SISTEMA DE DISTRIBUCION DE VAPOR - pesint.com

1 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE VAPOR La primera pregunta que normalmente nos hacemos es por qu utilizar VAPOR ? Hay varias razones del porque el VAPOR es todav a de uso com n en los procesos industriales: es una forma muy eficaz de transferir energ a de una fuente central a diversos puntos de uso, la presi n propia del VAPOR act a como la fuerza motriz para mover el VAPOR a los puntos requeridos, existe una relaci n directa entre la presi n y la temperatura del VAPOR que lo hace ideal para el control de proceso y tiene una entalpia relativamente alta por lo que puede transferir una gran cantidad de energ a en relaci n con el flujo de la masa. As , habiendo establecido que el VAPOR es todav a un buen medio para transferir y controlar el flujo de energ a a lo largo de una planta, la clave es lograr que sea tan efectiva y eficiente como sea posible. El VAPOR se distribuye en tuber as de VAPOR y es necesario dise ar este SISTEMA con el fin de lograr las condiciones de proceso requeridas y reducir tanto como sea posible las p rdidas del SISTEMA .

2 VAPOR SATURADO VS VAPOR SOBRECALENTADO Esto no siempre es una opci n. Si alg n equipo en una planta requiere VAPOR sobrecalentado, entonces no hay opci n tiene que ser sobrecalentado. Sin embargo, a menudo se considera m s eficaz distribuir el VAPOR sobrecalentado porque no genera condensado, pero es m s caliente que el VAPOR saturado (a la misma presi n) y por lo tanto las p rdidas de VAPOR sobrecalentado ser n m s altas. Tambi n existe un problema potencial en plantas grandes, el VAPOR se va volviendo saturado a medida que viaja a trav s de la planta, si el SISTEMA se ha dise ado suponiendo que se usara VAPOR sobrecalentado. La raz n principal para elegir distribuir VAPOR sobrecalentado ser a reducir las p rdidas por las trampas de VAPOR , pero si las trampas de VAPOR funcionan correctamente y el condensado se recolecta y retorna a la casa de calderas entonces la recomendaci n ser a distribuir el VAPOR saturado. P RDIDAS DE CALOR EN TUBERIAS Lo ideal ser a que toda la energ a que sale de la casa de calderas llegara al proceso.

3 Sin embargo, ya que el VAPOR es considerablemente m s caliente que la temperatura del aire circundante, siempre habr algunas p rdidas, la clave es reducir las tuber as en la medida que sea posible. El primer paso es el aislamiento t rmico de la l nea. Hay una gran diferencia entre la p rdida de calor de una tuber a al descubierto y una tuber a con s lo 1" de aislamiento pero la regla general es de 1" de aislamiento por 100 F (25 mm por 56 C) de la temperatura del VAPOR . Un aislamiento t pico seria de fibra de vidrio con revestimiento de acero inoxidable. Lo ideal ser a que todos los elementos auxiliares tales como v lvulas de control, v lvulas de aislamiento, etc. tambi n se a slen, por lo que es buena idea considerar el aislamiento deprendible para los elementos auxiliares que necesiten un mantenimiento regular. El punto m s importante es mantener el aislamiento seco. El aislamiento mojado es peor que la falta de aislamiento. El revestimiento debe estar bien sellado y la tuber a no se debe instalar en zanjas o trincheras donde hay una posibilidad de inundaci n.

4 El aislamiento de las tuber as de condensado, aunque a menudo se pasa por alto, tambi n es muy importante. A pesar de que es condensado en lugar de VAPOR , cualquier p rdida de calor de la l nea de condensados resulta ser m s energ a que se podr a utilizar en la casa de calderas. Dimensiones de Tuber as Para VAPOR saturado la velocidad del VAPOR en la tuber a debe ser de aproximadamente de 30 m /s a 40 m/s para l neas largas, y de 25 m/s para derivaciones y l neas cortas. Para el VAPOR sobrecalentado el intervalo de velocidad se puede incrementar 10 m/s. Para el retorno de condensado la velocidad de dise o depende de si hay VAPOR flash en la l nea. Si es solo condensado tal como un flujo bombeado despu s de un tanque de condensado, entonces generalmente la velocidad es de 1 a 1,5 m/s pero si es flujo de dos fases con VAPOR flash, las l neas deben ser dimensionadas en base al flujo de VAPOR en lugar del flujo condensado. Para flujo de dos fases la velocidad de dise o debe reducirse aproximadamente 15 m/s.

5 TRAMPEO Incluso si el VAPOR es sobrecalentado se recomienda tener dep sitos de suciedad y trampas de VAPOR para drenar el condensado de las l neas. En el caso de VAPOR sobrecalentado en teor a no hay condensado, pero no siempre es as . Si la tuber a est sobredimensionada seg n el flujo enseguida se formar una capa de condensado estancado, la cual perder calor y producir condensado. Tambi n en las l neas de distribuci n largas, es posible que el VAPOR pierda el sobrecalentamiento y empiece a condensar. As que la mejor opci n, incluso con VAPOR sobrecalentado, es dise ar correctamente el SISTEMA de remoci n de condensado. Para VAPOR saturado los dep sitos de suciedad / trampas deben estar ubicados cada 30 40m. Para el VAPOR sobrecalentado se pueden agregar 10 m a este rango. En las tuber as mas grandes tambi n se pueden tener distancias mas largas entre las trampas. Algo esencial es disponer de una trampa antes de cada subida y preferiblemente antes de cada curva.

