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Eficiencia de calderas: adónde va el combustible y cómo recuperar más de él

Eficiencia de calderas: adónde va el combustible y cómo recuperar más de él

Eficiencia de la caldera explicada: eficiencia de combustión frente a eficiencia térmica, las principales pérdidas, un ejemplo resuelto con gases de combustión y el mantenimiento que protege la eficiencia.
Eficiencia de calderas: adónde va el combustible y cómo recuperar más de él

La eficiencia de la caldera es la fracción de la energía del combustible de una caldera que acaba en vapor o agua caliente útil en lugar de subir por la chimenea o perderse a través de la carcasa.

En instalaciones donde una caldera consume una gran parte de la factura energética, unos pocos puntos de eficiencia suponen dinero real, y la mayoría de esos puntos se pierden silenciosamente por condiciones que controla el mantenimiento: aire en exceso, ensuciamiento e purgas.

Dos formas de medirla

  • Eficiencia de combustión: qué tan completamente se quema el combustible y cuánto calor se llevan los gases de combustión, determinado por el aire en exceso y la temperatura de los gases de la chimenea. Es lo que lee un analizador de combustión en la chimenea.
  • Eficiencia térmica (de combustible a vapor): la cifra de la caldera completa que incluye las pérdidas por carcasa (radiación) y las pérdidas por purga, siempre inferior a la eficiencia de combustión porque contabiliza todo.

La mayoría de las mejoras rápidas están en la eficiencia de combustión, porque el aire en exceso y la temperatura de la chimenea son ajustables y medibles.

Adónde va el combustible

Las principales pérdidas, en orden aproximado de lo que típicamente cuestan: gases calientes que salen por la chimenea (peor con alto aire en exceso y superficies de transferencia de calor ensuciadas) aire de combustión en exceso (cada unidad extra de aire se calienta y se desperdicia)

ensuciamiento de la transferencia de calor tanto en el lado de la combustión (hollín) como en el lado del agua (incrustaciones) purgas que arrastran agua caliente al desagüe y radiación por la carcasa. Cada una de estas es una condición de mantenimiento o de ajuste, no una propiedad fija de la caldera.

Un ejemplo práctico: reducir el aire en exceso

Una caldera de gas funciona con un 60 por ciento de aire en exceso, una deriva común de un quemador que no ha sido ajustado, y una temperatura de los gases de la chimenea elevada por hollín en los tubos.

Un ajuste de combustión reduce el aire en exceso hacia el 15 por ciento y una limpieza de hollín baja la temperatura de la chimenea en 40 grados.

Como regla general, ambos cambios reducen las pérdidas por chimenea: reducir solo el aire en exceso puede recuperar del orden del 2 al 4 por ciento del combustible, y cada caída de aproximadamente 20 grados en la temperatura neta de la chimenea recupera alrededor de otro 1 por ciento.

Combinadas, un aumento plausible de eficiencia de 4 a 5 por ciento; en una caldera que quema, digamos, 8.000 MWh de gas al año, eso son 320 a 400 MWh de combustible ahorrados anualmente por un ajuste y una limpieza.

El quemador no se volvió menos eficiente de la noche a la mañana; se fue desviando, y nadie estaba midiendo la chimenea.

El mantenimiento que protege la eficiencia

La eficiencia de la caldera decae en un ritmo predecible que el mantenimiento restablece: ajustes periódicos de combustión para mantener el aire en exceso en el objetivo

limpieza del lado de la combustión y del lado del agua para mantener limpias las superficies de transferencia de calor (las incrustaciones en el lado del agua también son una disciplina del tratamiento del agua) tratamiento del agua para controlar las incrustaciones y la tasa de purga

integridad del lado del vapor para que el calor útil no se pierda aguas abajo por trampas de vapor defectuosas y fugas y calibración de instrumentos para que las lecturas en las que se basa el ajuste sean correctas. Nada de ello es exótico; todo ello se pierde sin un programa.

Medir para gestionarla

La eficiencia que no mides, la pierdes. Los instrumentos son: análisis de combustión periódico (aire en exceso, temperatura de la chimenea, CO), control de purgas y seguimiento de combustible frente a producción; este último, combustible por unidad de vapor o por unidad de producción, es una cifra de consumo específico de energía que necesita un denominador de producción fiable para tener sentido.

Dónde encaja Fabrico

Fabrico no es un analizador de combustión ni un sistema de gestión energética y no ajusta calderas.

Donde contribuye es en el calendario y la evidencia que evitan que la eficiencia se desvíe: ajustes de combustión, limpieza del lado de la combustión y del lado del agua, comprobaciones del tratamiento del agua y calibración como órdenes de trabajo recurrentes con lecturas registradas y tendencias visibles

además de los datos de producción que convierten el uso de combustible en una métrica de combustible por unidad que merece seguimiento. Construido en la UE, con residencia de datos en la UE.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es una buena eficiencia de caldera?

Las calderas de gas modernas pueden alcanzar altas eficiencias de combustión, y los diseños condensantes aún más, pero la cifra alcanzable depende del combustible, del diseño y de la carga. La pregunta práctica es menos "cuál es el número" y más "hasta qué punto se ha desviado de su mejor condición ajustada", que es lo que revela la medición.

¿Cuál es la mayor pérdida de eficiencia?

Normalmente la pérdida por chimenea, el calor llevado por los gases de combustión, impulsada por el aire en exceso y la temperatura de los gases de la chimenea. Ambos son abordables mediante ajustes de combustión y limpieza de las superficies de transferencia de calor, por lo que esas dos acciones de mantenimiento proporcionan la mayor parte de los ahorros recuperables.

¿Con qué frecuencia debe ajustarse una caldera?

Según las indicaciones del fabricante y la normativa y la deriva de la caldera, comúnmente al menos una vez al año y con mayor frecuencia para calderas muy trabajadas o con carga variable, con comprobaciones de combustión entre ajustes. El intervalo que importa es el que mantiene el aire en exceso cerca del objetivo antes de que la eficiencia se erosione silenciosamente.

¿Quiere ajustes de caldera, limpieza y seguimiento de combustible por unidad que nunca fallen silenciosamente? Reserve una demo de Fabrico para ver el mantenimiento que protege la eficiencia funcionando en un GMAO listo para el campo.

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