Aún existe mucho desconocimiento entre los usuarios de vapor industrial respecto a la presión ideal de generación del vapor saturado. En muchas ocasiones se piensa únicamente en la presión recomendada por los fabricantes de los equipos consumidores de vapor y se genera a una presión que le permita al vapor llegar al usuario dentro de los parámetros requeridos.
La presión del vapor principalmente se rige por los siguientes factores:
- Presión de trabajo máxima permitida por la caldera (según diseño).
- Presión requerida por los procesos en planta.
Hay que tener en cuenta también la distribución del vapor a la hora de determinar la presión de generación. Cuando el vapor viaja a través de la red de distribución, la presión cae debido a la resistencia a la fricción dentro de la tubería que a su vez está determinada por el tamaño o diámetro y la velocidad del vapor dentro de esta. Adicionalmente la condensación dentro de la tubería también juega un papel importante en la caída de presión del vapor durante su distribución.
Todos estos factores deben tenerse en cuenta al diseñar la red de distribución. El vapor debe generarse desde la caldera a la presión nominal máxima permitida por la caldera para obtener la mejor calidad de vapor. El volumen específico de vapor a presiones más altas es menor y, por lo tanto, el vapor se puede distribuir a través de tuberías de vapor de menor tamaño. Esto da como resultado una reducción de las pérdidas por radiación y una menor inversión de capital.
En resumen, generar y distribuir vapor a mayor presión es ventajoso porque:
- La calidad del vapor generado es seco saturado.
- Las tuberías principales de vapor necesarias son de menor tamaño y esto da como resultado menores costo de inversión para tuberías, bridas, soportes, aislamiento y mano de obra.
Si bien el vapor debe generarse a presiones más altas, para procesos de calentamiento es más ventajoso su utilización a presiones más bajas. La reducción de la presión del vapor saturado en el punto de utilización asegura ahorros. A medida que se reduce la presión del vapor, aumenta el calor latente del vapor. Por lo tanto, siempre es recomendable utilizar vapor a presiones más bajas.
Por otro lado, la reducción de la presión en el punto de uso también garantiza que el vapor suministrado tenga un menor porcentaje de humedad. Pasando por ejemplo de un 5% a 9 bar a un 3% a 3 bar.
También hay que tener en cuenta la temperatura que se quiere lograr en el proceso. Para vapor saturado, la presión y la temperatura tienen una relación en todo el rango. Con el aumento de la presión, también aumenta la temperatura correspondiente. Para la transferencia de calor, es importante tener una diferencia de temperatura entre los fluidos primarios y secundarios.
En este caso, el vapor es el fluido primario y el fluido del proceso es el fluido secundario. La diferencia de temperatura recomendada debe estar entre 30°C y 40° C, es decir, la temperatura del vapor debe ser más alta en esa proporción que la temperatura final deseada del fluido secundario.
La presión de vapor seleccionada entonces debe corresponder a la temperatura de vapor calculada.
Se deberá tener cuidado entonces que el equipo utilizado como intercambiador de calor pueda manejar el caudal de vapor a la presión seleccionada.
