Compresor de Vapor

Cuando las trampas de vapor descargan condensado, la baja presión en la línea de retorno provoca que una parte del líquido se "revaporice" de nuevo en vapor. Este revaporizado contiene una cantidad valiosa de energía térmica que, si es efectivamente reutilizado, puede ayudar a aumentar la eficiencia de la planta y reducir el consumo de energía. Con demasiada frecuencia, el vapor flash puede ser descargado a la atmósfera, y la energía calorífica se pierde entonces. Sin embargo, hay dos métodos posibles para conservar la energía de calor: recuperación del revaporizado "flash" y la compresión de vapor.

Una de las formas más comunes para recuperar el calor es mediante la instalación de un tanque presurizado de separación de revaporizado o flash, o un sistema de recuperación de revaporizado a presión. El tanque flash recibe condensado descargado desde las trampas de vapor y permite que el vapor se derive a una línea de baja presión para su reutilización en otros procesos que lo requieran.

Sin embargo, un sistema de recuperación de vapor flash da como resultado una cierta cantidad de contrapresión; se debe tener cuidado para mantener la diferencia de presión necesaria aguas arriba de manera que las trampas de vapor puedan continuar operando. Además, también debe haber una necesidad real para el uso del vapor a baja/media presión proporcionada por el tanque flash. A veces, la presión del vapor flash recuperado está por debajo de la presión mínima o la temperatura requeridos para su reutilización. En tales casos, un compresor de vapor puede ofrecer una mejor solución.

La Presión de vapor flash es a menudo demasiado baja para su reutilización

Luego de considerar tanto las condiciones de operación necesarias para la aplicación primaria de vapor y el caudal de descarga de las trampas de vapor, a veces hay una falta de coincidencia entre la máxima presión de vapor flash alcanzable y la presión mínima requerida para su reutilización. Por ejemplo, si la presión de vapor flash alcanza un máximo de 1 barg y la presión mínima que se puede utilizar es 2 barg, entonces el vapor puede ser descargado a la atmósfera en lugar de ser re-utilizado porque la presión no es simplemente lo suficientemente alta para cumplir con las condiciones del proceso. Si la presión podría elevarse desde 1 barg a 2 barg, entonces el desperdicio de vapor flash podría ser evitado!

Aumentando la presión de vapor

En el caso del aire, un aumento de la presión puede lograrse con facilidad mediante un compresor de aire estándar. Sin embargo, los compresores de vapor mecánicos similares para el vapor no son muy comunes debido a la presencia de condensado. Además, el aumento de la presión por simple adición de calor no es posible, porque la adición de calor sin un contenedor cerrado (tal como una caldera) simplemente hace que el vapor se sobrecaliente y expanda a lo largo de la longitud de la tubería sin ningún aumento de la presión. ¿Cómo, entonces, se puede elevar la presión del vapor?

Una respuesta es la combinación de vapor de baja presión con un caudal de vapor de presión más alta. Simplemente la mezcla de dos corrientes mediante la conexión de tuberías, sin embargo, hará que el vapor de presión más alta fluya hacia la línea de baja presión, lo que podría causar problemas para las trampas de vapor instaladas aguas arriba. Con el fin de evitar que este problema, es necesario el uso de un eyector.

El uso de un eyector de vapor para combinar baja y alta presión de vapor

Un eyector de vapor se puede utilizar para ingresar vapor de baja presión en un flujo de vapor de alta presión, previniendo la entrada de vapor de alta presión a la línea de baja presión y las fluctuaciones de presión aguas arriba. Un eyector de vapor envía vapor de alta presión (vapor motriz) a través de un paso reducido (boquilla), acelerando el flujo y convirtiendo la energía de presión en velocidad. Esta energía de alta velocidad a su vez crea un efecto de succión en el vapor de baja presión hacia la cámara de mezclado y permite el mezclado con el flujo motriz. El aumento de la masa del flujo de vapor combinado hace que la velocidad tienda a disminuir, y que el flujo se expanda de nuevo a través de la sección del difusor, la energía de velocidad se convierte de nuevo en energía de presión.

En otras palabras, un eyector de vapor utiliza termo compresión para mezclar los flujos de dos presiones diferentes entregando vapor a una presión media entre las de los flujos de entrada al eyector. Esto es lo que hace que sea posible elevar la presión de vapor flash a niveles utilizables.

La eficiencia del compresor de vapor

Una indicación de la eficiencia de un compresor de vapor es la "relación de succión", que es la relación de vapor motriz necesaria para capturar / succionar un flujo de vapor de baja presión e incrementarla de forma eficiente. Por ejemplo, si se necesitan 4.1 toneladas de vapor de alta presión para elevar 1 tonelada de vapor flash a la presión deseada, la relación de succión sería 4.1. Por lo tanto, en los casos en que el objetivo principal sea elevar la presión del vapor usando la menor cantidad de vapor de alta presión posible, una relación de succión menor indicaría una mayor eficiencia.

Una relación de succión mayor indica que más vapor a alta presión se consume para crear un flujo combinado a la presión requerida, y como resultado, el volumen total de vapor de salida se incrementa. Esto puede ser inevitable si la diferencia de presión entre los flujos de alta y baja presión es grande, pero en algunos casos, puede no haber suficiente demanda para este gran volumen de vapor de media presión. En estos casos, una relación de succión grande puede llevarnos potencialmente a un proceso ineficiente y un exceso de pérdidas.

Como tal, considerando cuidadosamente el balance de vapor de la planta para determinar cómo se utilizarán el vapor de alta presión y su volumen total, son pasos clave para obtener el máximo beneficio del compresor de vapor. En última instancia, la introducción exitosa y eficiente de un compresor de vapor puede reducir significativamente los costos de energía y la generación en las calderas, mejorando de este modo la eficiencia de la planta y de las condiciones locales del medio ambiente por la reducción de las emisiones de CO2 y el vapor flash descargado a la atmósfera.

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