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[luisa0905]

hola necesito ayuda

mi proyecto surge de la necesidad de recuperar un vapor que es venteado a la atmosfera y se me piede recuperarlo en forma de condensado, para utilizarlo en la alimentacion de unas calderas, yo debo dar varias alternativas y despues de un estudio de factibilidad tecnico y economico escojo la alternativa mas idonea. yo voy a trabnajar con la descarga de vapor de dos turbocompresores que van un colector el cual tiene la siguientes propiedades: Presión 44 psig Temperatura 250 Flujo 28 TM/H de vapor Densidad 0.1084 lb/ft3.

debo disenar el area de intercambio y la especificación de los equipos asociados y cual seran mi flujo de enfriamiento y todo eso.

hasta los momentos no tengo una forma de guiarme y poder arrancar, bueno espero que me pueda alguien ayuda, ya estoy un poco desesperada

[Art Montemayor]

Luisa:

Bueno, estamos entonces al punto de empezar ayudarte - si es que estas preparada para trabajar.

Primero, te doy las gracias por enviar la nota personal que identifica tu caudal de vapor con la temperatura de 250 ^oC - cosa que no especificas en esta nota. Con esto declarado tambien quisiera establecer que hablamos de los siguientes datos:

Flujo de vapor = 28,000 kg/hra
Presion de vapor = 44 psig (58.8 psia) = 303.4 kPaM (405.4 kPaA)

Antes de siguir adelante, quiero que confirmes estos datos.
Tambien quiero que consigas un diagrama Mollier del vapor para que puedas siguir lo que te voy a demostrar en la proxima. Mientras tanto te voy a preparar un workbook de Excel para poder "charlar" en terminos de ingenieria. Ojala que ya habras terminado tu primer cursillo de termodinamica, porque lo vas a necesitar.

Espero tu respuesta.

Art Montemayor

[Art Montemayor]

Luisa:

Pues, para no esperar mas o olivadarme de darte la respuesta que te prometi, te adjunto el Workbook que encuentras mas abajo.

Lo que queria demostrate era que tu problema es uno en el cual te vale la pena aplicar la termodinamica y conseguir potencia util mientras solucionas tu problema de condensar el vapor. Sacandole el provecho de potencia no solo ganas ventaja sino tambien te permite condensar el vapor de escape en una forma convencional, empleando enfriadores enfriados por aire.

Estudia bien mi workbook y te daras cuenta como solucionar tu problema.

Buen provecho.

Art Montemayor
 Vapor.xls   115KB   262 downloads

[luisa0905]

Buenos Dias,

Muchas gracias por la información y por su intención, pero creo que no aclare bien el problema, el cual es el recuperar ese vapor que llegan a un colector de baja, se quiere recuperar este pero en forma de condensado para utilizarlo en la alimentación de unas calderas ya que actualmente como vapor alimenta los desareadores de estas que son tres calderas pero solo puede tenerse en funcionamiento una de dos trubinas ya que con el funcionamiento de una todavia queda un excedente de vapor que es venteado a la atmosfera, por eso mi alcance esta calcular esa area de intercambio y diseñar los equipos a fines para lograr esto, es decir; el condensador, las bombas de condensado, y de alimentación de agua de enfriamiento los eyectores las tuberias, y hacer un estudio de factibilidad.

Pero ahorita empezando se me presenta un proble y es que este vapor su presión es muy alta para que me pueda condensar, ya que mi idea es un condensador de superficie, pero estamos hablando de que el vapor entraria a unas propiedades la cual no podria lograr mi objetivo.}

espero que se me entienda porq se que es dificil de entender la problematica planteada.

bueno espero su ayuda
GRACIAS!!!

[Art Montemayor]

Luisa:

Sigo entendiendo que lo que quieres lograr es la condensación de vapor súper-calentado. Lo que pasa es que yo seguramente he fallado en explicarte lo que es sencillamente mi sugerencia: la condensación de vapor súper-calentado se logra empleando su expansión en una turbina – proceso que no solo evita el uso de grande cantidades de agua o de aire, sino también genera una cantidad de electricidad (o fuerza de caballaje) que ayuda tremendamente la economía del proceso.

La turbina empleada puede ser una turbina que produce condensado – aunque yo prefiero controlar la turbina con un condensador de superficie. Esto esta claramente explicado en cualquier texto de primer año de termodinámica. Eso es la razón por la cual te mencione que ibas a tener que entender la termodinámica. Aun no me has dicho cual es tu año de estudio en ingeniería.

En la vida real nunca se atreve uno a tratar de condensar gran cantidades de vapor súper-calentado empleando enfriadores a base de agua o aire. Primeramente, jamás y nunca se produce el vapor súper-calentado sino solo con el propósito de uno de dos fines:

1. Para emplearlo en turbinas de expansión;
2. Para evitar que se forme condensación en los centrales de distribución de vapor saturado (y se emplea un mínimo de súper-calentamiento, porque lo que se desea emplear normalmente en procesos es vapor saturado – y no súper-calentado).

