Calderas para la industria química y farmacéutica
Para la industria química, petroquímica y farmacéutica suministramos calderas de vapor, de agua sobrecalentada y de aceite térmico, generadores de vapor y calderas eléctricas para calentamiento de procesos, esterilización y control preciso de la temperatura.
Cada caldera se diseña y fabrica según la capacidad necesaria, los requisitos del proceso, el tipo de combustible y las condiciones de funcionamiento de la instalación.
Papel del vapor y del calor en los procesos químicos y farmacéuticos
En las plantas químicas y farmacéuticas, el calor llega al proceso normalmente de forma indirecta, a través de vapor, agua caliente o aceite térmico. El vapor se emplea en el calentamiento de reactores, la destilación, la evaporación, el secado y el stripping, así como en la esterilización de equipos y tuberías. Los reactores se calientan mediante camisas, fondos dobles o serpentines internos, y un mismo fluido puede aportar y retirar calor, algo importante en las reacciones exotérmicas. El aceite térmico permite altas temperaturas de trabajo sin alta presión en el sistema, por lo que se elige a menudo para reactores, recipientes de proceso y columnas de destilación.
El funcionamiento por lotes y el continuo cargan de forma distinta la fuente de calor: el primero implica cambios bruscos de carga y ciclos frecuentes de calentamiento y enfriamiento, y el segundo exige un suministro estable. Por ello, la elección entre calderas de vapor, calderas de aceite térmico y generadores de vapor depende del modo de operación de la planta y no solo del nivel de temperatura del proceso. Una misma fuente de calor puede abastecer además a varios consumidores mediante ramales independientes, cada uno con su propia válvula de regulación.
Calidad del vapor, seguridad y normativa
La industria farmacéutica distingue calidades de vapor según su uso. El vapor de planta se genera con agua tratada y aditivos anticorrosión y se utiliza solo para calentamiento indirecto. El vapor sin aditivos y el vapor puro exigen agua de alimentación cada vez más pura; el vapor puro contacta directamente con equipos y producto en la esterilización. Para los grandes esterilizadores de vapor suele citarse la norma EN 285, que fija límites cualitativos de sequedad, gases no condensables y sobrecalentamiento. El vapor puro se produce en un generador de vapor puro específico, donde el vapor de planta actúa únicamente como medio calefactor y nunca toca el vapor puro.
En los sistemas de aceite térmico, el criterio clave es la estanqueidad técnica, tratada en la norma DIN 4754: uniones soldadas, pocas bridas, bombas herméticas, líneas de venteo y de alivio conducidas a un lugar seguro fuera del edificio y análisis periódico del aceite. En la UE, los establecimientos químicos pueden estar sujetos a la Directiva 2012/18/UE (Seveso III), que exige una política de prevención de accidentes graves y, para los establecimientos mayores, un informe de seguridad. Los equipos a presión se rigen por la PED 2014/68/UE; los códigos aplicables y las certificaciones deben acordarse al inicio del proyecto.
Combustible, energía y sostenibilidad
La descarbonización del calor de proceso en el sector químico sigue varias vías. La electrificación directa suele describirse como la más sencilla, pero el coste y la infraestructura siguen siendo limitaciones, y la rentabilidad depende de la relación entre los precios de la electricidad y de los combustibles y del precio del carbono. Las bombas de calor y los compresores de vapor pueden elevar el calor residual de bajo nivel hasta nivel de vapor. Si los gases de proceso transportan calor aprovechable, las calderas de recuperación de calor lo convierten en vapor, por lo que se evalúan conjuntamente calderas eléctricas, recuperación y calderas convencionales de gas o combustible líquido.
La biomasa se usa en la industria sobre todo a niveles de temperatura más bajos y exige un suministro seguro, espacio de almacenamiento y control de la calidad del combustible. Para plantas existentes alimentadas con gas es posible una solución híbrida, con una caldera de combustible sólido para la carga base y una caldera de gas para los picos. Cuando los gases de combustión entran en contacto directo con el material, su composición es decisiva; el calentamiento indirecto evita esa cuestión. La logística del combustible, su almacenamiento y el control de calidad añaden complejidad que debe evaluarse desde la fase de diseño.
