ECONOMIZADOR INDUSTRIAL
EL RECUPERADOR DE CALOR EN UNA CALDERA INDUSTRIAL
En el contexto de la producción industrial, la eficiencia energética es un factor clave para reducir los costos operativos y minimizar el impacto ambiental. Las calderas industriales son fundamentales para muchos procesos, como la generación de vapor, calefacción de agua o calentamiento de aceite térmico. Uno de los componentes esenciales que mejora la eficiencia de estas calderas es el economizador o recuperador de calor. Este dispositivo permite aprovechar la energía térmica de los gases de escape que, si no fuera por esta tecnología, se perderían. En este artículo, exploraremos cómo funciona un economizador en una caldera industrial de dos hogares, utilizando un intercambiador de calor para transferir energía térmica de manera eficiente a fluidos como el vapor, el agua sobrecalentada o el aceite térmico.
¿Qué es un economizador?
Un economizador es un dispositivo que aprovecha el calor residual de los gases de escape de una caldera para calentar el agua de alimentación antes de entrar en la caldera. De esta manera, el sistema logra aumentar la eficiencia térmica de la caldera y reducir el consumo de combustible. El principio de funcionamiento de un economizador se basa en el uso de un intercambiador de calor que transfiere la energía térmica de los gases de combustión a un fluido de entrada, generalmente agua u otra sustancia térmica. Así, el agua de alimentación llega a la caldera con una temperatura más alta, lo que permite reducir la cantidad de energía necesaria para calentarla hasta el uso final.
¿Como funciona un economizador en una caldera industrial?
Las calderas industriales de dos fogones, también conocidas como calderas de doble paso o de doble circuito, tienen una estructura diseñada para optimizar la transferencia de calor de los gases de combustión. Este tipo de calderas está diseñado para maximizar el aprovechamiento de la energía de los gases de escape mediante el uso de dos circuitos de flujo de gases. En este contexto, el economizador se instala en el primer paso de los gases de escape, antes de pasar por el intercambiador de calor de la caldera.
Gases de escape e intercambiador de calor: Cuando el combustible se quema dentro de la caldera, los gases generados tienen una temperatura muy elevada. Los gases se escapan de la caldera y circulan por el primer circuito, pasando por el economizador. Aquí es donde el recuperador de calor aprovecha este calor residual para transferirlo al agua de alimentación a través de un intercambiador de calor de vapor o de agua.
Transferencia de calor: El intercambiador de calor utilizado en el economizador puede ser un intercambiador de calor de vapor, un intercambiador de calor de agua sobrecalentada o incluso un sistema diseñado para calentar aceite térmico. Cada uno de estos sistemas utiliza un principio similar: los gases de escape ceden su calor al fluido que circula por el sistema, incrementando la temperatura del agua de alimentación antes de que entre en la caldera. Esto permite que la caldera use menos combustible para llegar a la temperatura necesaria para generar vapor o para calentar otros fluidos térmicos.
Mejora de la eficiencia energética: El agua de alimentación, una vez calentada gracias al economizador, llega a la caldera con una temperatura más alta. Esto implica que la caldera necesitará menos energía para calentarla hasta la temperatura de trabajo ideal. Este ahorro de combustible repercute directamente en una reducción de los costos de operación y una mayor sostenibilidad ambiental de la planta.
Diseño y materiales del economizador: Para garantizar una eficiente transferencia de calor, los economizadores de calderas industriales suelen estar hechos de materiales resistentes a altas temperaturas y a la corrosión, como el acero inoxidable o materiales especiales para las condiciones de funcionamiento extremo. Estos materiales permiten que los dispositivos tengan una vida útil más larga y sean eficientes en condiciones de trabajo difíciles.
¿Qué tipos de economizadores y recuperadores de calor hay?
El diseño del economizador depende del tipo de fluido que se quiere calentar y de las condiciones específicas de cada planta industrial. A continuación, se detallan los tipos más comunes de intercambiadores de calor utilizados:
Intercambiador de calor de vapor: En algunos casos, la caldera necesita generar vapor para procesos industriales. Un intercambiador de calor de vapor permite utilizar la energía de los gases de escape para aumentar la temperatura del agua antes de que llegue a la caldera, facilitando así la producción de vapor con menos energía.
