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Sobre as perdas de energia na produção de vapor

Visto que cerca de 40% do total de energia consumida na indústria se destina à produção de vapor, à produção desta utilidade pode ser associada uma má utilização de energia e desperdícios de combustível. Pelo seu carácter intensivo mas também pelo aumento do preço do combustíveis, é cada vez mais crítica a tarefa de melhorar a eficiência energética nesta aplicação. Eis algumas das fontes típicas de ineficiência energética:
  •  Fugas de vapor nas tubagens e válvulas:
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A quantificação deste tipo de perdas depende do tamanho do furo/fuga, mas podem revelar-se altamente dispendiosas. Um orifício de 3 cm de diâmetro numa conduta com vapor a 13 bar pode significar perdas anuais de 1000 a 2000 dólares (500GJ);

  •  “Steam Traps” :
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Uma grande planta industrial pode ter milhares de “Steam Traps”. Estes têm como objetivo remover condensados e gases não condensantes, ao mesmo tempo que aprisionam e previnem perdas de vapor. Se ficarem abertos, o vapor escapará por orifícios com 6mm de largura. Numa linha a funcionar a 6 bar, as perdas podem ascender a 1 900 GJ [≈17 000 €] por ano.


Exemplo de funcionamento de um “steam trap”

  •  Rede de distribuição de vapor em subrendimento:
O mau funcionamento de rede de distribuição de vapor pode representar perdas superiores a 10%. Não é de todo raro encontrar uma caldeira eficiente ligada a uma rede de distribuição de vapor inadequada. A alteração das plantas industriais modifica as necessidades de vapor, embora as rede de distribuição tendam a permanecer as mesmas. Tipicamente as redes de distribuição costumam ser preservadas (a preço da eficiência energética) para utilizações menos exigentes, como aquecimento de espaços ou limpeza. Para além disso, as redes de distribuição com funcionamento intermitente requerem um tempo de arranque considerável até que a distribuição esteja operacional. O arranque pode chegar a durar 2 ou 3 horas, consumindo combustíveis durante esse período.

  •  Retorno de condensados:
A gestão adequada do condensados pode levar a significativas poupanças. A título de exemplo, note-se que cada 0,45kg de vapor que tenham de ser gerados a partir de água a 15°C em vez de água a 70°ºC acrescem 10% ao consumo de combustível. Uma regra prática diz que se poupa 1% de combustível por cada 5ºC de água de alimentação que se aumenta. Maximizar a recuperação de condensados é um procedimento importante.

  •  Tubagens e válvulas mal isoladas:

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Perdas de calor resultantes de mau isolamento ou isolamento insuficiente podem revelar-se dispendiosas. Uma linha de vapor a 8 bar mal isolada pode significar perdas na ordem de 1000 GJ por ano, por cada 30 metros de tubagem, o que pode corresponder a qualquer coisa como 9000€ ano por cada 30 metros de tubagem.


Fonte: Handbook of Energy Efficieny and Renewable Energy, Capítulo 14, Craig B. Smith, Barney L. Capehart, Wesley M. Rohrer Jr.