Recuperación instantánea de vapor: cómo convertir el vapor flash en ahorro para tu planta

Si en tu planta ves una nube blanca saliendo del tanque de condensado, estás viendo dinero que se va. Ese vapor se forma solo cuando el condensado caliente baja de presión, y casi siempre se ventea a la atmósfera. En Mexicana Steam Solutions lo recuperamos para que vuelva a trabajar en tu proceso. ¿Qué es la recuperación instantánea de vapor?

El condensado que sale de una trampa está a la temperatura de saturación del vapor que lo formó. Cuando llega a una línea o tanque de menor presión, ese exceso de calor convierte una parte del líquido en vapor de forma instantánea. A ese vapor se le llama vapor flash o revaporizado.

No es una fuga: es física. La recuperación instantánea de vapor consiste en captarlo en un tanque flash a presión controlada y usarlo donde hoy se consume vapor vivo. ¿Cuánto vapor flash puedes recuperar?

La fracción que revaporiza se calcula con las tablas de vapor:

% vapor flash = (hf a la presión del condensado − hf a la presión del tanque flash) ÷ hfg a la presión del tanque flash × 100

Donde hf es la entalpía del líquido saturado y hfg el calor latente. Estos son valores típicos a nivel del mar, al descargar a venteo (0 barg) o a un tanque flash a 1 barg:

•       Condensado a 5 barg: 11 % a venteo y 7.5 % con tanque flash a 1 barg.

•       Condensado a 7 barg: 13 % a venteo y 10 % con tanque flash a 1 barg.

•       Condensado a 10 barg: 16 % a venteo y 12.5 % con tanque flash a 1 barg.

•       Condensado a 15 barg: 19.5 % a venteo y 16 % con tanque flash a 1 barg.

Como referencia, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) reporta que el condensado a 150 psig (≈10 barg) revaporiza 10.3 % al bajar a 30 psig (≈2 barg). El mismo DOE estima que el vapor flash contiene entre 10 % y 40 % de la energía del condensado original.

Ojo con la altitud. En la Ciudad de México la presión atmosférica ronda 0.77 bar y el agua hierve a unos 92 °C. Por eso, a la misma lectura de manómetro, una planta en el Valle de México, Toluca, Puebla o el Bajío revaporiza un poco más que una en Veracruz o Tampico. Nuestros cálculos siempre usan presión absoluta del sitio.

Ejemplo rápido. Una planta descarga 2,000 kg/h de condensado a 10 barg a un tanque flash a 1 barg. Recupera unos 250 kg/h de vapor de baja presión. Con 6,000 horas al año son 1,500 toneladas de vapor; con un costo supuesto de $500 MXN por tonelada, el ahorro ronda $750,000 MXN al año. Ajusta el costo al tuyo: con gas LP o diésel el ahorro es mayor.

¿Dónde conviene usar el vapor flash?

La regla de oro: el vapor flash debe consumirse al mismo tiempo que se genera y cerca de donde se genera.

•       Cabezal de baja presión: calentamiento de tanques, marmitas, tinas de lavado o serpentines.

•       Tanque de alimentación o desaireador: sube la temperatura del agua que entra a la caldera y reduce combustible.

•       Agua caliente de proceso o CIP: a través de un intercambiador de placas Alfa Laval, compacto y de alta eficiencia.

•       Precalentamiento de agua de repuesto: con un condensador de venteo cuando no hay consumidor de baja presión.

Componentes del sistema y nuestros socios tecnológicos

•       Tanque flash: es un recipiente sujeto a presión, así que en México debe cumplir la NOM-020-STPS-2011 y llevar válvula de seguridad. Para esa protección usamos válvulas de seguridad ARI-SAFE de ARI-Armaturen.

•       Trampas de vapor ARI CONA: CONA S de flotador para la salida del tanque flash; CONA B, CONA M o CONA TD según la aplicación. El sistema CONA-control monitorea las trampas y detecta fugas de vapor o bloqueos.

•       Bombeo de condensado: la bomba mecánica ARI CONLIFT trabaja con vapor o aire comprimido, sin electricidad, de DN25 a DN80 y hasta 200 °C. Cuando un intercambiador queda con contrapresión mayor a su presión de entrada, la trampa-bomba CONA P evita que se inunde.

•       Intercambiadores Alfa Laval: aprovechan el vapor flash para calentar agua o producto en muy poco espacio.

•       Calderas Miura: sus calderas de tubos de agua de paso único con economizador integrado aprovechan al máximo el agua de alimentación caliente y generan vapor en menos de 5 minutos desde arranque en frío.

Errores comunes que vemos en plantas

1.    Tanque flash pequeño: el vapor arrastra agua y daña equipos aguas abajo.

2.    Contrapresión alta en la línea de retorno: los intercambiadores se inundan y pierden capacidad.

3.    Recuperar vapor flash sin un consumidor que lo use al mismo tiempo.

4.    Confundir vapor flash con vapor vivo de trampas fugando. Primero revisa las trampas; después dimensiona la recuperación.

5.    Instalar el tanque sin dictamen ni válvula de seguridad conforme a la NOM-020-STPS-2011.

Preguntas frecuentes

¿El vapor flash es una fuga de vapor?

No. Se forma de manera natural cuando el condensado caliente baja de presión. Una fuga es vapor vivo que escapa por trampas o válvulas dañadas.

¿Cuánto vapor flash produce el condensado a 10 barg?

Al descargarlo a presión atmosférica revaporiza cerca del 16 % a nivel del mar y cerca del 17 % en la Ciudad de México.

¿A qué presión debe trabajar el tanque flash?

A la presión más baja que todavía sirva al equipo que usará el vapor. Entre menor la presión, más vapor flash se obtiene.

¿Un tanque flash debe cumplir alguna norma en México?

Sí. Es un recipiente sujeto a presión y aplica la NOM-020-STPS-2011, que exige, entre otros requisitos, dispositivos de seguridad y pruebas periódicas.

¿Qué marcas usa Steam Solutions para recuperar vapor flash?

Trampas, bombas y válvulas de ARI-Armaturen, intercambiadores de calor Alfa Laval y calderas Miura.

Habla con Mexicana Steam Solutions

Agenda una visita técnica: medimos tu condensado, calculamos el vapor flash disponible con la presión real de tu sitio y te entregamos una propuesta con retorno de inversión.