Qué definir al elegir una caldera
La elección de la caldera en una planta química o farmacéutica parte del proceso, no de la caldera. Antes de preparar una oferta conviene aclarar los puntos siguientes, ya que determinan el tipo de caldera, su diseño y el alcance de los equipos auxiliares. El enfoque se describe en la guía cómo elegir una caldera industrial. TIPO Kotlogradnja fabrica calderas a medida, según los requisitos del inversor. Conviene recoger estas respuestas en un pliego técnico, ya que en ellas se basa toda decisión posterior sobre diseño, normas y alcance del suministro.
- Perfil de consumo: operación por lotes o continua, cargas punta y número de consumidores
- Portador de calor: vapor, agua sobrecalentada o aceite térmico, según el nivel de temperatura del proceso
- Calidad del vapor y del agua de alimentación, incluido si el vapor puro se produce en un generador aparte; véase tratamiento de agua
- Combustible o fuente de energía, su disponibilidad y almacenamiento, y el plan de descarbonización
- Reserva, normas aplicables, clasificación de zonas peligrosas y espacio disponible
Tipos de calderas para este sector
Calderas de vapor industriales
Vapor saturado o sobrecalentado para aplicaciones industriales, de proceso y energéticas. Calderas pirotubulares y acuotubulares para combustible sólido, biomasa, combustibles líquidos y gaseosos.
Ver →Calderas de aceite térmico
Las calderas de aceite térmico sirven para el calentamiento de procesos en plantas industriales que requieren temperaturas de trabajo altas y estables.
Ver →Generadores de vapor, calderas de vapor rápidas
FAST-P es un generador de vapor para la producción rápida de vapor saturado seco, con circulación forzada de agua y diseño de tres pasos, construido para combustibles líquidos y gaseosos.
Ver →
Calderas eléctricas
Las calderas eléctricas producen vapor, agua caliente, agua sobrecalentada o calor de proceso utilizando la electricidad como fuente de calor.
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Calderas de recuperación de calor
Una WHRB (caldera de recuperación de calor residual) es un generador de vapor que utiliza el calor residual de los gases de escape de procesos industriales para producir vapor saturado.
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Calderas de agua sobrecalentada
Agua sobrecalentada para sistemas industriales y energéticos y calefacción urbana. Calderas pirotubulares y acuotubulares para todos los combustibles habituales.
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Calderas de vapor de hidrógeno
TIPO Kotlogradnja desarrolla soluciones energéticas a medida, centradas en sistemas de calderas que utilizan biomasa y fuentes de energía alternativas como el hidrógeno.
Ver →Aplicaciones
Calderas de vapor industriales
- Industria química y de procesos
- vapor de proceso y calentamiento de procesos
- Industria química y petroquímica
- calentamiento de procesos, control de temperatura y producción
- Industria farmacéutica
- esterilización, vapor de proceso y procesos controlados
Calderas de agua sobrecalentada
- Industria química y de procesos
- calentamiento de procesos y control de temperatura
- Industria química y petroquímica
- control de temperatura y calentamiento de procesos
Calderas de aceite térmico
- Industria química y petroquímica
- calentamiento de reactores, recipientes de proceso y columnas de destilación
- Industria farmacéutica
- procesos con control de temperatura estable y preciso
Calderas eléctricas
- Industria farmacéutica
- procesos estériles y control preciso de parámetros
- Industria química
- vapor de proceso, agua caliente y procesos especiales
Generadores de vapor, calderas de vapor rápidas
- Industria farmacéutica
- procesos estériles y preparación de equipos
- Industria química
- calentamiento de procesos, reactores y líneas
Calderas de recuperación de calor
- Industria química
- vapor de proceso a partir del calor residual de gases de proceso
- Industria petroquímica
- recuperación de energía de gases de proceso y de humos
Preguntas frecuentes
¿Cuándo elegir una caldera de aceite térmico en lugar de vapor?
