El vapor en la Industria

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Objetivo

• Con esta presentación se pretende trasladar ideas generales y básicas para facilitar un mejor conocimiento del vapor y los sistemas de generación, distribución y aplicación, para que los técnicos responsables del diseño, montaje, operación y mantenimiento puedan obtener mejoras en la producción y en la eficiencia energética.

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Programa

• Principios básicos del vapor• Circuito de vapor• Equipamiento sala de calderas• Distribución del vapor• Equipos de proceso• Retorno del condensado

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¿Qué es el vapor?

• Es un fluido utilizado para proporcionar fuerza motriz y energía calorífica

• Es el medio natural más eficiente de transferencia de calor en la industria

• El vapor es incoloro, inodoro y estéril.

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¿Qué es el vapor?

Aplicando calor:• El hielo pasa a líquido• La temperatura del

líquido aumenta• El líquido se convierte

en gas (vapor saturado)• Aplicando más calor se

obtiene vapor sobrecalentado

Centraremos la atención en las fases líquido / gas y en el cambio de una a la otra.

El agua puede estar en tres estados:

Sólido Líquido Gas (vapor)

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¿Cómo se obtiene el vapor?

• Si se añade calor al agua, su temperatura aumenta hasta alcanzar un valor llamado temperatura de saturación

• Un nuevo aporte de energía hará que el agua hierva y se convierta en vapor.

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¿Cómo se obtiene el vapor?

• La evaporación requiere una cantidad importante de energía y mientras se está produciendo, el agua y el vapor formado tienen la misma temperatura

• Cuando el vapor libera esta energía se convierte en agua, sin cambio de temperatura.

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¿Para qué se usa el vapor?

Agua + Calor = Vapor

Vapor - Calor = Agua

El vapor es un transportador energía.

Después de utilizarse como fuerza motriz, se descubrió que el vapor también era muy eficaz como medio de

transferencia de energía calorífica

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¿Dónde se usa el vapor?

• En la actualidad se usa como fuerza motriz en la producción de energía eléctrica (turbinas)

• Como medio de transferencia de calor existen multitud de industrias:

Petroquímica, Química, Farmacéutica, Metalúrgica, Naval, Textil, Papelera, Cervecera, Tabacalera, Alimentación, Bebidas, Caucho, Servicios, etc

• En procesos muy diversos: Calentar, evaporar, fundir, esterilizar, secar,

humidificar, cocinar, lavar, planchar, vacío, etc.

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¿Porqué se usa el vapor?

• Para su producción se utiliza agua: Abundante, Barata, Fácil de obtener

• Es muy controlable: A cada presión le corresponde una temperatura, una

energía específica, un volumen específico

• Transporta cantidades de energía elevadas por unidad de masa:

Menor superficie de intercambio en los procesos y menor cantidad de fluido usado

• Es estéril y de fácil distribución y control.

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Tablas del vapor

ENTALPIA ESPECIFICA Presión

manomé-trica (bar)

Temp. ºC

AguakJ / kg

EvaporaciónkJ / kg

TotalkJ / kg

Volumen específico

m3 / kg

0

1

2

3

4

5

6

7

100

120.42

133.69

143.75

151.96

158.92

165.04

170.5

419

506

562

605

641

671

697

721

2257

2201

2163

2133

2108

2086

2066

2048

2676

2707

2725

2738

2749

2757

2763

2769

1.673

0.881

0.603

0.461

0.374

0.315

0.272

0.24

Presión absoluta

bar

1

2

3

4

5

6

7

8

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Calidad del vapor

• Vapor Saturado No contiene gotas de agua líquida

• Vapor Húmedo Contiene gotas de agua Aumenta la erosión y reduce la transferencia de calor

• Vapor Sobrecalentado Temperatura por encima del vapor saturado Se utiliza habitualmente para turbinas

Es importante que el vapor utilizado para procesos sea lo más seco posible

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Condensación del vapor y Transferencia de calor

Cuando el vapor condensa cede calor (entalpía de evaporación)

• En un recipiente con un producto calentado con vapor a través de un serpentín, el vapor condensa cediendo su entalpía de evaporación a la pared metálica del serpentín,

el cual la transfiere al producto• A medida que el vapor condensa, se forma agua que

debe ser drenada.

