En el ámbito de los procesos que emplean vapor, la optimización de su uso no solo conlleva ahorros de energía, también una mayor eficiencia.
En el artículo "Mejorar la eficiencia y la eficacia con capacidades avanzadas de medición de vapor" de Dan Cychosz de Emerson para la página Process Instrumentation, el especialista explica cómo la aplicación de tecnologías adecuadas puede potenciar el rendimiento del control y reducir la pérdida de energía; sobre este tema estaremos profundizando en este artículo.
Optimización del vapor para la eficiencia energética en procesos industriales
El vapor desempeña un papel fundamental en diversos procesos de fabricación en casi todas las industrias, desde la producción de alimentos y fábricas de pulpa y papel hasta instalaciones químicas y farmacéuticas. Este recurso ofrece energía de manera fácilmente controlable, haciéndolo valioso para una amplia gama de aplicaciones. A pesar de su versatilidad, muchas instalaciones dependen del vapor sin la instrumentación necesaria para gestionarlo de manera eficiente.
En muchas operaciones de planta, la supervisión del flujo de vapor se realiza con equipos antiguos, lo que resulta en una comprensión limitada del proceso. Esto lleva a una priorización del control de procesos en detrimento de la eficiencia y la optimización energética. Sin embargo, las capacidades de medición de vapor han evolucionado, permitiendo a los fabricantes aprovechar un conocimiento más profundo de sus procesos para lograr ahorros significativos en energía y costos.
El simple seguimiento del volumen de vapor no proporciona una visión completa del uso de energía. Los datos de presión y temperatura son esenciales para comprender la energía contenida en el vapor. Por lo tanto, las tecnologías más efectivas incluyen la presión diferencial (DP) y los medidores de flujo de vórtice, como el transmisor multivariable Rosemount 3051S y el Annubar 585 para la línea principal de vapor. Estos dispositivos, con sensores integrados de temperatura y presión, ofrecen una comprensión detallada en puntos críticos de la planta, facilitando la identificación de fugas y sugiriendo mejoras en estrategias de ahorro de energía.
Altos costos, consumo y medición del vapor
Los altos costos asociados con ineficiencias en la producción, consumo y medición del vapor representan una parte significativa del gasto energético en instalaciones de fabricación.
La generación de vapor, que puede constituir entre el 40% y el 50% del presupuesto energético total de una planta, es costosa y, a medida que van en aumento los precios de la energía, se deben encontrar mejores formas de medirla y controlarla.
En procesos industriales, la energía del vapor se utiliza en diversas tareas, pero la falta de datos precisos de consumo, análisis mejorados de presión y temperatura dificultan que los ingenieros equilibren eficazmente la demanda de energía en el sistema de distribución. Las pérdidas de energía debidas a problemas como aislamiento deficiente y fugas son difíciles de descubrir y corregir. Además, los métodos antiguos de medición, como las placas de orificio, generan ineficiencias debido a errores de flujo y pérdida de presión, aumentando los costos de mantenimiento y combustible con el tiempo.
El desafío de medir el vapor
La medición precisa del flujo de vapor es un desafío debido a sus diversas formas. Las tecnologías convencionales miden principalmente la velocidad, lo que resulta en errores debido a condiciones cambiantes.
El vapor, ya sea húmedo, seco, saturado o sobrecalentado, requiere dispositivos adicionales en los medidores estándar. Los medidores modernos diseñados para vapor eliminan la necesidad de múltiples dispositivos al proporcionar directamente la tasa de energía como salida. El vapor húmedo presenta desafíos adicionales, como obstrucciones, y para el vapor sobrecalentado se requieren sensores separados. Los medidores multivariable con sensores integrados destacan como la mejor opción para una medición precisa del flujo de vapor.
Medición multivariable con el transmisor Rosemount 3051S
Tecnología Emerson para la medición y monitoreo del flujo de vapor en aplicaciones de proceso
Dispositivos de medición de flujo de presión diferencial
Los medidores de flujo de presión diferencial actualizados, como el Rosemount 3051SFA, utilizan tecnología avanzada para medir el cambio de presión causado por una restricción en la línea.
La tecnología de presión diferencial (DP) permite el uso de orificios acondicionadores o tubos Pitot Annubar, de Emerson, para minimizar la pérdida de presión. Estos medidores proporcionan lecturas precisas en aplicaciones de vapor, ya que integran sensores de presión y temperatura para la conversión directa a caudales másicos.
Los diseños modernos, como los medidores Annubar, ofrecen mayor versatilidad con opciones mejoradas de placas de orificio, generando menor caída de presión y funcionando de forma inalámbrica para una mayor flexibilidad. Las preocupaciones tradicionales, como las líneas de impulso propensas a obstrucciones, se abordan con diseños avanzados y transmisores multivariables que mejoran el rendimiento y la conectividad remota.
Dispositivos de medición de flujo vórtice
Los medidores de flujo de vórtice de última generación utilizan principios fluidodinámicos del efecto Von Kármán para hacer mediciones, especialmente de vapor. Su diseño con barra separadora en la tubería permite medir diversos fluidos, sin verse afectados por sus características.
Son versátiles, escalables y adecuados para instalaciones de todos los tamaños en sistemas de distribución de vapor. Los diseños modernos han superado problemas anteriores, eliminando obstrucciones y fugas mediante una barra de separación sin aleta y sellada.
Los sensores integrados y los transmisores de presión compensan automáticamente variables como presión y temperatura, brindando mediciones precisas y confiables incluso en entornos desafiantes de vapor.
Tecnología Annubar Averaging Pitot Tube de Emerson
Mediciones en aplicaciones de vapor y confianza
La energía del vapor impulsa significativamente los procesos industriales y las tecnologías avanzadas ofrecen mediciones confiables para optimizar costos, aumentar la eficiencia y mejorar la seguridad.
Con el crecimiento continuo de la actividad industrial, se prevé un aumento en la demanda de soluciones para la medición de vapor. Según un informe de Deloitte, comenta Dan Cychosz de Emerson, el 70% de los ejecutivos de fabricación reconocen que las tecnologías que mejoran la eficiencia energética son clave para hacer las operaciones más sostenibles y para cumplir con objetivos de huella de carbono, donde requieren soluciones rentables, de instalación rápida y con capacidades de medición avanzadas.
