Estudio de las fluctuaciones de consumo de vapor, cálculo y análisis del acumulador

Abstract

El estudio y el conocimiento del diagrama del consumo de vapor tiene la importancia de señalar la distribución que absorbe un determinado proceso industrial durante un cierto tiempo unitario establecido y que generalmente son las horas de trabajo de un día. Se usa así mismo esta curva para con ella derivar la mejor forma de funcionamiento y operación de la planta de acuerdo a las variaciones de carga. En instalaciones de este tipo cuando hay cargas súbitas generalmente la caldera no reacciona igual acentuándose el problema en las calderas de poca capacidad, dichos problemas podrían ser: a) Variaciones térmicas es decir calentamiento y enfriamiento continuo de los tubos b) Disminución notable de la presión causando una evaporación masiva del agua contenida en la caldera. c) Quema de los tubos al quedarse la caldera seca. Estos problemas se pueden solucionar con una caldera de gran capacidad, solución que sería costosa en cambio usando un acumulador de vapor resulta una solución más económica. Un acumulador no viene a ser sino un depósito que contiene agua a una temperatura más baja que la del vapor al condensarse en el agua eleva su temperatura subiendo también la presión sobre el agua contenida en el acumulador. Al reducirse la presión en el agua del acumulador por efecto de una demanda instantánea, la energía almacenada produce vapor a más baja presión, tal como lo hacía antes el caldero. Con el correr de los años una creciente demanda de vapor tan necesario en la industria cervecera; y tanto más cuanto que la planta de calderas existentes, que ya había servido durante muchos años, apenas podía hacer frente al consumo normal de vapor y sufría un fuerte descenso en la presión cuando tenían lugar las II máximas demandas". En vista de esto, posteriormente las cervecerías decidieron instalar una batería de calderas para el almacenaje de calor a fin de satisfacer todas las demandas de carga máxima de vapor, haciéndolas trabajar continuamente con una alimentación constante de combustible. Existe un buen número de industrias cuya mayor necesidad es la corriente eléctrica, utilizando el vapor o el agua caliente sólo para calefacción de los locales. Pero por otra parte en otras industrias la gran demanda la constituyen el calor, en cualquiera de sus formas, para poder afrontar las más diversas exigencias de distintos procesos; entre éstas últimas se pueden incluir la Industria Cervecera debido a su demanda de vapor para la forma actual de elaborar la cerveza y para los diversos procedimientos de limpiado. Cuando se fabrican productos por lotes, como la cerveza, no se puede evitar que a la hora menos pensada del día se necesite una mayor cantidad de vapor; y esta requiere que se haga trabajar cuidadosamente la planta de calderas para poder afrontar satisfactoriamente estas emergencias. Antiguamente muchas compañías instalaban baterías de calderas Lancaster para proveerse de vapor en cualquier momento, pues su capacidad hidráulica es enorme. A este método siguió el acumulador de vapor en el cual se podía almacenar el excedente de calor en forma de agua caliente a alta presión durante los períodos de poca demanda, y disminuyendo el calor en los momentos de carga máxima haciendo bajar la tensión de vapor. De esta forma se puede hacer trabajar a las calderas con una alimentación constante de combustible con el consiguiente aumento del rendimiento. Un invento más reciente, diseñado para satisfacer las más diversas demandas de vapor, es la Caldera de almacenamiento Térmico; ideada por el Dr. E. G. Ritchie y fabricada y lanzada al mercado bajo patente por la Edwin Danks & co.(Olibury) Ltda. Consta esencialmente de una caldera “Económica" con una gran cavidad para el agua y un nivel hidráulico variable capaz de funcionar por medio de instalaciones industriales de control, que se usa principalmente para hacer frente a las demandas máximas de vapor. Esencialmente, el principio de funcionamiento de la caldera de Almacenaje térmico es la gran capacidad hidráulica que posee, afrontando las fluctuaciones de las demandas de vapor por medio de la elevación o disminución del nivel del agua. Cuando se presenta una demanda máxima de vapor, se reduce automáticamente la alimentación de las calderas, utilizando entonces el calor almacenado en el agua del depósito; de este modo se aumenta la cantidad de evaporación. Por el contrario, durante los períodos de menor consumo es mayor la cantidad de agua que entra en el tanque; así aumenta el calor absorbido por la caldera y disminuye la evaporación.