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Barreras en la transferencia de calor

Pared metálica

Capas de suciedad Producto

Producto a

calentarVapor

Aire Condensado

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Eliminación de agua y aire en el vapor

• Solución a los problemas de agua y aire: Purgadores Eliminadores

• Son válvulas automáticas que abren en presencia de agua o aire y cierran con vapor

Purgador

Eliminador aire

Marmita

Purgador

Eliminador aire

Final tubería

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Circuito típico de vapor

Caldera

Marmita

Bomba.Tanque alimentación

Alimentaciónagua

Condensado

Condensado

Vapor

Vapor

Depósito conserpentín

Intercambiador

Aportación agua

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Instalaciones de vapor

• El vapor debe estar disponible en el punto de uso satisfaciendo los siguientes factores:

Cantidad suficiente Presión y temperatura correcta Libre de aire y gases incondensables Limpio Seco.

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Calderas de vapor

• La caldera es el equipo que convierte agua en vapor aplicando calor

• De su correcta elección y equipamiento depende en buena parte el rendimiento total del sistema

• Hay dos tipos de calderas, según la disposición de los fluidos:

Pirotubulares Acuotubulares.

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Calderas pirotubulares

• Calor por el interior de los tubos

• Agua por el exterior de los tubos

• Para presiones máximas de 20 bar y consumos hasta 30 T/h

• Son económicas, de alto rendimiento y fácil mantenimiento.

2º paso (tubos)

1º paso (horno)

Vapor

Gases de combustión

Cámara de evaporación

Quemador

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Calderas acuotubulares

• Calor por el exterior de los tubos

• Agua por el interior de los tubos

• Son más seguras • Se usan normalmente

para presiones altas.Calor

Agua

Vapor

Domo inferior

Domo superior

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Equipamiento calderas

• Los objetivos del equipamiento de una caldera son:

Funcionamiento Seguridad Eficiencia.

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Equipamiento por funcionamiento

• Sistema control nivel de agua

• Bomba alimentación agua• Quemador combustible• Presostatos• Válvulas interrupción,

Manómetros, etc.

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Control de nivel todo / nada

Sonda LP10-3

Controlador LC1000

Bomba aguaalimentación

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Control de nivel modulante

Bomba aguaalimentación

Válvula con actuador eléctrico

Sonda capacitiva LP20 / PA20

Recircu-lación

Controlador LC2200

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Equipamiento por seguridad

• Indicadores de nivel

• Alarmas de nivel

• Válvulas de seguridad

• Válvulas de retención alimentación agua

• Presostato

• Normativas de construcción y ubicación.

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Indicadores de nivel

Nivel agua normal(control modulante)

Alarma de nivel alto

Paro bomba o válvula alim. cerrada

Marcha bomba o válvula alim. abierta

1ª Alarma de nivel bajo2ª Alarma de nivel bajo

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Alarmas de nivel

• Las alarmas de nivel detectan niveles bajo o alto y paran la caldera. Existen dos tipos:

Alarmas de nivel estándar: Para sala de calderas con vigilancia continua

Alarmas de nivel de alta seguridad: Con auto verificación Para sala de calderas sin vigilancia continua.

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Equipamiento por eficiencia

• Tratamiento del agua de alimentación

• Control purgas de caldera

• Recuperación de calor en las purgas

• Control de la combustión

• Recuperación de calor en los humos de combustión.

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Tanque de alimentación - eficaz

Retorno decondensados

a Caldera

Sistema de recirculación

Agua de aportación

Revaporizadode las purgas

Cabezal mezclador y desaireador

Venteo

Control de nivel

Control de temperatura

Tanque alimentación

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Producción de vapor

Vapor limpio y seco

Agua de alimentación con impurezas Acumulación

de impurezas en la caldera

Eliminación de impurezas.

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Producción de vapor (ejemplo)

Agua alimentación con:

250 ppm = 0,25 gr / litro

Producción vapor: 10.000 kg / h

Acumulación de impurezas:

1 Hora: 0,25 x 10.000 = 2,5 kg

10 Horas: 2,5 x 10 = 25 kg

100 Horas:2,5 x 100 = 250 kg

PURGANDO

¿Cómo evitarlo?

¿Cuanto?

¿Cómo?