Intercambiador de calor de agua sobrecalentada: Cuando se necesita calentar el agua más allá de su temperatura de saturación, se utiliza un intercambiador de calor de agua sobrecalentada. Este sistema permite mantener el agua en un estado sobrecalentado para aplicaciones industriales específicas, como la producción de calor o la generación de energía.
Intercambiador de calor de aceite térmico: Para procesos industriales que requieren calefacción a temperaturas elevadas, el aceite térmico es una opción popular. Los intercambiadores de calor de aceite térmico se diseñan específicamente para transferir calor de los gases de escape al aceite, lo que permite que el sistema mantenga una temperatura constante y eficiente durante todo el proceso.
Ventajas de economizadores industriales
Entre las múltiples ventajas que presenta el uso de Economizadores y Recuperadores de calor, podemos destacar:
Reducción del consumo de combustible: Una de las principales ventajas de instalar un economizador es la reducción significativa del consumo de combustible. Al aprovechar el calor residual, se necesita menos energía para llegar a la temperatura de trabajo deseada.
Aumento de la eficiencia global: Gracias a la recuperación de calor residual, la eficiencia global del sistema de calefacción mejora notablemente, lo que contribuye a una menor huella de carbono.
Ahorro económico: Los costos operativos disminuyen, ya que la caldera necesita menos combustible para generar la misma cantidad de vapor o calentar el agua.
Sostenibilidad: Reducir el consumo de combustible no solo tiene beneficios económicos, sino que también contribuye a la sostenibilidad, minimizando el impacto ambiental de las operaciones industriales.
De este modo, los economizadores o recuperadores de calor en calderas industriales de dos fogones son componentes imprescindibles para mejorar la eficiencia energética y reducir los costos operativos en procesos industriales. Mediante el uso de intercambiadores de calor de vapor, de agua sobrecalentada o de aceite térmico, se puede aprovechar la energía térmica de los gases de escape para calentar fluidos como el agua de alimentación. De esta manera, se consigue un sistema más eficiente y sostenible que contribuye a la optimización de recursos y a la reducción del impacto ambiental.
BOIXAC, UN MUNDO DE RECUPERACIÓN DE ENERGÍA INDUSTRIAL
Disponemos de un gran número de tecnologías diferentes entre las que destacamos los intercambiadores de calor de tubos lisos, de tubos aleteados y de placas pillow. Esta variedad constructiva nos permite personalizar las soluciones que proponemos, adaptándonos a la realidad de cada proceso productivo y, optimizando así, los recursos térmicos disponibles en cada planta.
El avanzado conocimiento técnico hace que dispongamos de una gama de economizadores y recuperadores de calor capaces de trabajar con gases de combustión por debajo de su punto de rocío y, por lo tanto, pudiendo condensar y recuperar los condensados ácidos de los propios gases. Obviamente, con materiales de primer nivel, seleccionados especialmente para estos propósitos y sometidos a los respectivos controles de calidad.
Además, destacamos el diseño, estudiado al detalle, que mediante una estructura abrazadora, permite extraer los intercambiadores de calor sin manipular la estructura de conductos o chimeneas. Así, los economizadores y recuperadores de calor son extraíbles, haciéndolos fácilmente accesibles tanto para el mantenimiento como para la limpieza.
Disponemos de otros valores añadidos como la posibilidad de incluir aislamiento térmico con lana de roca y acabado con chapa metálica, evitando pérdidas térmicas y mejorando la eficiencia de los sistemas de recuperación energética. También podemos incluir sistemas de limpieza automáticos, como pueden ser de aspersión, transiciones de rectangulares a circulares para adaptarnos a los diámetros de los conductos, bafles para la correcta distribución del aire, dossiers de calidad, etc. Un factor importante que también cabe destacar es la posibilidad de concebir economizadores y recuperadores de calor que no necesitan estructura de soporte adicional.
Economizadores para calderas industriales
Bateria de agua
Batería de agua que se utiliza frecuentemente para climatizar el ambiente de invernaderos y granjas de cría, mejorando el bienestar animal.
Economizador
Economizador de energía o recuperador de calor que permite reaprovechar la energía excedente, por ejemplo, de las calderas de biomasa.
Intercambiador aleteado
Intercambiador de calor con tubos aleteados, un sistema de control de temperatura que optimiza la durabilidad incluso en ambientes con ciertos factores de ensuciamiento.