Estudio técnico económico comparativo para la determinación gráfica del espesor óptimo del aislamiento de la tubería principal de vapor de las plantas piloto

Abstract

The installation of insulating products in industrial facilities is of great importance, due to the reduction in energy consumption that it provides. Industrial processes worldwide account for more than 30% of total energy consumption, so chemical processes must be as efficient as possible, seeking energy savings with the same level of production. The development of this work consists of several chapters; In chapter I, we refer to the theoretical framework related to heat transfer, thermal conductivity of different materials, we explain the law that governs this transfer, such as Fourier's law, the different heat transfer mechanisms such as conduction, convection and radiation, average temperature difference in composite walls, as well as heat transfer through various insulators. In chapter II, we explain the optimization of heat consumption using thermal insulation in steam pipes, taking into account the energy and economic savings that this implies, the curves of fixed costs, variable costs, depending on the thickness of the insulating; the basic materials of the insulators are mentioned, as well as their characteristics. In chapter III, we calculate the annual heat loss in pipe without thermal insulation, we determine the hourly fuel consumption, we evaluate the heat loss, we explain the graphical method to calculate heat losses. In chapter IV, we calculate the heat loss in steam pipes with different thermal insulators such as: asbestos, glass wool, at the end the conclusions and recommendations are presented, as well as the bibliography used.

La instalación de productos aislantes en instalaciones industriales es de gran importancia, por la reducción de gasto energético que proporciona. Los procesos industriales a nivel mundial más del 30 % del consumo energético total, por lo que se debe procurar que los procesos químicos, sean lo más eficientes posible, procurando un ahorro energético con el mismo nivel de producción. El desarrollo del presente trabajo, consta de varios capítulos; en el capítulo I, nos referimos al marco teórico referido a la transferencia de calor, conductividad térmica de los diferentes materiales, explicamos la ley que rige esta transferencia, como es la ley de Fourier, los diferentes mecanismos de transferencia de calor como son conducción, convección y radiación, diferencia promedio de temperatura en paredes compuestas, así como también la transferencia de calor a través de varios aislantes. En el capítulo II, explicamos la optimización en el consumo de calor utilizando aislantes térmicos en tuberías de vapor, teniendo en cuenta el ahorro energético y económico que esto implica, se mencionan las curvas de los costos fijos, costos variables, en función del espesor del aislante; se mencionan los materiales básicos de los aislantes, así como sus características. En el capítulo III, calculamos la pérdida anual de calor en tubería sin aislamiento térmico, determinamos el consumo horario de combustible, avaluamos la pérdida de calor, explicamos el método gráfico para calcular las pérdidas de calor. En el capítulo IV, calculamos la pérdida de calor en tuberías de vapor con diferentes aislantes térmicos como son: asbesto, lana de vidrio, al final se presentan las conclusiones y recomendaciones, así como la bibliografía empleada.