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Calderas industriales: las claves de la eficiencia


Eficiencia energética   9 marzo, 2016

La eficiencia de las calderas industriales puede verse afectada por diversos factores. Conocer las causas que provocan una bajada de su rendimiento es el primer paso hacia la optimización del sistema. Además de, por supuesto, el diseño de la propia caldera, existen algunos factores ambientales que pueden afectar las expectativas de eficiencia. Las pérdidas por radiación y las pérdidas por convección son sólo dos de ellos, sin embargo, para prevenir ineficiencias y resolver los principales defectos es preciso conocerlos todos.

Factores causantes de la ineficiencia en calderas industriales

Cuando se percibe que el rendimiento de las calderas industriales disminuye, es preciso identificar las causas que generan la ineficiencia del sistema para poder poner soluciones lo antes posible. Entre los motivos más habituales por los que se puede perder eficacia en este tipo de calderas destacan cuatro. Son los siguientes:

1. Pérdida de calor en el sistema de caldera:

Para resolver esta ineficiencia se pueden instalar economizadores o calentadores de aire de combustión, que permiten recuperar calor al sistema de caldera. En el caso de las calderas industriales que dependen de combustibles sólidos (por ejemplo, carbón o biomasa), es especialmente importante establecer un programa de mantenimiento regular que garantice que las superficies de transferencia de calor en la caldera están limpias y funcionan como está previsto.

2. Exceso de aire:

Algunos quemadores de calderas requieren exceso de aire debido a que, de lo contrario, su proceso de combustión sería demasiado rico y produciría inquemados y emisiones de monóxido de carbono, un gas letal. Independientemente de cuál sea la razón detrás del uso de exceso de aire, hay que tener en cuenta que éste absorbe inevitablemente algo del calor de combustión, reduciendo la eficiencia de la transferencia de calor al agua de la caldera. Este problema puede abordarse mediante la calibración de la caldera con regularidad.

3. Falta de equilibrio en relación con la temperatura ambiente:

La temperatura del aire de combustión que entra en el sistema puede tener un efecto notable en la eficiencia de las calderas industriales. Si se quiere reducir la temperatura del gas de combustión, hay que evaluar las posibles acciones a tomar ya que, cada cambio en el exterior puede también afectar la eficiencia de este tipo de calderas.

4. Pérdidas por radiación y convección:

Se trata de las pérdidas de calor que emanan de las calderas industriales durante su funcionamiento. Están directamente relacionadas con la eficacia del aislamiento del cuerpo de la caldera y de los tubos de distribución, por tanto es posible minimizarlas mejorando las características del aislamiento utilizado. Las dos estrategias básicas para reducir estas pérdidas son el aislamiento y el control de cualquier flujo de aire sobre la superficie de la caldera. También es necesario prestar la debida atención a aspectos como la existencia de corrosiones o incrustaciones, la calidad del agua utilizada y los condensados.
Cuando, por cualquiera de estas causas se detecta que la caldera industrial está funcionando por debajo de su rendimiento, es preciso tomar medidas para aumentar su eficiencia.

5 formas diferentes de ganar eficiencia en las calderas industriales

Existen diferentes soluciones que pueden ser implementadas con relativa facilidad, al no requerir modificaciones importantes o cambios en los procesos. Para ganar una eficiencia adicional es posible combinar algunos de los cambios que se proponen a continuación:

1. Reemplazo de los quemadores en las calderas industriales:

Con el tiempo, los quemadores de las calderas comienzan a deteriorarse y perder eficiencia. Llega un momento en el que tiene sentido plantearse su reemplazo o modernización. Independientemente del tipo de caldera de que se trate o de la clase de combustible que ésta queme, hay muchas opciones de quemadores a considerar cuando se contempla un reemplazo. Si no se puede afrontar la sustitución de la caldera completa, la modernización puede proporcionar importantes ahorros con una inversión más reducida.

2. Incorporación de pre-calentadores de aire:

Su función es recuperar el calor residual emitido por los gases de combustión y para utilizarlo después pre-calentando el aire de combustión.

3. Economizadores de calderas industriales:

Al igual que el elemento anterior, los economizadores toman calor residual y los transfieren al agua de alimentación de la caldera, en lugar del aire de combustión. Este agua precalentada se encuentra más cerca de la temperatura necesaria para producir vapor, por lo que se ahorra energía cuando entra en el tambor de vapor o el horno. Los economizadores ofrecen el beneficio adicional de reducir el riesgo de choque térmico, minimizando las fluctuaciones de temperatura del agua.

4. Aislamientos:

Puede parecer obvio, pero las calderas industriales tienen que estar aisladas si se quiere reducir al mínimo la pérdida de calor. Debido al gran tamaño de este tipo de calderas, es frecuente encontrar grandes áreas de superficie vulnerables a la pérdida de calor, en una proporción muy significativa, si no están aisladas correctamente. El principal tipo de aislamiento utilizado para las calderas industriales es el material refractariocuya incorporación al sistema debe hacerse observando una precaución, el llevar a cabo un análisis estructuralprevio que ayude a determinar cuánto peso puede soportar la caldera.

5. Mantenimiento regular:

La mejor manera de mantener funcionando de manera eficiente un sistema de calderas industriales es tener un programa de mantenimiento bien planificado y aplicado de forma regular. En este plan ha de incluirse el análisis de la calidad del agua, sobre todo cuando se trate de calderas de vapor, ya que este factor puede incidir en su eficiencia. Este tipo de medidas contribuyen a que sea más lento el deterioro del equipo, ayudando a impulsar su eficiencia y a mantener la fiabilidad. Además, en última instancia, su aportación es también significativa a la hora de reducir los costes operativos.

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