6 El trampeo tambi n es importante para proteger equipos tales como medidores de flujo y v lvulas de control. La figura 1 nos muestra el arreglo t pico para proteger equipos o codos. Figura 1 Arreglo t pico de una pierna de drenaje. En un tramo largo la pendiente de la l nea debe ser alrededor de 1 de cada 50 (m nimo 1 de cada 100). Ahora si ponemos a trabajar una trampa al final de 50 m entonces es necesario subir 1m para empezar de nuevo. Sin embargo si hay un bucle de expansi n se requiere que este sea considerado como parte del dise o de la tuber a y depender de si el bucle de expansi n es horizontal o vertical. La figura 2 muestra el arreglo ideal para una l nea de distribuci n. Figura 2 Arreglo para recorridos largos en las l neas de distribuci n de VAPOR . Si la trampa est instalada en una l nea de VAPOR sobrecalentado entonces deber tener de 2 a 3 m de tubo sin aislamiento antes de la trampa. La idea es que la tuber a descubierta pierda calor y empiece a saturarse el VAPOR , formando condensado.

7 Todos los tipos de trampas requieren cierto condensado para que funcionen correctamente. Las trampas mec nicas tradicionales tienen un promedio de vida muy corto en las l neas de VAPOR sobrecalentado, donde no hay mucho condensado, pues por su naturaleza las trampas mec nicas crean problemas bajo estas condiciones. Cuando la trampa abre y cierra, siempre pasa un poco de VAPOR vivo (con el tiempo deja escapar mas VAPOR vivo) lo cual genera que la l nea antes de que la trampa no est estancada. El VAPOR en la l nea antes de la trampa no tiene tiempo de condensarse antes de que la trampa se abra de nuevo y por lo tanto no se forma condensado. As que la trampa funciona en seco y la vida de la trampa se acorta. La nica soluci n para que no se fugue el VAPOR sobrecalentado de las l neas es el uso de trampas de VAPOR hidrodin micas. La trampa forma un sello de condensado permanente que previene la p rdida de VAPOR vivo, lo cual permite que la l nea antes de la trampa est estancada y forme m s condensado para mantener el sello.

8 DERIVACIONES Las ramificaciones deben ser tomadas de la parte superior de las l neas de VAPOR y si se requiere aislar la l nea, la v lvula de aislamiento debe instalarse directamente en la parte superior de la l nea de VAPOR . Esto puede implicar el acceso a pisos superiores para abrir o cerrar la v lvula, pero previene la formaci n de condensado delante de la v lvula. Si una derivaci n alimenta un equipo, tal como un intercambiador de calor, entonces debe haber una v lvula en directamente en la l nea de la derivaci n (como se mencion anteriormente) y una segunda v lvula antes del equipo. Una trampa debe estar situada antes de la segunda v lvula de aislamiento-como se muestra en la Figura 3. Si el equipo est aislado temporalmente, la misma v lvula de aislamiento se puede utilizar, pero si el equipo necesita mantenimiento o reemplazo entonces ambas v lvulas se deben utilizar (aislamiento doble). Figura 3 Aplicaci n t pica de proceso.

9 RETORNO DE CONDENSADOS Lo ideal ser a que todo el condensado de las trampas sea devuelto a la casa de calderas. Esto es m s f cil decirlo que hacerlo, especialmente en sitios grandes donde el uso de VAPOR puede estar muy lejos de la casa de calderas. En plantas peque as puede haber una sola l nea de retorno de condensado para todas las trampas y esta regresa a casa de calderas. La factibilidad de una nica l nea de retorno de condensado tambi n depender de las caracter sticas operativas de los usuarios de VAPOR . Si hay un buen n mero de usuarios de VAPOR que pueda trabajar a presiones muy bajas, por ejemplo, el serpent n de un equipo de aire acondicionado, entonces podr a haber un problema al elevar el condensado a la l nea de retorno de condensado. Una instalaci n t pica ideal es tener un dep sito de recoleccion de condensado para cada rea de proceso. El condensado de los tanques se bombea de nuevo a casa de calderas, posiblemente desde un cabezal de condensado com n.

10 Si se adopta este SISTEMA es indispensable que no haya trampas alimentadas en la l nea de retorno de condensado bombeado. La l nea se presuriza por las bombas y pueden causar una presi n de retorno (contrapresi n) en las trampas. Tambi n una trampa mec nica con falla provocar un flujo de dos fases en la tuber a de condensado que invariablemente est dise ada para el flujo monof sico de condensado. Si las trampas hidrodin micas se utilizan entonces no hay ning n problema para mezclar las trampas de VAPOR de diferentes presiones en el mismo tanque de recolecci n de condensado. Lo ideal es que el tanque de recolecci n de condensado est ubicado f sicamente en un nivel bajo y todo el condensado debe descargar en el tanque. Si la l nea de retorno de condensado est en un nivel m s alto que la trampa, la conexi n en la l nea debe estar en la parte superior de la l nea con una v lvula de aislamiento. Si hay una posibilidad de que el equipo que est usando VAPOR se apagara y la l nea de condensado estuviera elevada o presurizada, entonces se requiere de una v lvula check despu s de la trampa de VAPOR para prevenir un contra flujo de condensado en el equipo.