Lo que tienen en común las instalaciones que lograron combinar el ahorro energético con la mejora de la calidad al introducir válvulas en las líneas de vapor es un único punto: “reajustaron el vapor que se enviaba a la presión de generación, reduciéndolo y controlándolo de forma estable hasta la presión necesaria para cada equipo”. Sin necesidad de renovaciones especiales de las instalaciones, no son pocos los casos en que la simple optimización de líneas que operaban con presiones excesivas e inestables condujo a una reducción del consumo de vapor y a la atenuación de la desigualdad en el calentamiento. Aquí organizamos los patrones de implementación que se observan con frecuencia en la práctica como “modelos de éxito” sujetos a condiciones. Como los efectos varían según la presión, el caudal y la operación, considérelos en todos los casos como valores orientativos.
Puntos clave de este artículo
- Gran parte del ahorro energético parte de “reducir la presión excesiva hasta la presión necesaria”; no existe una única válvula mágica.
- La mejora de la calidad se logra fácilmente mediante la uniformización de la temperatura de calentamiento gracias a la “estabilización de la presión”, y a menudo se obtiene simultáneamente con el ahorro energético.
- Cuanto más éxito ha tenido una instalación, más se ha comprendido antes de la implementación no solo el caudal máximo, sino también el caudal mínimo y las variaciones de la presión de entrada.
La “optimización de la presión” como punto de partida común en los casos de implementación
Cuando el vapor se envía a cada equipo a alta presión, tal como se genera, en el lado del equipo se aporta más cantidad de calor de la necesaria, lo que tiende a aumentar el consumo de vapor y la disipación de calor. Lo más habitual en los casos de implementación es instalar una válvula reductora de presión en los puntos clave de esta tubería y reducir la presión hasta la necesaria para cada equipo. Es común encontrar informes de que, al ajustar la presión excesiva a una presión adecuada, se pudo contener el uso de vapor sobrante.
El punto clave no está en el acto de “reducir” en sí mismo, sino en haber configurado la presión calculándola de forma inversa a partir de la aplicación que el equipo requiere. Como la presión necesaria difiere según la aplicación (calentamiento, esterilización, secado, etc.), confirmar primero las especificaciones y la operación de cada equipo constituye el punto de partida de una implementación eficaz.
La mejora de la calidad surge fácilmente de la “estabilización de la presión”
En los casos en que se obtuvo una mejora de la calidad al mismo tiempo que el ahorro energético, la estabilización de la presión suele ser la clave. Cuando la presión de entrada varía, la temperatura del vapor también fluctúa, lo que en ocasiones provoca dispersión en la temperatura de calentamiento y desigualdad en el mismo. La idea es que, al mantener constante la presión del lado secundario mediante la válvula reductora de presión, las condiciones de calentamiento se estabilizan y contribuyen a mejorar el acabado y el rendimiento de producción.
No obstante, el efecto también depende de la magnitud de las variaciones de carga y de las características del equipo. En líneas donde la presión tiende a elevarse con cargas bajas, es orientativo elegir teniendo en cuenta la capacidad de control incluso en la zona de caudal mínimo.
Aspectos que hay que tener en cuenta antes de la implementación para reproducir los efectos
Que se produzcan diferencias de efecto aunque se instale la misma válvula se debe en gran medida a la precisión con que se hayan comprendido las condiciones previas. Cuanto más ha funcionado una instalación, más ha identificado no solo el caudal máximo, sino también el caudal mínimo —que varía entre el arranque y el régimen estacionario— y el rango de variación de la presión de entrada. Esto se debe a que ajustarse sin más al tamaño de la tubería conduce a un sobredimensionamiento, y puede ocurrir que la eficacia sea insuficiente en la zona de caudal mínimo o que el control se vuelva inestable.
Evaluar incluyendo la operación y el mantenimiento posteriores a la implementación
Para mantener el efecto de la implementación, es imprescindible contener las fugas por las juntas de conexión y por la empaquetadura, así como la disipación de calor por falta de aislamiento térmico. Aunque discretas, estas medidas dan resultados con facilidad y, si se comprueban durante las inspecciones periódicas, ayudan a conservar el efecto de ahorro energético durante más tiempo. La implementación no termina de una sola vez: si se entiende bajo la premisa de revisar las condiciones conforme cambia la operación, se gana en precisión.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cuánto ahorro energético se obtiene concretamente al instalar una válvula reductora de presión?
A1. Como el efecto varía enormemente según las condiciones de presión, el caudal y la operación, no es posible ofrecer una cifra uniforme. Considérelo como un valor orientativo: reducir la presión excesiva hasta la presión necesaria tiende a conducir a una disminución del consumo de vapor y de la disipación de calor.
Q2. ¿El ahorro energético y la mejora de la calidad se obtienen simultáneamente?
A2. La estabilización de la presión tiende a conducir a la uniformización de las condiciones de calentamiento, y es habitual encontrar casos en que el ahorro energético y la mejora de la calidad se obtienen al mismo tiempo. No obstante, existen diferencias según las variaciones de carga y las características del equipo.
Q3. ¿No se obtienen efectos sin realizar una renovación de instalaciones a gran escala?
A3. No necesariamente. También hay casos en que solo la optimización de líneas que operaban con presiones excesivas e inestables condujo a una mejora. Puede empezar a plantearse desde la revisión de la configuración de presión actual.
Q4. ¿Sirve de referencia aunque las condiciones del caso difieran de las de mi empresa?
A4. El enfoque de la implementación (cálculo inverso de la presión necesaria, estabilización de la presión y selección basada en el caudal real) puede aplicarse de forma común. Más que las cifras en sí, tome como referencia el orden del razonamiento.
Q5. ¿En qué casos resulta difícil obtener efectos?
A5. Cuando el caudal mínimo es extremadamente pequeño o cuando la variación de la presión de entrada es grande, si solo se ajusta el diámetro sin haber comprendido suficientemente las condiciones, puede que no se obtenga la capacidad de control esperada.
Q6. ¿Se puede aspirar a un efecto equivalente renovando una válvula ya instalada?
A6. En lugar de elegir un producto equivalente basándose solo en el número de modelo, se comprueba si el caudal, la presión y la operación han cambiado entre el momento de la instalación original y la actualidad. Si ha habido cambios en la operación, aprovechar la renovación para revisar las condiciones aumenta la precisión.
Resumen
Lo que tienen en común las instalaciones que lograron el ahorro energético y la mejora de la calidad del vapor es un único punto: reajustaron el vapor que se enviaba a la presión de generación, reduciéndolo y controlándolo de forma estable hasta la presión necesaria para cada equipo. El ahorro energético surge fácilmente de la optimización de la presión excesiva, y la mejora de la calidad de la estabilización de la presión; además, ambos se obtienen a menudo de forma simultánea. En todos los casos, partir de los valores orientativos y trasladarlos al caudal real, la presión y la operación de su empresa es lo que determina la reproducibilidad.
Si tiene inquietudes como “conozco el tamaño de la tubería, pero no puedo juzgar si el diámetro es el adecuado”, “conozco el caudal máximo, pero desconozco el caudal mínimo” o “quiero seleccionar un producto equivalente a la válvula instalada, pero la operación ha cambiado”, tras organizar las condiciones, aproveche la consulta técnica y de selección de Yoshitake. A partir de la aplicación, la presión necesaria y las condiciones de caudal, estudiaremos junto a usted la selección de válvulas que conduzca al ahorro energético y a la mejora de la calidad.