..l.DTS'I'ICOSDEL SISTEMA DE TRAMFAS.SOPORTADOS POR U¡{A ENÍPRESAESPECIALÍZADA EN EL [IANE.IO Di,LVAPOR.

TNICIAR PROCRAMAS DEES TANDARIZACION DE TR{NTPAS.VALVULAS DE CONTROL. REGULADOR,ISDE PRESIÓN Y TEMPEIL{TTTR{.

\rP ICONSERVACION

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