Economitzadors i condensadors

 

Com economitzadors i condensadors entenem el sistema de bescanvi tèrmic o intercanvi de calor que permet recuperar l’energia excedent d’un procés per tal de reutilitzar-la aconseguint un estalvi econòmic i mediambiental. És a dir, obtenint una instal·lació més eficient i sostenible.

Dins dels economitzadors trobem molts formats diferents en funció de les singularitats de cada projecte, si volem recuperar l’excedent energètic d’un flux d’aire, de gas d’extracció, de fums de combustió, d’aigua, d’aigua sobreescalfada, de vapors o olis tèrmics entre altres. Hi ha centenars d’opcions i algunes d’elles inclouen una secció específica per la gestió dels condensats.

En aquest sentit, l’oficina tècnica de Boixac Tech estudia amb detall les característiques del projecte per tal de seleccionar la solució òptima, tant amb rendiment com amb durabilitat. Aportant solucions amb materials diversos com acer, acer inoxidable, titani, coure, cuproníquel, alumini o alumini manganés, entre altres. Responent així a les condicions més exigents com corrents polsegosos, amb alts coeficients d’embrutiment o fluids enganxosos, viscosos o amb sediments.

Es tracti d’intercanviadors de plaques o pillow-plate, intercanviadors de flux creuat, intercanviadors de tubs i aletes, intercanviadors aletejats, intercanviadors amb tubs concèntrics o intercanviadors de doble tub, a Boixac tenim la solució.

Dimensionament d’economitzador per a calderes industrials OEM

per

Dimensionament d’economitzadors per a fabricants OEM de calderes industrials | BOIXAC Blog tècnic · Integració OEM › Economitzadors industrials Dimensionament d’economitzadors per a fabricants OEM de calderes industrials Criteris tècnics de dimensionament tèrmic, integració mecànica i documentació normativa per a fabricants de calderes que incorporen economitzadors com a component propi de la màquina. BOIXAC · Oficina Tècnica Actualitzat: 2026 Lectura: ~10 min Nota sobre l’abast d’aquest article Aquest text té caràcter exclusivament tècnic i informatiu. No substitueix en cap cas l’anàlisi específica d’un projecte concret per part de tècnics qualificats. Els valors i rangs indicats són orientatius; el dimensionament definitiu de qualsevol economitzador requereix l’estudi detallat de les condicions reals de procés, la classificació normativa de l’equip i la intervenció, si escau, d’un Organisme Notificat. BOIXAC no assumeix cap responsabilitat derivada de decisions adoptades en base al contingut d’aquest article. Per a un fabricant OEM de calderes industrials, l’economitzador no és un accessori opcional: és un component crític que defineix l’eficiència global del conjunt, condiciona el disseny estructural de la caldera i determina, en gran mesura, la categoria normativa de l’equip final. Integrar-lo correctament exigeix anar molt més lluny del simple càlcul de la superfície d’intercanvi. Aquest article aborda els criteris tècnics que governe el dimensionament i la integració d’economitzadors en calderes industrials des de la perspectiva del fabricant OEM: les variables tèrmiques que determinen la superfície necessària, les restriccions mecàniques que condicionen el disseny, els materials aptes per a gasos de combustió de diversa naturalesa i les exigències documentals que imposa la Directiva 2014/68/UE quan l’economitzador forma part d’un conjunt a pressió. 1. Funció i posicionament de l’economitzador en el conjunt caldera Un economitzador és un bescanviador de calor gas-líquid situat al tram final del circuit de gasos de combustió, habitualment entre el darrer pas de la caldera i la xemeneia. La seva funció és recuperar l’entalpia continguda en els gasos de sortida —que en calderes convencionals de gas natural oscil·la entre 150 i 280 °C— per precalentar l’aigua d’alimentació abans d’entrar al generador de vapor o per escalfar un fluid de servei secundari. El guany tèrmic és directament proporcional al descens de temperatura dels gasos a la sortida de l’economitzador. Com a