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Aug 22, 2023

Steam: minimizza le perdite, risparmia energia

Whether you use steam as a food ingredient (culinary grade) or for cooking,

Sia che si utilizzi il vapore come ingrediente alimentare (grado culinario) o per cucinare, con gli attuali prezzi del gas naturale e del petrolio che tendono al rialzo, la conservazione non è importante solo dal punto di vista della sostenibilità aziendale, ma soprattutto dei profitti. Oggi, laddove possibile, si pensa alle tre R: ridurre, riutilizzare e riciclare. Ad esempio, riutilizzare e riciclare la condensa? È già acqua, è trattata e fa caldo. Considera il costo di produzione in termini di BTU per libbra di cibo prodotto o per barile di birra. Dove e quali sono le perdite comuni dell’energia del vapore?

"I sistemi di scarico del vapore rappresentano il principale punto di perdita di energia, ma possono essere gestiti in modo efficace con soluzioni strategiche", afferma Sam Simkowski, ingegnere di processo III presso Stellar. Un sistema a vapore adeguatamente bilanciato può aiutare a ridurre le perdite di energia e le emissioni complessive della caldaia. Per raggiungere questo obiettivo, le piante dovrebbero cercare di ridurre al minimo o eliminare la quantità di vapore rilasciata nell’atmosfera. Invece di scaricare il vapore, gli impianti possono recuperare e riciclare il vapore di flash per supportare le esigenze dell’impianto, come il riscaldamento dell’acqua nelle aree di lavorazione. L'integrazione di scambiatori di calore o condensatori consente alle strutture di utilizzare l'energia del vapore di evaporazione, il che può avere un impatto positivo significativo sui costi complessivi. Un altro modo per prevenire le perdite dovute allo sfiato è incorporare un serbatoio di evaporazione o un sistema a cascata in un sistema a vapore ad alta pressione. Questo metodo fornisce una fonte di vapore a bassa pressione che può essere utilizzata altrove all'interno dell'impianto, aggiunge Simkowski.

La fonte primaria di vapore flash si verifica quando la condensa satura scende a una pressione inferiore, afferma Jonathan Clark, PE, ingegnere meccanico presso CRB. Quando il vapore condensato passa attraverso lo scaricatore di vapore dell'apparecchiatura a cui è collegato, la caduta di pressione risultante attraverso lo scaricatore di vapore comporterà la generazione di vapore istantaneo. Questo è vapore perfettamente utile e in molti casi viene trascurato come fonte di vapore per le apparecchiature. Se le condizioni operative dell'apparecchiatura lo consentono, può essere recuperata e utilizzata altrove se ci sono utenti che possono accettare il vapore di evaporazione.

Il punto chiave, afferma Clark, "Il vapore istantaneo che non viene recuperato comporta sia una perdita di energia che una perdita di acqua. Per ogni libbra di vapore istantaneo non recuperato, è necessaria una libbra di acqua di reintegro associata. L'ingegnere che valuta il sistema a vapore può determinare il costo di queste perdite."

"Il progettista del sistema a vapore dovrebbe valutare i flussi di condensa disponibili per il recupero del vapore acqueo", aggiunge Clark. È possibile utilizzare un separatore di vapore flash tra i flussi di condensa a pressione più alta e più bassa per il recupero di vapore utile da utilizzare in applicazioni di riscaldamento a bassa pressione. È inoltre necessario considerare le caratteristiche operative del recupero del vapore di flash e dell'utenza a bassa pressione per garantire che sia disponibile una fornitura sufficiente e costante.

Un altro metodo per il recupero del vapore flash consiste nel consentire alla condensa ad alta pressione di evaporare a una pressione inferiore e di essere riutilizzata, afferma Gabriel Legorburu, PE, PhD, ingegnere di processo senior di Dennis Group. Questo approccio può essere utilizzato quando in un impianto sono presenti più pressioni di vapore. Ad esempio, consideriamo un'applicazione in cui viene utilizzato vapore ad alta pressione per riscaldare l'olio della friggitrice a 415 °F. La condensa in uscita dallo scambiatore di calore vapore-olio potrebbe essere ancora maggiore di 200 PSIG. Idealmente, questo condensato ad alta pressione verrebbe fatto evaporare in un recipiente con un regolatore di contropressione impostato su 200 PSIG o meno. Quindi il vapore a pressione inferiore potrebbe essere utilizzato per apparecchiature che richiedono una pressione inferiore rispetto alle friggitrici.

Il bilancio di massa ed energia del sistema a vapore dovrebbe includere tutti i calcoli del sistema a vapore. Questi calcoli vengono utilizzati per determinare i costi operativi del sistema a vapore da un'analisi dell'energia immessa per generare vapore. I calcoli per il recupero del vapore di flash come parte del bilancio di massa ed energia sono dettagliati nella pubblicazione di Spirax Sarco, "Design of Fluid Systems, Hook-Ups", afferma Clark.

Gli scaricatori di condensa guasti causano problemi indipendentemente dalla modalità di guasto. Quando non si aprono, perdono vapore e, a seconda dell'operazione, possono costare fino a sei cifre in termini di energia sprecata, per non parlare del fatto che le trappole non aperte incidono sulla pressione e sull'efficienza. I guasti chiusi possono arrestare la produzione di calore e consentire alla pressione di raggiungere livelli pericolosi. Prendi in considerazione un'indagine sullo scaricatore di condensa da parte di un ingegnere qualificato per scoprire quanta energia potresti sprecare. (Vedere la barra laterale, "L'indagine sul sistema del vapore può rivelare problemi e sprechi del sistema.") Pensare anche all'installazione di monitor/sensori sugli scaricatori di condensa, che rilevano guasti e possono avvisare gli operatori tramite rete o comunicazioni wireless quando un guasto sta per verificarsi o si è verificato. si è verificato.