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¿Cuanto purgar? (ejemplo)

Agua alimentación con:

250 ppm = 0,25 gr/litro

Producción vapor: 10.000 kg/h

Valor de sales recomendado:

Entre 2000 y 4000 ppm

(dependiendo de la caldera)

ppm(entrada) x Producción 250 x 10.000Cantidad purga = = = 909 kg/h

ppm (deseado) – ppm (entrada) 3000 – 250

· Pérdidas de energía+ Purga · Pérdidas de agua

· Pérdidas de tratamiento

· Aumento de sales– Purga · Aumento de espumas

· Arrastres de agua con vapor

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¿Cómo purgar la caldera?

Sonda conductiva

Controlador

Válvula control purga

Enfriador de muestras.

Sistema Automático de Control de Sales

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Purga de fondos temporizada

Válvula con actuador neumático Temporizador

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Agua con el vapor

• Las calderas producen arrastres de agua con el vapor por:

Producción a baja presión Demanda excesiva Nivel de agua alto Formación de espuma por alta concentración de sales.

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La distribución a alta presión tiene las siguientes ventajas: Tubería de vapor mas pequeña con menor pérdida de calor y coste de material

En los procesos con presión mas baja, la reducción mejora la calidad del vapor

La caldera tiene mayor rendimiento trabajando con presión alta.

Distribuidor vapor

Sistema de purga

Estación reductora presión

Vapor de calderaSeparador

Vapor alta presión

Eliminador Aire

Distribución del vapor

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Dimensionado de tuberías

+ Coste

+ Pérdidas calor

+ Condensado

+ Velocidad+ Caída de presión+ Erosión.

Sobredimensionada

Subdimensionada

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¿Cómo elegimos el tamaño?

• Considerando: Velocidad y Caída de presión• La velocidad del vapor no debe sobrepasar:

En líneas principales 25 a 35 m/seg En derivaciones 20 a 25 m/seg.

• La caída de presión no debe superar un determinado valor, para asegurar que el vapor llega a los puntos de consumo con la presión necesaria

L

Caudal vapor

P1 P2

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Drenaje de tuberías

Vapor Separador

Válvula V.retención Purgador Detector fugas Filtro Válvula

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Golpe de ariete

Pandeo en la tubería

Bolsa de condensado

Vibraciones y ruidos causados por golpe de ariete

Condensado

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Inclinación y drenaje de tuberías

• Las tuberías de vapor deben drenarse en : Puntos bajos Tramos rectos (cada 50 metros máximo) Finales de línea.

Vapor

Elevación

Puntos de drenaje

30 - 50m

Inclinación 1/250 Flujo vapor

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Puntos de drenaje

Correcto

Condensado

Pozo de goteoConjunto purgador

Sección

Sección

Conjunto purgador

Vapor

Vapor

Incorrecto.

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Eliminación de aire

Final línea de vapor

Purgador termodinámico

Aire

Eliminador termostático de aire

Condensado

Vapor

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Reducción en líneas de vapor

Vapor

Vapor

Condensado

Correcto

Incorrecto

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Filtros en alimentación de vapor

• Los filtros en las líneas de vapor, pueden ser una fuente de problemas de golpes de ariete. Para evitarlos deben montarse con la cesta en posición horizontal.

Filtro

Válvula de control

Vapor

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Conexión de las derivaciones

• La conexión de una derivación por la parte alta de la tubería principal asegura un vapor más seco en el proceso.

CorrectoIncorrecto

CondensadoCondensado

Vapor Vapor

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Drenaje de una derivación

Válvula de Interrupción

Conjunto de drenaje

Tubería principal

Vapor

• El condensado se acumula delante de la válvula cerrada y se introducirá con el vapor cuando abra

• Es conveniente el drenaje en el punto bajo de la derivación.

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Compensación de dilataciones

Lira

• Se suele utilizar cuando se dispone de espacio• Debe montarse horizontal, en el mismo plano que la

tubería, para evitar puntos de acumulación de condensado.

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Compensación de dilataciones

Fuelle

• Se intercalan en la tubería ocupando poco espacio• Deben estar perfectamente alineados con la tubería y esta

de estar bien anclada y guiada para que las fuerzas laterales no las soporte el fuelle.

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Pérdidas energéticas en tuberías de vapor

Se ha considerado un coste del vapor de 12 euros (2000 ptas)/Tonelada

Ejemplo:

En 100 metros de tubería de 4” con presión 12 bar, el aislamiento supone un ahorro anual de 16.200 euros (2.695.000 ptas).