referència orientativa, cada descens de 20 °C en la temperatura dels gasos de combustió d’una caldera de gas natural representa una millora aproximada de l’1 % en el rendiment global de la instal·lació. En calderes que cremen gasoli, fuel o biomassa, els marges poden ser superiors, però el risc de condensació àcida als tubs exigeix una anàlisi acurada del punt de rosada àcida, especialment quan els gasos contenen SO₂. Termini clau: punt de rosada àcida En gasos de combustió que contenen diòxid de sofre (SO₂), present en combustibles amb contingut en sofre com el fuel o alguns biogasos, el punt de rosada àcida es produeix a temperatures significativament superiors al punt de rosada de l’aigua. Operar per sota d’aquest punt provoca condensació d’àcid sulfurós i sulfúric sobre les superfícies dels tubs, accelerant la corrosió de manera severa. El dimensionament de l’economitzador ha de garantir que la temperatura de paret dels tubs es mantingui sempre per sobre d’aquest llindar crític, la determinació del qual depèn del contingut en sofre del combustible i de l’excés d’aire emprat. 2. Variables de dimensionament tèrmic El dimensionament tèrmic d’un economitzador es basa en la transferència d’escalfor per convecció forçada entre els gasos de combustió i el fluid a precalentar, separats per la paret dels tubs. Les variables que el tècnic OEM ha de definir per iniciar el procés de dimensionament són les següents: Variable Descripció i consideracions per a l’OEM Cabal màssic de gasos (ṁg) Expressat en kg/h o Nm³/h. Ha de correspondre al règim nominal de la caldera i, si el fabricant ho requereix, als règims parcials de càrrega (50 %, 75 %). La variació de cabal afecta el coeficient de convecció exterior als tubs. Temperatura d’entrada dels gasos (Tg,in) Temperatura dels gasos a l’entrada de l’economitzador, és a dir, a la sortida de l’últim pas de la caldera. Pot variar en funció del règim de càrrega. Temperatura de sortida dels gasos (Tg,out) Temperatura objectiu a la sortida de l’economitzador. Condicionada per la temperatura mínima admissible per evitar condensació (rosada àcida o rosada de l’aigua). Cabal i temperatura d’entrada del fluid Cabal d’aigua d’alimentació o fluid a precalentar, i la seva temperatura d’entrada. En calderes de vapor, l’aigua d’alimentació arriba generalment entre 60 i 105 °C des del desaireador. Temperatura de sortida del fluid (Tf,out) Temperatura objectiu del fluid a la sortida. Ha de mantenir un marge adequat respecte a la temperatura de saturació a la pressió de treball per evitar la vaporització local als tubs. Composició dels gasos Contingut en CO₂, H₂O, SO₂, NOₓ, cendres i partícules. Determina el risc de corrosió, el factor d’embrutiment (fouling factor) i la selecció de material dels tubs. Pèrdua de pressió admissible (ΔP) Limitació de caiguda de pressió en el circuit de gasos i en el circuit de fluid, imposada pel disseny global de la caldera i pels ventiladors disponibles. A partir d’aquestes variables, el tècnic de dimensionament determina la superfície d’intercanvi necessària (A, en m²) aplicant l’equació fonamental de transferència de calor: Equació fonamental de dimensionament Q = U · A · ΔTlm On Q és la potència tèrmica a transferir (W), U és el coeficient global de transferència de calor (W/m²·K), A és la superfície d’intercanvi (m²) i ΔTlm és la diferència de temperatura logarítmica mitjana entre els dos fluids. El valor de U és resultat del càlcul detallat dels coeficients convectius interior i exterior, la resistència de paret i els factors d’embrutiment de cada costat, i és altament dependent de la geometria específica de l’economitzador. 3. Tipologies constructives d’economitzadors per a OEM No tots els economitzadors responen al mateix disseny constructiu. La selecció de la tipologia és una decisió de disseny crítica per al fabricant OEM, ja que condiciona tant la compacitat de l’equip com el seu comportament davant de gasos bruts o amb contingut en partícules. Tipologia Característiques … Llegiu més