Cuando el proceso necesita temperaturas altas y controladas con precisión sin funcionamiento a alta presión: el aceite térmico transporta el calor a alta temperatura y baja presión, sin evaporación ni tratamiento de agua.
¿Qué fluido térmico elegir: agua o aceite térmico?
La elección depende de la temperatura de trabajo requerida y de los requisitos del proceso. El agua es la opción correcta para sistemas de calefacción y procesos a temperaturas más bajas. El aceite térmico se elige cuando el proceso necesita temperaturas más altas y estables, control preciso y transferencia de calor sin las altas presiones típicas de los sistemas de agua a un nivel de temperatura comparable. La solución final se define por la capacidad requerida, la temperatura de trabajo, la presión y las condiciones de funcionamiento de la planta.
¿Qué combustibles utiliza una caldera de aceite térmico?
Combustibles líquidos y gaseosos (modelo TKT-TU), combustibles sólidos y biomasa, o electricidad (modelo VAT-V-TU) donde no se desean humos ni quemadores.
¿Qué normas se aplican a las calderas de vapor?
EN 12953 para calderas pirotubulares, EN 12952 para calderas acuotubulares, EN 13445 para recipientes a presión, EN 13480 para tuberías, y ASME BPVC o AD 2000 para mercados de exportación. Los equipos a presión llevan el marcado CE según la PED 2014/68/UE.
¿Cuál es la diferencia entre una caldera de vapor pirotubular y una acuotubular?
Una caldera pirotubular tiene un gran contenido de agua, se construye según EN 12953 y es adecuada para capacidades pequeñas y medianas con funcionamiento estable. Una caldera acuotubular tiene un pequeño contenido de agua, se construye según EN 12952 y se utiliza para grandes capacidades, altas presiones y vapor sobrecalentado.
¿Puede obtenerse vapor puro para esterilización directamente de una caldera de vapor industrial?
Por regla general, no directamente. El vapor puro para contacto directo se produce en un generador de vapor puro específico, a partir de agua de alimentación purificada y sin aditivos, mientras que el vapor de la sala de calderas sirve solo como medio calefactor y nunca toca el vapor puro. La caldera es, por tanto, un eslabón de la cadena. Los requisitos exactos dependen de las normas aplicables y de las exigencias GMP de la propia planta.
¿Qué significa estanqueidad técnica en los sistemas de aceite térmico?
Es un criterio de diseño según la norma DIN 4754: el sistema se ejecuta de modo que no se esperen fugas, con uniones soldadas siempre que sea posible, bombas herméticas y líneas de alivio conducidas a un lugar seguro fuera del edificio. El grado de estanqueidad determina si una zona se clasifica como de riesgo de explosión, por lo que conviene aclararlo al inicio del proyecto con el responsable de seguridad.
¿Puede suministrarse el calor de proceso de una planta química con electricidad?
Sí. Las tecnologías eléctricas suelen describirse como la vía más sencilla para descarbonizar el calor de proceso, incluidas las calderas eléctricas y las bombas de calor que elevan el calor residual al nivel del vapor. La rentabilidad depende de la relación entre los precios de la electricidad y de los combustibles, del precio del carbono y de la infraestructura de red disponible, y se evalúa para cada planta por separado.
Normas con las que diseñamos y fabricamos
TIPO Kotlogradnja diseña y fabrica calderas y salas de calderas completas según los requisitos del inversor, el tipo de combustible, la capacidad y el régimen de funcionamiento. El proceso abarca el análisis de requisitos, la propuesta de solución, la oferta, el diseño, la compra de materiales, la fabricación, el montaje, las pruebas y la puesta en marcha. Sea cual sea la complejidad del proyecto o el mercado, los equipos se diseñan y construyen según normas europeas e internacionales, incluidas EN 12952, EN 12953, EN 13445, EN 13480, ASME BPVC y AD 2000, conforme a la documentación del proyecto y los requisitos del inversor.
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