XIV SEMINARIO DE AHORRO DE ENERGÍA, COGENERACIÓN Y ENERGÍA RENOVABLE

1. XIV SEMINARIO DE AHORRO DE ENERGÍA, COGENERACIÓN Y ENERGÍA RENOVABLE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN LA INDUSTRIA HISTORIA, ACTUALIDAD Y FUTURO DEL VAPOR INDUSTRIAL EN MÉXICO MÉXICO, D.F. ALBERTO PLAUCHÚ L. OCTUBRE, 2008 INGENIERO CONSULTOR

2. Principio de turbomáquina de vapor – BRANCA – SIGLO XVII MÁQUINA DE HERÓN AÑO 200 A.C. HISTORIA DEL VAPOR INDUSTRIAL PRIMERAS APLICACIONES

3. DISEÑO MEJORADO DE CALDERAS ACUOTUBULARES – B&W 1877 PRECURSORES DE LAS CALDERAS DE POTENCIA DESARROLLO DE LA GENERACIÓN DE VAPOR CALDERA STIRLING 1880 DISEÑO CON TUBOS CURVOS

4. EVOLUCIÓN DE LOS GENERADORES DE VAPOR Durante el Segundo Milenio • 1571 Primeros ensayos sobre la generación de vapor • 1663 Primera aplicación útil de una máquina de vapor • 1699 Primera máquina de vapor comercial Siglo XIX • 1805 Primera caldera vertical acuotubular • 1856 Primera caldera acuotubular con tubos inclinados y cabezales • 1867 Primera caldera patentada para alta presión • 1881 Caldera Stirling – tubos curvos • Central de iluminación Edison Electric – 73 CC • 1885 Domos con placas de acero y uniones soldadas • 1890 Primera regla para dimensionar calderas

5. EVOLUCIÓN DE LOS GENERADORES DE VAPOR Siglo XX • 1900 Primeras calderas con tubos sin costura • Alimentadores de velocidad variable • 1905 Atomización a vapor de en quemadores de petróleo • 1914 Ley sobre calderas en Código ASME • 1915 Primer medidor de flujo de agua y economizadores • 1920 Quemadores de lanza múltiple (multi-spud) • Primeras calderas para la industria azucarera • 1922 Primer calentador de aire • 1923 Primer sistema de control de combustión automático • 1925 Primer generador de vapor con recalentamiento • Primera unidad de alta presión CTE Massachussets, USA • Primer control de agua de alimentación dos elementos • Primera unidad para operación a 1,800 Psig • 1929 Calderas igneotubulares portátiles • Examen con rayos X en domos soldados • Primera caldera recuperación industria de pulpa y papel

6. CALDERA PAQUETE INDUSTRIAL ACUOTUBULAR – 1950 DESARROLLO DE LA GENERACIÓN DE VAPOR CALDERA PAQUETE DE TUBOS DE HUMO - COMBUSTÓLEO

7. EVOLUCIÓN DE LOS GENERADORES DE VAPOR Siglo XX • 1934 Primera caldera paquete igneotubular • 1938 Código de válvulas de seguridad • Protección confiable por falla de flama • 1942 Primera caldera de circulación controlada • 1946 Supervisión de nivel por TV • 1948 Primeros hornos ciclón carbón pulverizado • 1950 Control de temperatura por recirculación de gases • Supervisión de flama por TV • 1952 Detectores de flama infrarrojos • 1958 Detectores de flama ultravioleta • Primera caldera operando a 2,650 Psig. • 1965 Participación del vapor en centrales nucleares • 1990 Mayor énfasis reducción de contaminación • Conservación de energía y proyectos de plantas de cogeneración

8. CALDERA PARA BAGAZO DE CAÑA –HOGAR SEPARADO DISEÑOS MÁS RECIENTES DESARROLLO DE LA GENERACIÓN DE VAPOR CALDERA DE RECUPERACIÓN DE LICOR NEGRO