Presión 8 bar Presión 12 bar

Tamaño tubería

Sin aislamiento Euros/metro x mes

Con aislamiento (eficacia 80%)

Euros/metro x mes

Sin aislamiento Euros/metro x mes

Con aislamiento (eficacia 80%)

Euros/metro x mes

3/4" 3,43 0,69 4,51 0,90

1" 4,15 0,83 5,53 1,11

1.1/4" 5,11 1,02 6,73 1,35

1.1/2" 5,71 1,14 7,57 1,51

2" 7,03 1,41 9,32 1,86

2.1/2" 8,29 1,66 11,00 2,20

3" 9,92 1,98 12,92 2,58

4" 12,50 2,50 16,89 3,38

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Reducción de presión

Se instalan válvulas reductoras por:• Necesidad

Presión de diseño del equipo inferior a la presión disponible

• Eficacia Ahorro de energía si el proceso admite menor presión Mejora la calidad del vapor Aumenta la vida de los equipos.

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Válvula reductora de acción directa DRV

Flujo de abajo hacia arriba del

asiento Vástago con doble guía

Fuelle de compensaciónPlato de ajuste de

presión

Vástago sellado con fuelleResorte para ajuste

de presión

Plato resorte con cojinetes

Cámara presión con diafragma

Gama de 6 actuadores con diferentes resortes

intercambiables

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Válvula reductora pilotada DP

Resorte control

Conexión para toma presión externaResorte retorno vál. principal

Orificio control

Diafragma principal

Ajuste de presión

Diafragma piloto

Válvula piloto

Válvula principalFlujo

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Instalación válvulas reductoras

Separador Válvula Filtro Manómetro Válvula Válvula Manómetro Válvula interrupción reductora seguridad interrupción

Válvula Filtro Cámara Purgador Válvulainterrupción spiratec retención

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Regulación de temperatura

• Muchos procesos industriales necesitan controlar la temperatura

• La calidad de los productos depende, en muchos casos, de un control riguroso de su temperatura

• Desde el punto de vista del ahorro de energía, la temperatura ideal es la mínima admisible para el proceso

• Si el contenido de un tanque abierto está a 90 ºC y el proceso permitiera una temperatura de 70 ºC, se podría conseguir un ahorro energético del 30%.

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Selección de un sistema de intercambio de calor

Agua fría

Agua caliente

Vapor

Condensado

Purgador:• Caudal condensado• Presión entrada • Presión salida.

Intercambiador:• P. Vapor en intercambiador• Caudal fluido a calentar• Temperatura entrada• Temperatura salida

Válvula:• Caudal vapor• Presión entrada• Presión salida

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Medición del caudal de vapor

• La principal razón para utilizar medidores de caudal es que:“No se puede gestionar lo que no se puede medir”

• Los medidores de caudal de vapor dan una información vital sobre su uso y costes asociados que permite mejorar la eficiencia en cuatro áreas:

Eficiencia de la planta Distribución de cargas, puntas de consumo, etc

Uso eficiente de la energía Resultados de medidas de ahorro energético, detección de fugas, etc

Control de procesos Confirmar si se ha suministrado suficiente vapor a la presión y

temperatura correcta, conocer puntas de consumo, etc

Cálculo y atribución de costes Coste como materia prima, rendimiento por secciones, venta de vapor.

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Tipos de medidores de caudal

• Placa Orificio• Vortex• Area variable

Medida de ángulo Medida de fuerza Medida de presión diferencial.

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Diferencias de características en los medidores

Precisión Rango Ejemplo (caudal

máx. / mín.)

• Placa orificio +/- 3 % 4 : 1 1000 / 250 kg/h

• Vortex +/- 1 % 10 : 1 1000 / 100 kg/h

• Area variable +/- 2 % 25 : 1 1000 / 40 kg/h(ángulo)

• Area variable +/- 2 % 50 : 1 1000 / 20 kg/h.(fuerza)

• Area variable +/- 1 % 100 : 1 1000 / 10 kg/h(p. diferencial)

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Drenaje de condensado

• Cuando el vapor cede su calor latente o entalpía de evaporación se convierte en condensado

• En los sistemas de vapor son necesarios elementos que diferencien el estado gas (vapor) y el líquido (condensado)

• A estos elementos se les llama purgadores de vapor

• El purgador es una válvula automática que cierra en presencia de vapor y abre cuando le llega condensado o aire.

