Propiedades óptimas del agua en la red de calefacción urbana gracias a la tecnología de vacío de última generación
Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co.
La calidad del agua en los circuitos de una red de calefacción urbana es un factor decisivo en la vida útil de las tuberías de la red. Para prevenir la corrosión de las tuberías de acero negro, se debe utilizar agua desmineralizada o permeado como medio de transmisión de calor.
En consulta con Busch Vacuum Solutions, la empresa de servicios eléctricos Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG encontró una solución perfecta para retirar el oxígeno y el dióxido de carbono del circuito de agua utilizando tecnología de vacío de última generación. Aún se utiliza una planta de ósmosis inversa para desalinizar el agua Con el sistema de desgasificación desarrollado recientemente, encontraron una tecnología extremadamente eficiente y segura que aumentará significativamente la vida útil de las tuberías de acero negro de la red.
Elektrizitätswerke Mittelbaden encontró una solución perfecta para retirar el oxígeno y el dióxido de carbono del circuito de agua utilizando la tecnología de vacío de última generación de Busch.
Acerca de Elektrizitätswerke Mittelbaden
La empresa de servicios eléctricos Elektrizitätswerke Mittelbaden AG & Co. KG con sus cuatro lugares de emplazamiento en Lahr, Offenburg, Hausach y Kehl suministra energía a casi 300.000 residentes. El emplazamiento de Offenburg actualmente también opera redes de calefacción urbana que suministran calefacción a 900 hogares. El agua alimentada a la red de calefacción urbana actúa como medio de transmisión de calor, que se calienta a 80 °C con el calor residual de una unidad de cogeneración. Actualmente, el sistema de calefacción urbana se está ampliando aún más. En 2021 entrará en funcionamiento una tercera red, y una cuarta está actualmente en fase de planificación.
Utilización d tecnología de vacío en la calefacción urbana
Juntas, las dos redes de calefacción urbana existentes tienen casi cinco kilómetros de largo y consisten en tuberías de acero negro con aislamiento térmico. Para garantizar que la vida útil de las tuberías sea lo más larga posible, la primera etapa consiste en reducir el valor de pH del agua a 0 en una unidad de ablandamiento de agua. La conductividad eléctrica del agua se reduce luego al valor óptimo de ocho a nueve microsiemens por centímetro cúbico (µs/cm3) en una fábrica de ósmosis reversa. En el pasado, los gases de combustión, que consistían principalmente en oxígeno y pequeñas cantidades de dióxido de carbono, se aspiraban mediante un sistema de desgasificación. Estas unidades estaban equipadas con bombas de vacío de anillo líquido Para Tobias Friedemann, experto en tecnología de la empresa, este tipo de suministro de vacío no era una solución satisfactoria. Las bombas de vacío necesitan agua como fluido de trabajo. Los costes del agua dulce necesaria sumaban 3.000 euros anuales. Ya que el proveedor que anteriormente suministraba los sistemas de desgasificación dejó de ofrecer el servicio, Tobias Friedemann comenzó a explorar el mercado en busca de alternativas. El uso de productos químicos para tratar el agua en la empresa de servicios eléctricos de Offenburg no era una alternativa legítima por motivos medioambientales. Además, utilizar productos químicos es complicado porque la dosificación y la composición de los productos químicos pueden provocar reacciones no deseadas, que a su vez pueden tener un impacto negativo en la calidad del agua.
Beneficios de un sistema de desgasificación de Busch
Después de una extensa investigación, Tobias Friedemann finalmente descubrió Busch Vacuum Solutions. Los ingenieros de proceso de Busch desarrollaron un sistema de degasificación térmica completamente nuevo, en el corazón del que se encuentra la última generación de bombas rotores de uña MINK con control de frecuencia.Durante el funcionamiento de 24 horas, 1000 litros de agua por hora se alimentan constantemente al sistema de desgasificación desde el circuito. El agua se rocía en un depósito de vacío Al rociar el agua y los elementos de envasado en el tanque, se crea la mayor superficie posible para el agua, de modo que la bomba de vacío pueda aspirar eficazmente los gases de combustión. El agua que se ha desgasificado de esta forma se puede realimentar al circuito a través del sistema de control, ya sea directamente o mediante un tanque de almacenamiento. El espacio confinado en la sala directamente al lado de la unidad de cogeneración fue un desafío para los ingenieros de procesos. La solución es un sistema de desgasificación compacto en un bastidor (Fig. 1), que contiene todos los componentes, incluido el sistema de control. La conexión al suministro de calor se llevó a cabo de tal manera que el sistema de desgasificación trata alternativamente el agua de ambas redes de calefacción urbana en funcionamiento.
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Fig. 1: Sistema de desgasificación de agua termal con de rotores de uña MINK con control de la frecuencia. Fuente: Busch Vacuum Solutions.
El sistema de desgasificación de Busch comenzó a funcionar a principios de 2020 y, desde entonces, desgasifica agua las 24 horas del día para dos redes de calefacción urbana de 1,8 y 2,8 kilómetros de longitud con un volumen total de agua de 300 metros cúbicos. Para Tobias Friedemann, los beneficios de su nuevo sistema de desgasificación son evidentes La utilización de bombas de vacío de rotores de uña MINK significa que ya no necesita agua dulce como fluido de trabajo. Por lo tanto, ahorra costes de instalación para alimentación y extracción y, lo que es más importante, los costes del agua en sí. Las bombas de vacío de rotores de uña MINK trabajan totalmente en seco. Eso significa que no necesitan agua ni cualquier otro fluido de trabajo para comprimir o extraer vapores. Además, generan de forma fiable el nivel de vacío deseado en el depósito de desgasificación. Esto es independiente de la cantidad de agua o su temperatura. El variador de frecuencia permite que la bomba de vacío se ajuste con precisión a las condiciones del agua y proporcione con precisión el nivel de vacío deseado basado en la demanda. Las bombas de vacío de anillo líquido, por otro lado, no se pueden controlar con tanta precisión y su rendimiento de vacío depende de la temperatura del agua. La bomba de vacío de rotores de uña MINK que prácticamente no necesita mantenimiento está sustituyendo dos de las bombas de vacío de anillo líquido utilizadas anteriormente. Además de la transmisión de velocidad variable, esto también se relaciona con una reducción satisfactoria en los costes de energía, – un beneficio incluso para una fábrica de electricidad. El nuevo sistema de desgasificación es monitorizado por un Modbus RTU. De este modo, se lo puede manejar y controlar externamente. El caudal del agua, la temperatura del agua y la conductividad del agua se controlan constantemente. Si uno de los tres parámetros se desvía del objetivo, se pueden tomar inmediatamente las medidas correctivas apropiadas.
Tobias Friedemann se dio cuenta de que esta es la solución más prometedora para el futuro de la desgasificación del agua en las redes de calefacción urbana. Ya instaló el segundo sistema de desgasificación de Busch para la nueva red de calefacción urbana, que debe comenzar a trabajar el próximo año. Las futuras redes también estarán equipadas con sistemas de desgasificación de Busch Vacuum Solutions.
Tobias Friedemann se dio cuenta de que esta es la solución más prometedora para el futuro de la desgasificación del agua en las redes de calefacción urbana. Ya instaló el segundo sistema de desgasificación de Busch para la nueva red de calefacción urbana, que debe comenzar a trabajar el próximo año. Las futuras redes también estarán equipadas con sistemas de desgasificación de Busch Vacuum Solutions.
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Fig. 2: Vista de sección de una bomba de vacío de rotores de uña MINK MV sin fluidos de trabajo. Fuente: Busch Vacuum Solutions.