9. APLICACIONES DE ACTUALIDAD INDUSTRIALESY CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DESARROLLO DE LA GENERACIÓN DE VAPOR GENERADOR DE VAPOR - GRANDES CENTRALES TERMOELÉCTRICAS CALDERA DE RECUPERACIÓN - HRSG

10. EVOLUCIÓN DE LOS GENERADORES DE VAPOR En cuanto a Condiciones de Operación(1)(hasta 1960) Presión Temperatura • 1924 – 540 Psig. 38 kg/cm2 1926 – 750°F 400°C (2) • 1926 – 1200 Psig. 119kg/cm2 1933 – 825°F 440°C (2) • 1941 – 2300 Psig. 162kg/cm2 1936 – 900°F 482°C (2) • 1958 – 2650 Psig. 186kg/cm2 1938 – 950°F 510°C (3) • 1948 – 1050°F 565°C(3) • 1005°F 540°C(3) (Máx. en México) • Por requerir mayor cantidad, mejor eficiencia, menores dimensiones • Mediana y gran industria • CTE servicio público

11. IMPORTANCIA ENERGÉTICA DE LA GENERACIÓN DE VAPOR

12. USOS PRINCIPALES DEL VAPOR INDUSTRIAL

13. PRESENCIA Y USO DEL VAPOR EN RAMAS PRINCIPALES DE LA INDUSTRIA Fuente: Balances Nacionales de Energía

14. EL BUEN USO DEL VAPOR • “Por mucho tiempo la permanencia y participación del vapor en la producción de fuerza y transferencia de calor continuarán siendo importantes” • “No permita la expansión del vapor sin obtener un beneficio energético” • El vapor es un recurso para el género humano, nuestro reto es usar y desarrollar más este recurso con seguridad, eficiencia, confiabilidad aceptable y de una manera ambientalmente amigable. • “El conocimiento conceptual de diseño asegura la mejor selección, energéticamente, de una caldera”

15. ¿USO RACIONAL Y EFICIENTE DEL VAPOR? “En resumen, yo espero prevenir casi en su totalidad el gastar inútilmente el vapor” James Watt – 1775 • Se ha logrado gran progreso en la habilidad para su generación • Su crecimiento en capacidades y condiciones de operación ha sido impresionante • Su influencia fué definitiva en la revolución industrial • Sin embargo… permanecen aún $incuenta oportunidades de mejoramiento energético….. y económico

16. MEJOR USO DEL VAPOR EN EL FUTURO • Algunos Programas Nacionales de Ahorro de Energía • CONAE – Eficiencia Energética en Sistemas de Vapor 5 ramas Industriales básicas* • PEMEX – Programa de Mejoramiento Energético y Ambiental PEP – PGPB – PREF – PPQ* • CMP+L – Diagnóstico de Producción Más Limpia Industria Azucarera * Con apoyo de USAID – CONAE – PA Consulting

17. EL MEJOR USO DEL VAPOR SERÁ CADA VEZ MÁS SUSTENTABLE E IMPERATIVO • En los sistemas de vapor industrial • En los sistemas de vapor en CTE • En los sistemas de cogeneración • Potencial aprovechable - MAE’s realizables • ¿Capacidad adicional o mejor administración de la capacidad instalada? ¿Beneficios? • Menor consumo de agua, combustible, reactivos químicos y energía eléctrica • Reducción de emisiones contaminantes

18. HISTORIA, ACTUALIDAD Y FUTURO DEL VAPOR INDUSTRIAL EN MÉXICO • Conclusiones • El conocimiento de mecanismos de apoyo institucionales y existentes para eficientar los sistemas de vapor puede abreviar la aplicación de medidas de ahorro de energía, en muchos casos sin costo. • Hay un gran acervo de información y recomendaciones para el mejor uso del vapor disponible, y desconocido para productores y usuarios • El potencial de ahorro energético es muy atractivo tanto en sistemas de vapor industriales como en CTE • La buena aplicación del vapor ofrece grandes oportunidades para usuarios de éste, para proveedores de equipo relacionado y para empresas de servicios especializados en este campo de la ingeniería • ¡Nos queda mucho por hacer!