Revista Farmespaña Industrial Septiembre - Octubre 2024

¿Cuál es la relación de los purgadores de vapor con la eficiencia energética? Los purgadores de vapor son elementos esenciales en el sistema de distribución de vapor, su misión es separar el condensado del vapor y retornar el mismo a la caldera. En un sistema no optimizado se puede per- der hasta un 10% del vapor generado en la caldera a través de los purgadores. La mayoría de las plantas verifican el rendi- miento de los purgadores de vapor median- te rondas de técnicos de mantenimiento que verifican las purgas o fugas de vapor. En mu- chos casos se realizan auditorias de vapor, con frecuencia de cada 6 meses o cada año, en las que, con técnicas más sofisticadas como termografías, o equipos acústicos por- tátiles se puede verificar el ruido asociado a un funcionamiento correcto o errático de un purgador de vapor. Se estima que un 5% de los fallos no se detectan mediante esta aproximación tra- dicional por diferentes motivos. Algunos purgadores se encuentran fuera de servicio en el momento de la auditoria, inaccesibles o empiezan a fallar en el periodo entre una auditoria y la siguiente. En lo que se refiere a fiabilidad del purga- dor se estima que un 5- 15% de los purgado- res pueden fallar cada 3-5 años. Un purgador en buen funcionamiento es aquel que libera condensado caliente de for- ma intermitente mediante apertura y cierre automático en respuesta a las condiciones de proceso. El purgador presenta partes mecánicas, superficies de asiento en las que se pueden depositar partículas, en definitiva, áreas pro- blemáticas que pueden hacer que falle. Los principales modos de fallo de los pur- gadores son, bloqueado en modo abierto o en modo cerrado. En el primer caso, si el que el purgador se queda abierto total o parcialmente, deja pa- sar vapor a la línea de condensado lo que su- pone pérdida de energía en forma de vapor y generación de emisiones. Estas pérdidas se pueden cuantificar y tienen un impacto im- portante en los costes operativos de la plan- ta además de cumplimiento con objetivos y obligatoriedad en reducción de emisiones. El caso de un purgador bloqueado en modo cerrado el fallo puede tener impacto en la seguridad y fiabilidad de equipos adya- centes. El retorno del condensado al sistema de vapor puede generar daño de equipos, golpes de ariete, corrosión, además de pér- dida de calidad de vapor con impacto en la producción. ¿Cuál es el coste real de los purgadores que se quedan abiertos y se produce fuga de vapor a su través? Nos enfocamos en los purgadores de alto va- lor de una planta que se pueden correspon- der con un 5-10%del total y son aquellos con elevado tamaño de orificio y presiones. Suponiendo un coste de vapor entre 25- 50€/t podemos estimar que uno de estos purgadores críticos en modo fallo abierto puede estar liberando vapor traducido a pérdidas económicas de alrededor de 15k€ / año. Además, la perdida de vapor está asociada directamente con mayor consumo de com- bustible y mayor generación de emisiones. En el escenario de estudio podemos estimar unas emisiones generadas como conse- cuencia del fallo de estos purgadores en el entorno de 75t CO 2 / purgador y año. Muchas compañías tienen la obligatorie- dad de pagar por las emisiones, aparte de los costes adicionales de consumos de combus- tible para subsanar las pérdidas de vapor. Si tenemos en cuenta los precios de la energía, el coste del vapor, el importe a pagar por generación de emisiones (en el entorno de 60€/t en el momento actual), podemos considerar 40k€ de gastos incrementales/ año como consecuencia del fallo de purga- dores críticos sobre la base instalada de pur- gadores en los supuestos anteriores. Dicho esto, conviene señalar la importan- cia de disponer de un sistema de detección efectivo que permita minimizar el impacto económico, seguridad y fiabilidad derivado del fallo de los purgadores. Se plantea como solución una estrategia de monitorización basada en la detección de fallos, que permita toma de decisiones y reparar el fallo con acciones preventivas. La detección se lleva a cabo por medio de un sensor multivariable de ultrasonidos y temperatura superficial, de instalación no intrusivo aguas arriba de los purgadores más críticos y comunicación inalámbrica. El sen- sor acústico envía datos de nivel ruido y tem- peratura de forma continua a herramientas software de análisis. Mediante un software especializado se in- terpretan estas señales mediante algoritmos preconfigurados que comparan la actividad del purgador con el patrón de ruido espera- do para este purgador. De esta forma se po- drá conocer y visualizar cual es el estado del purgador, cuales funcionan correctamente y cuales fallan. La información recibida se puede conectar y distribuir a otros entornos de la planta fácilmente. El conocimiento de los estados de los purgadores y los cálculos de pérdidas de energía y emisiones generadas asociadas a estos permitirían priorizar el mantenimiento en función del impacto y cuantificación de los ahorros generados como consecuencia de reparar o remplazar los purgadores más críticos. Otras soluciones para la gestión de la energía Hemos mencionado soluciones de monitori- zación y control de consumos de vapor, aire, agua mediante instrumentación avanzada y soluciones específicas de monitorización en continuo de purgadores. Existen otras soluciones para la gestión de la energía en planta centradas en otros activos en planta que consisten en la moni- torización para disponer mayor visibilidad y medida en continuo de la degradación de su rendimiento e impacto en consumo de energías. Compartiendo una misma plataforma sof- tware e infraestructura inalámbrica pode- mos implementar de forma escalar sensores inalámbricos y no intrusivos para conocer el estado visibilidad y medida degradación de otros activos en planta. Por mencionar algu- nos casos: • En los intercambiadores de calor, me- diante implementación de sensores de temperatura y caudalímetros no intrusi- vos se puede conocer la evolución de la capacidad de intercambio de calor. • En los compresores se podrían imple- mentar soluciones específicas para de- tectar fugas de aire o problemas mecá- nicos. • En los equipos dinámicos se pueden im- plementar medidas de vibraciones o de- tección de problemas en rodamientos. Todas estas soluciones son rápidas y fáci- les de implementar, permiten realizar cál- culos en continuo de consumos y perdidas de energía, optimizar el mantenimiento de los activos con el objetivo final de alcanzar objetivos ambiciosos en materia de sosteni- bilidad ◉ gestión energética 79 FARMESPAÑA INDUSTRIAL · SEP/OCT 24