Qualitat de l’aigua en caldera pirotubular industrial EN12953-10

per

La norma EN 12953-10: requisits de qualitat de l’aigua en calderes pirotubulars industrials | BOIXAC Blog tècnic › Normativa i operació La norma EN 12953-10: requisits de qualitat de l’aigua en calderes pirotubulars industrials Anàlisi tècnica dels paràmetres que la norma estableix per a l’aigua d’alimentació i l’aigua de caldera, i la seva rellevància per a la integritat i la seguretat dels sistemes de generació de vapor. BOIXAC Tech SL Actualitzat: 2026 Lectura: ~10 min Nota sobre l’abast d’aquest article Aquest text té caràcter exclusivament informatiu i divulgatiu. No constitueix assessorament tècnic, d’enginyeria ni de tractament d’aigües, i no pot substituir en cap cas l’anàlisi específica realitzada per un especialista qualificat sobre una instal·lació concreta. Els valors i paràmetres esmentats procedeixen de la norma EN 12953-10 i de la literatura tècnica especialitzada; cal interpretar-los sempre en el context de la norma original vigent, de les instruccions del fabricant de la caldera i de les prescripcions de l’Organisme de Control habilitat. BOIXAC no assumeix cap responsabilitat derivada de decisions adoptades en base al contingut d’aquest article. La qualitat de l’aigua és, juntament amb les condicions de disseny i fabricació, el factor que més influència exerceix sobre la integritat a llarg termini d’una caldera pirotubular. La norma europea EN 12953-10 estableix els requisits mínims de qualitat de l’aigua d’alimentació i de l’aigua de caldera per a aquest tipus d’equips, amb l’objectiu fonamental de minimitzar el risc per al personal i per a les instal·lacions circumdants. Per als tècnics de procés, responsables de manteniment i gestors d’instal·lacions que operen sistemes de generació de vapor, comprendre el marc que defineix aquesta norma —quins paràmetres controla, per quines raons i amb quins criteris— és un element essencial de la gestió tècnica de la planta. 1. Marc normatiu i àmbit d’aplicació La norma EN 12953-10:2003 —adoptada a Espanya com a UNE-EN 12953-10:2004— forma part de la sèrie EN 12953, que regula en el seu conjunt el disseny, la fabricació, la documentació i l’operació de les calderes pirotubulars (també denominades calderes de fums, firetube boilers o shell boilers). La part 10 s’ocupa específicament dels requisits de qualitat de l’aigua d’alimentació (feedwater) i de l’aigua de caldera (boiler water). El seu àmbit d’aplicació comprèn totes les calderes pirotubulars, escalfades per combustió d’un o diversos combustibles o per gasos calents, destinades a la generació de vapor i/o aigua calenta. La norma s’aplica als components compresos entre l’entrada de l’aigua d’alimentació i la sortida del vapor del generador. Queda expressament exclosa de l’abast de la norma la qualitat del vapor produït, que en cas d’exigències específiques requereix documents normatius addicionals. Relació amb el règim d’operació espanyol El Reial Decret 2060/2008, de 12 de desembre, pel qual s’aprova el Reglament d’Equips a Pressió, estableix que l’usuari de calderes de vapor o d’aigua calenta està obligat a mantenir l’aigua dins de les especificacions de les normes UNE-EN 12953-10 (calderes pirotubulars) o UNE-EN 12952-12 (calderes aquotubulars). Es tracta, per tant, d’una obligació legal de compliment per a l’explotador de la instal·lació. 2. Objectiu tècnic de la norma: els mecanismes de dany que es pretenen evitar Incrustacions i dipòsits La precipitació de sals de calci, magnesi i silicats sobre les superfícies de transferència de calor genera capes de baixa conductivitat tèrmica. Un dipòsit d’només 1 mm pot incrementar el consum de combustible al voltant d’un 5–8 % i incrementar localment la temperatura de la paret metàl·lica fins a valors que comprometen la seva integritat. Corrosió L’oxigen dissolt i el diòxid de carboni lliure són els principals agents corrosius. La corrosió per oxigen genera picades localitzades (pitting) que poden progressar fins a perforar la paret del tub. Un pH inadequat afavoreix diverses formes d’atac químic sobre l’acer al carboni. Espumació i arrossegaments La presència de sòlids dissolts totals (TDS) en concentració elevada, o de determinades substàncies orgàniques, pot provocar formació d’escuma a la superfície del nivell d’aigua. Aquest fenomen comporta l’arrossegament de gotes d’aigua de caldera amb el vapor (priming), contaminant el vapor amb sals. Llots i obstruccions Les impureses en suspensió i els precipitats que no s’eliminen mitjançant purga poden acumular-se formant llots a les zones de baixa velocitat de l’aigua, dificultant la circulació i la transferència de calor, i afavorint la corrosió sota el dipòsit. 3. Distinció fonamental: aigua d’alimentació i aigua de caldera La norma diferencia amb precisió dos tipus d’aigua que presenten requisits diferents i que es controlen de forma independent. L’aigua d’alimentació (feedwater) és l’aigua que entra a la caldera per reposar el volum evaporat. És una barreja composta habitualment pel condensat recuperat i l’aigua d’aportació (make-up water), que ha estat sotmesa als tractaments externs previs necessaris. L’aigua de caldera (boiler water) és l’aigua que es troba dins del cos de la caldera durant l’operació. En ser l’aigua d’alimentació una font contínua d’impureses, l’aigua de caldera experimenta un procés de concentració progressiva d’aquestes substàncies. Els seus paràmetres admissibles es gestionen mitjançant les purgues del sistema. 4. Paràmetres de qualitat: descripció tècnica pHa 25 °C Determina el caràcter àcid o alcalí de l’aigua. Un pH alcalí moderat en l’aigua d’alimentació inhibeix la corrosió per oxigen; en l’aigua de caldera, l’alcalinitat és necessària per mantenir la passivació de l’acer. Duresa totalCa + Mg, mmol/l Expressa la concentració d’ions de calci i magnesi, principals formadors d’incrustacions calcàries. La norma exigeix nivells extremadament baixos en l’aigua d’alimentació, que en la pràctica requereixen tractament d’estovament o desmineralització. Oxigen dissoltO₂, mg/l Agent corrosiu primari. S’ha d’eliminar combinant desgasificació tèrmica i dosificació de segrestants d’oxigen. La norma distingeix els límits segons la pressió de disseny de la caldera. Conductivitat directaµS/cm a 25 °C Indicador indirecte de la concentració total de sals dissoltes (TDS). La norma classifica el règim d’operació en funció de si la conductivitat directa de l’aigua d’alimentació és superior o inferior a 30 µS/cm. Conductivitat àcidaµS/cm, després de cationitzador Es determina passant la mostra per un intercanviador catiònic fortament àcid. Resulta especialment sensible a la presència de CO₂, clorurs i sulfats, i proporciona una mesura més fiable dels anions agressius. Ferro totalFe, mg/l Procedeix … Llegiu més