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Tipos de purgadores

• Termostáticos Actúan por temperatura. El condensado debe enfriarse por debajo de la temperatura del vapor

Termostáticos de presión equilibrada Termostáticos bimetálicos

• Mecánicos Actúan por diferencia de densidad entre el vapor y el condensado

Mecánicos de boya cerrada Mecánicos de cubeta invertida

• Termodinámicos Actúan por diferencia de velocidad entre vapor y condensado.

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Purgador termostático de presión equilibrada

• En la puesta en marcha la cápsula termostática está fría y mantiene la válvula abierta.

• El condensado frío y el aire son descargados inmediatamente.

• La cápsula se calienta cuando la temperatura del condensado se acerca a la del vapor

• El líquido que la llena hierve y la presión de vapor resultante empuja la válvula hacía el asiento cerrando el paso

• Cuando el condensado se enfría, el vapor de la cápsula condensa y la presión interna de la misma cae

• La válvula abre, descarga el condensado y el ciclo se repite.

Cápsula termostática

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Purgador termostático bimetálico

• En la puesta en marcha, el elemento bimetálico está relajado y la válvula abierta.

• El condensado frío y el aire son descargados inmediatamente.

• Al fluir el condensado caliente a través del purgador, las láminas se dilatan y empujan la válvula contra el asiento

• Cuando la temperatura del condensado se acerca a la del vapor la válvula cierra.

• Cuando no hay flujo el condensado se enfría, el elemento se relaja, la presión abre la válvula y el ciclo se repite.

Elemento bimetálico

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Purgador mecánico de boya cerrada

• En la puesta en marcha, un eliminador termostático permite salir el aire a través de un by-pass de la válvula principal.

• El condensado entra y hace flotar la boya que unida a una palanca abre la válvula, permitiendo la salida

• El condensado caliente cierra el eliminador de aire

• Cuando llega vapor el flotador baja y cierra el orificio de salida

• El nivel de agua queda por encima de este orificio.

Eliminador termostático

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Purgador mecánico de cubeta invertida

Orificio venteo

• El condensado llega al purgador y forma un sello de agua

• El peso de la cubeta mantiene la válvula abierta y permite la salida de condensado

• Cuando el vapor entra eleva la cubeta

• El mecanismo de palanca se desplaza y cierra la válvula

• El vapor sale de la cubeta por un orificio.

• El peso de la cubeta abre la válvula y el ciclo se repite

• El orificio de venteo es pequeño y elimina el aire lentamente, puede ser necesario un eliminador de aire separado.

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Purgador termodinámico

• En la puesta en marcha, la presión entrante levanta el disco

• El condensado frío y el aire salen inmediatamente

• El condensado caliente produce revaporizado

• La alta velocidad baja la presión en el disco y lo acerca al asiento

• Al mismo tiempo se produce una presión, producida por el revaporizado en la cámara sobre el disco, que le obliga a cerrar venciendo la presión del condensado

• El disco cierra la entrada y mantiene la cámara superior presurizada

• La presión en la cámara disminuye por condensación del revaporizado

• El disco se levanta cuando vence la presión de entrada y el ciclo se repite.

Disco

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Selección de purgadores

• Por aplicación Debe seleccionarse el purgador más adecuado para cada

aplicación. Esto puede ser muy amplio, pero como guía puede utilizarse lo

siguiente: Termostáticos (Purga de aire, Acompañamiento no crítico

de vapor, Equipos que pueden ser inundados para poder aprovechar calor sensible)

Mecánicos (Procesos con control de temperatura)

Termodinámicos (Drenaje de líneas de distribución de vapor, Acompañamiento crítico de vapor)

• Por condiciones de trabajo Hay que tener en cuenta la Presión,Temperatura, Caudal de

condensado y Presión diferencial.

