Ingeniería Energética General
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Calculadores energéticos y artículos sobre el uso de la energía, su eficiencia e impacto sobre el medio ambente. Aplicaciones prácticas
Biblioteca - ISSN 2326-6880
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Pérdidas por purgas o extracciones de calderas.
Sistema _Vapor de Agua
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  • Propiedades termodinámicas. Portadores energéticos.
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  • Fundamentos Ténicos
  • Cálculo de la pérdidas energéticas por por purgas o extracciones de calderas.
    Agradeceremos nos haga llegar su opinión sobre el uso de este procesador y si le ha sido útil su contenido

    Objetivos.

    ¿Que son las extracciones de fondo?
    Concentración salina del agua dentro de la caldera
    ¿Cómo calcular el calor perdido por purgas o extracciones de caldera?
    Formulario de entrada de la información
    Panel que muestra los registros de entrada y el resultado del procesador

    ¿Que son las extracciones en una caldera (purgas)?

    Es necesario purgar las calderas regularmente para eliminar el exceso de sales disueltas y mantener la concentración adecuada en el interior de las mismas, evitándose de esta forma las incrustaciones en los tubos y placas en el lado de agua y la formación de espumas, así como los arrastres por el vapor. En esta corriente de desecho, se pierde calor, pues sale del equipo a la temperatura del agua líquida dentro del domo de la caldera.

    El control adecuado de la purga es un aspecto muy importante en la operación de una caldera. Una purga insuficiente puede ser la causa de incrustaciones y arrastres, mientras que una purga excesiva produce un gasto extra de agua, calor y productos químicos.

    Para evitar estas pérdidas innecesarias de calor, agua y productos químicos, el nivel de purgas debe ser tan bajo como sea posible, compatible con un nivel aceptable de sólidos disueltos. Hay que tener en cuenta que el calor perdido por purgas puede recuperarse en parte ya que si las extracciones son altas puede considerarse e incluirse en el sistema un recuperador de calor o un mejor tratamiento químico del agua. Existen normas que establecen el nivel de concentración salina de sustancias disueltas en el agua de la caldera. En la Tabla siguiente se incluye la norma UNE-9075/85 que indica las características límites admisibles del agua en el interior de la caldera. Esta norma debe ser seguida y controlada por el operador.
    Concentración salina del agua dentro de la caldera. Norma UNE-9075/85
    Tipo caldera Presión, lb/plg2 (a) CO3Ca, mg/l SiO2, mg/l Sol. Susp., mg/l Cloruros Cl, mg/l
    Acuatubulares 0-280 3500 100 300 2000
    280-430 3000 75 250 1500
    430-570 2500 50 250 1000
    570-710 2000 40 100 800
    710-850 1500 30 60 650
    850-1000 1250 25 40 500
    1000-1420 1000 15 20 350
    Pirotubulares 0-220 7000 100 300 3000
    220-350 4500 75 300 2000
    (a) Salinidad Total.
    Si se purga en exceso entonces la concentración es inferior a la establecida por la norma y el inconveniente es que se tendrán unas pérdidas de calor superiores a lo normal, se requerirá más agua de reposición, se gastará más energía de bombeo y mayor consumo de reactivos químicos. Por eso se instalan sistemas de purgas continuas, que midiendo la concentración salina regula la cantidad de purga y mantiene el nivel de sales disueltas en el valor normado. Hay 3 tipos de extracciones o purgas en las calderas.
    a) Purgas o extracciones de fondo, que drenan el agua del fondo del domo o cuerpo de evaporación de la caldera, por donde se elimina principalmente el lodo o fango.
    b) La extracción superficial, para eliminar del agua el exceso de sales perjudiciales. Generalmente se instala una purga continua de agua.
    c) Purga de los indicadores de nivel

    Las purgas o extracciones de fondo son generalmente intermitentes. Al abrir una válvula de cierre rápido, sale bruscamente el agua de la caldera y en la impulsión producida, se extraen los fango depositados en el fondo que a su vez son expulsados. El tiempo de duración de las purgas de fondos, es casi instantáneo, menos de 5 segundos. La presión y la cantidad de agua en la caldera permanecen casi constante.

    Las purgas superficiales como ya expresamos, se suelen realizar de manera continua.

    Las extracciones en los indicadores de nivel cumplen más bien una tarea de seguridad operacional que una función de mantener en el agua de la caldera la concentración de sales perjudiciales en los valores normados, pues es imprescindible para el buen funcionamiento de los indicadores de nivel que sus conductos estén totalmente libre de suciedades e incrustaciones.

    ¿Cómo calcular el calor perdido por purgas o extracciones de caldera?

    Si conocemos la cantidad de agua horaria (M en lb) que se extrae en la purga continua y la entalpía del agua (pcn en Btu/lb) dentro del domo o cuerpo de la caldera, se puede determinar el calor perdido por purgas. Este calor se puede relacionar con el Poder Calórico Neto del combustible (pcn), y calcular el porciento de pérdida por este concepto.

    Lo más difícil parece ser determinar la cantidad de agua horaria que se extrae en la purga continua. Hay varios caminos que pueden ser empleados. El principal método empleado es metrar el agua que se purga, colocando en el sistema un metro integrador y así obtener una cifra con buena exactitud. Durante las purgas instantáneas, también se puede estimar la cantidad de agua que se pierde, relacionando el nivel de líquido dentro del domo antes y después de la extracción, con la diferencia de altura del nivel en el indicador externo. Conocido el diámetro del domo o del cuerpo de la caldera y la altura máxima del agua dentro de éste, se puede estimar geométricamente para cada diferencia de altura del nivel de líquido, la cantidad de agua que se purga y calibrar así el indicador de nivel. Entonces observando la disminución del nivel en el indicador externo se estima la cantidad de agua que se ha purgado.

    El procesador considera que se conoce la cantidad de agua que horariamente se pierde en las extracción continua y la instantánea o de fondo. También toma en cuenta que se conoce el Poder Calórico Neto del combustible que se quema. El Poder Calórico Neto puede ser calculado empleando uno de los procesadores anteriores, que forman parte del sistema de Eficiencia Vapor de Agua.

    Para realizar este procedimiento de cálculo se ha diseñado un procesador, que se compone de varios bloques que interactúan entre sí:
    a) Bloque de códigos que dan origen al Formulario de Registro
    b) Bloque de códigos para validar los registros primarios
    c) Códigos que dan origen al Panel de resultados
    d) Bloque del procesador

    Formulario de entrada de la información.
    Ingeniería Energética General
    Formulario registro de los datos
    Calculador_Energético. Pérdidas de calor en calderas por extracción o purgas de agua.
    Datos Valores
    Registros correspondientes al combustible que se quema.
    Tipo de combustible
    Poder Calórico Neto, (a)
    Cantidad de combustible que se quema por hora (b)
    Cantidad de agua purgada, lb
    Temperatura del agua de caldera, ºF
    Entalpía del agua líquida, Btu/lb (c)
    Rectificar los datos
    (a) Para los combustibles sól. y liq. se reportará en Btu/lb. Para los combustibles gaseosos en Btu/pie3N
    (b)Para los combustibles sól. y liq. se reportará en lb/h. Para los combustibles gaseosos en pie3N/pie3N
    (a) y (c) Siga los vínculos si necesita determinar el Poder Calórico Neto del combustible o la entalpía del agua dentro del domo de la caldera
    Bloque que valida los registros anteriores.
    ------Validando el registro del estado físico de los combustible------
    1.1 Selecione el estado físico del combustible