Resulta dificilísimo condensar un vapor súper-calentado. La “U” que resulta es pésima y se necesita una gran cantidad de superficie para lograr la condensación como tu la propones. Esto te cuesta plata de capital y costosos servicios de agua de enfriamiento o energía para ventiladores de aire.

En aquellos casos en los cuales si se emplean intercambiadores de calor para condensar el vapor super-calentado, suele ser para caudales pequeños de vapor – de no mas de 1,000 kg/hra. Pero nunca para caudales de alrededor de 28 toneladas/hra. Para estas grandes cantidades, siempre se emplean turbinas que no solo condensan, sino también generan plata. No se desperdicia energía y además se gana plata y ademas puede ser un buen negocio. Pero claro que requiere inversión - como en cualquier negocio.

Si tu o tu profesor se han hecho el propósito de emplear intercambiadores para condensar el vapor en vez de hacer un estudio clásico de ingeniería, eso esta bien; pero todo el mundo se va preguntar porque no se ha estudiado el empleo de una turbina que genera 2,000 kw de fuerza y te produce un vapor que contiene solo 10 ^oF de supercalentamiento – un vapor que esta justo al punto de condensarse.

Estas confrontando problemas en hacer un diseno para condensar vapor super-calentado simplemente porque la tarea es dificil. Nosotros en la industria nunca nos metemos a ese campo, sino le pasamos ese problema a expertos en el campo de transmision de calor. Y nunca vamos a proponer una condensacion de 28 toneladas de vapor super-calentado sin primero haber estudiado bien el caso de emplear una turbina.

Si tu profesor tiene alguna experiencia en el campo de vapor, tambien se dara cuenta que lo que digo es el caso. Siento no haber podido darte lo que tu quieres.

[luisa0905]

Sr. Art Montemayor


bueno gracias pero si esto sucede en una industria y bueno si he estudiado termodinamica pero mi carrera es ingeneria mecanica. El caso es que si es un problema de una industria y ellos no quieren con una turbina de condensación sino un condensandor, el vapor de descarga que estoy trabajando viene de unos turbocompresores que es un planta de aire comprimido, y que todo el vapor de la salidas de dos turbocompresores que van a dar a un colector de vapor de baja que ahi es que estan las 28 ton/h desde ahi es que debo hacer mis calculos para diseño, y ahi empieza mi proble en mi uni no hay profesores tan llenos con la termodinámica y esto me ha costado mucho.

mi diseño es calcular el area de intercambio luego presentar alternativas de como condensar y luego seleccionar las mas idonea, que a simple vista es un condensador de superficie tengo que buscar todo simular la selección de material ya que el agua enfriamiento posible a utilizar la disponible es agua desmineralizada, es decir diseño de todos los dispositivos y el estudio de la factibilidad ya que puediendo recuperar este condensado genero un ahorro sustancial.

ya he revisado libros de termodinamica lo que me dan idea de que debo irme por una expansión joule-thomson, es decir de colocar un dispositivo isentálpico que me baje esta presión antes de enviar al condensador.

de verdad tengo muchas dudas de lo que digo porq no estoy muy segura de que pueda colocar una válvula de estrangulamiento ya que no se si esto me influira aguas abajo del colector.

bueno gracias por su atención pero igual seguire preguntando quizas luego a ud me ayude o alguien en el foro.

HASTA LUEGO

[Art Montemayor]

Luisa:

Regresa a tus libros de Termodinámica, a tu diagrama Mollier, o a mis tablas de la NIST, y te daras cuenta que si empleas una válvula de expansión simple (“una expansión Joule-Thomson”) vas a lograr un caudal de vapor a 15 psia con una temperatura de 245 ^oC – solo 5 grados mas frío que el vapor que entra la válvula a 250 ^oC. En cambio, en una turbina logras llegar hasta 105 ^oC.

Esto simplemente demuestra la eficiencia de un turbina o una maquina de expansión. El proceso isentrópico demuestra su superioridad sobre el isentálpico. Esto es un ejemplo del porque cuando el alemán, Carl von Linde invento el método de licuar el aire y destilarlo, se comprobó que el francés, Georges Claude (1870-1950), le saco la ventaja al proceso cuando el introdujo su famosa y novedosa maquina de expansión del aire. La temperatura alcanzada en el escape era muchísima mas baja (y por lo tanto la licuación del aire mas alto) que la del proceso de Linde que empleaba una simple válvula Joule-Thomson.

El efecto vuelve nuevamente a comprobarse en tu ejemplo. Buena Suerte