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Selección según caudal y presión diferencial

• La capacidad de un purgador depende de la presión diferencial

• Un purgador descargando a la atmósfera, para el cálculo de su capacidad se tomará como presión diferencial la de entrada

• Sin embargo si descarga a una línea presurizada, se tomará la diferencia de presiones entre la entrada y la salida.Presión diferencial (bar

Con

dens

ado

(kg

/h)

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Montaje purgador de boya cerrada

Sentido de circulación

del fluido según flecha en el cuerpo Posición con

flecha de placa características vertical y con la punta hacia abajo

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Fugas de vapor en purgadores

Las fugas de vapor en purgadores

causan pérdidas de energía

y problemas de funcionamiento en

otros equipos por aumento en la

contrapresión.

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Fugas de vapor en purgadores (ejemplo)

• Considerando un purgador de 1/2” con un orificio de 4 mm, trabajando con presión de 10 bar r y contrapresión de 2 bar r

W = D2 x P x 0,41 W = Fuga de vapor en Kg/hD = Diámetro orificio en mm

P = Presión diferencial en bar

W = 16 x 8 x 0.41 = 52,48 kg/h • Los purgadores que tienen fugas de vapor también descargan

condensado y no todos quedan abiertos totalmente, por lo cual consideramos que pierden la cuarta parte del valor calculado:

52,48 : 4 = 13 kg/h

Pérdidas económicas anuales:

13 kg/h x 24 h/día x 350 días/año = 109.200 kg/h = 109 Ton/año

Con un coste de 12 euros/Ton. Vapor

109 Ton/año x 12 euros/Ton = 1.300 euros/año (216.000 ptas/año).

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Detección de fugas en purgadores

• Por ultrasonidos Se requiere experiencia Puede utilizarse para detectar fugas en otros

elementos y otros fluidos

• Sistema Spiratec No se requiere experiencia Sólo utilizable en purgadores Necesita montar una cámara delante del purgador o

instalar purgadores que ya la incorporan

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Detección de fugas por ultrasonidos

Purgador

Sonda

Indicador de ultrasonidos

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Detección de fugas con Spiratec (opciones)

Purgador con cámara sensora independiente

Purgador con sensor incorporado

Control automático R1C

Control automático R16C

Indicador manual

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Recuperación del condensado

• Es necesario recuperar el condensado por: Por ahorro de energía

Alimentar una caldera de 10 bar, con agua a 80 ºC en lugar de 20 ºC supone un ahorro de combustible del 9%

Por ahorro en tratamiento del agua de alimentación a calderaEl condensado es agua pura si no se contamina en su recorrido. El porcentaje de ahorro será el mismo que el de recuperación de condensado

Por ahorro del coste agua.

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Dimensionado de tuberías de condensado

15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 65 mm 80 mm 100 mm

Pérd. carga mbar por m Caudal condensado kg/h

0,5 123 286 538 1172 1787 3447 6949 10859 22154

0,8 * 160 370 695 1510 2300 4427 8972 13925 28350

1 180 418 785 1701 2590 4990 10115 15649 31879

2 265 611 1143 2472 3760 7221 14560 22589 45931

Caudal de agua en tuberías de acero:

• Las tuberías de condensado deben tener una sección que permita llevar el condensado y el revaporizado que se forme. Si van llenas de condensado se presurizan

• Una forma práctica de dimensionado consiste en considerar el doble de caudal de condensado.

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Contrapresión en los purgadores

• La presión en la línea de condensados (Contrapresión en los purgadores) es igual a:

Presión hidrostática (altura manométrica)+

Resistencia por rozamiento al paso del fluido

• La capacidad de descarga de los purgadores depende de la Presión Diferencial que es:

Presión entrada - Contrapresión• Cuando no hay suficiente presión diferencial, no

se puede recuperar el condensado o ha de hacerse a través de una bomba.

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Bombas de condensado accionadas por vapor

Flotador

Resorte

Entrada vapor o aire

Escape

Válvula retención entrada

condensadoVálvula retención salida condensado

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Instalación bombas accionadas por vapor

Condensado de

purgadores

Condensado a retorno

Atmósfera

Entrada condensado

por gravedad

Vapor

Esc

ape

.

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Drenaje de intercambiadores de calor

• Un elevado número de procesos utiliza la transferencia de calor del vapor a otro fluido, utilizando intercambiadores de calor

• Cuando el vapor cede calor se forma condensado que se drena a través de un purgador

• Suelen aparecer con frecuencia problemas de: Temperaturas inestables Corrosión excesiva Ruido y daños en los equipos por golpes de ariete

• La principal causa de estos problemas es el drenaje deficiente del condensado.

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Funcionamiento Intercambiador de calor (1)

Temperatura salida baja

Válvula control abre y aumenta P1

Si P1 > P2 y la presión diferencial es la suficiente para que el purgador drene el condensado, el intercambiador funcionará correctamente

Intercambiador de calor

P2

P1

Purgador

Vapor

Fluido acalentar

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Funcionamiento Intercambiador de calor (2)

Temperatura salida aumenta

Válvula control va cerrando y disminuye P1

Si P1 – P2 es insuficiente para que el purgador drene el condensado se produce “interrupción de flujo”El intercambiador se inundará y será la causa de los problemas indicados

Intercambiador de calor

P2

P1

Purgador

Vapor

Fluido acalentar

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Solución al problema de inundación

• Los problemas de inundación en sistemas de intercambio de calor se resuelven con la instalación de un sistema bomba/purgador, accionado por vapor

• Cuando hay presión diferencial suficiente actúa como purgador y cuando no la hay el mecanismo bomba permite la entrada de vapor, que impulsa el condensado a la tubería de retorno.

Válvula de control

Bomba/purgador

Intercambiador

Vapor

Vapor

Con

dens

ado

Aire

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Resumen

• Principios básicos del vapor (tablas, calidad, transferencia) • Barreras en la transferencia de calor (suciedad, agua, aire)• Instalaciones (cantidad vapor, presión, limpio, seco y sin aire)• Circuito típico de vapor (caldera, distribución vapor, procesos y

retorno condensados)• Equipamiento caldera (funcionamiento, seguridad, eficiencia)• Control de nivel (todo / nada, modulante)• Alarmas de nivel (estándar y alta seguridad)• Tanque de alimentación (asegurar mezcla correcta)• Producción de vapor (limpio y seco, necesidad de purgar)• Sistema automático de control de sales y purga de fondo• Agua con el vapor (baja presión, valores altos de demanda,

nivel y sales).

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Resumen (cont.)

• Dimensionado tuberías vapor (velocidad y caída de presión)• Drenaje de tuberías de vapor (evitar golpes de ariete)• Reducción en líneas de vapor (mejor excéntricas)• Montaje de filtros en vapor (tamiz horizontal)• Conexión de las derivaciones (por la parte alta) • Drenaje de las derivaciones antes de válvulas de control• Compensación de dilataciones (liras y fuelles)• Calorifugado de tuberías (ahorro y seguridad)• Reducción de presión (calidad y posible ahorro)• Equipo reductor de presión (instalación y dimensionado)• Regulación de temperatura (calidad productos y ahorro).

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Resumen

• Intercambiadores de calor (selección sistema intercambio)• Medición del caudal de vapor (eficiencia, control, costes)• Características medidores de caudal (precisión, rango)• Purgadores (termostáticos, mecánicos, termodinámicos)• Selección de purgadores (aplicación, presión, temperatura,

caudal, presión diferencial)• Detección de fugas (ultrasonidos, spiratec)• Recuperación condensado (ahorro energía, tratamiento y agua)• Dimensionado de tuberías de condensado• Bombas de condensado accionadas por vapor • Intercambiadores de calor (funcionamiento y solución al

problema de inundación).

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El grupo Spirax Sarco

• Fundado en 1910

• Tiene su central en Cheltenham (Inglaterra)

• 4.000 personas en 40 compañías de 32 países

• 12 plantas de fabricación y 31 centros de formación

• Filial española en S. Feliu de Llobregat (Barcelona), con oficinas en Madrid, Bilbao, Valencia y representantes en 17 zonas geográficas de todo el territorio español

• Proporciona conocimientos, servicios y productos en todo el mundo para el control y uso eficiente del vapor y otros fluidos industriales.

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El grupo Spirax Sarco

Cursos de formación teórica y práctica Centro de formación en S. Feliu (Barcelona), con área de

entrenamiento (instalación de vapor) para realizar prácticas Asesoramiento técnico Estudios completos de instalaciones de vapor Revisiones periódicas de purgadores Servicio post-venta Amplia gama de productos fabricados bajo normas ISO-9001 / ISO-

9002.

Conocimientos, Servicios y Productos

• Spirax Sarco ofrece:

El vapor en la Industria

FIN

Gracias por su atención