84002 series - baker hughes · 2015 general electric compan todos los derecos reservados ......

GE Oil & Gas

84002 SeriesVálvula de control de acondicionamientode vapor Masoneilan* SteamForm* Guía de instalación

Clasificación de los datos de GE: pública

ii | GE Oil & Gas © 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

Acerca de esta guía

Toda la información contenida en el presente documento se considera precisa en el momento de la publicación y está sujeta a cambios sin previo aviso.

Es posible que los cambios en las especificaciones, la estructura y los componentes utilizados no generen la revisión de este manual, a menos que dichos cambios afecten el funcionamiento y el rendimiento del instrumento.

En ningún caso este manual garantiza la comerciabilidad del hardware o software ni su adaptabilidad a las necesidades de un cliente específico.

Tenga a bien informar cualquier error o pregunta sobre la información contenida en este manual a su proveedor local o visite el sitio www.geoilandgas.com/valves.

Limitación de responsabilidad ESTAS INSTRUCCIONES PROPORCIONAN AL CLIENTE/OPERADOR INFORMACIÓN DE REFERENCIA IMPORTANTE ESPECÍFICA DEL PROYECTO, ADEMÁS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO NORMALES DEL CLIENTE/OPERADOR. DADO QUE LAS FILOSOFÍAS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO VARÍAN, GE (GENERAL ELECTRIC COMPANY Y SUS SUBSIDIARIAS Y FILIALES) NO PRETENDE IMPONER PROCEDIMIENTOS ESPECÍFICOS, SINO OFRECER LAS LIMITACIONES Y LOS REQUERIMIENTOS BÁSICOS GENERADOS POR EL TIPO DE EQUIPO PROPORCIONADO.

EN ESTAS INSTRUCCIONES, SE ASUME QUE LOS OPERADORES YA CUENTAN CON UN CONOCIMIENTO GENERAL DE LOS REQUERIMIENTOS PARA LA OPERACIÓN SEGURA DE EQUIPOS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS EN ENTORNOS POTENCIALMENTE PELIGROSOS. POR LO TANTO, ESTAS INSTRUCCIONES SE DEBEN INTERPRETAR Y APLICAR EN CONJUNTO CON LAS REGLAS Y REGULACIONES DE SEGURIDAD VIGENTES EN EL SITIO Y LOS REQUISITOS PARTICULARES DE OPERACIÓN DE OTROS EQUIPOS EN EL SITIO.

NO SE PRETENDE QUE ESTAS INSTRUCCIONES ABARQUEN LA TOTALIDAD DE LOS DETALLES NI VARIACIONES EN LOS EQUIPOS, NI TAMPOCO TODAS LAS POSIBLES CONTINGENCIAS QUE PUEDAN PRESENTARSE EN RELACIÓN CON LA INSTALACIÓN, LA OPERACIÓN O EL MANTENIMIENTO. EN CASO DE DESEAR OBTENER MÁS INFORMACIÓN O DE QUE SURJAN PROBLEMAS PARTICULARES QUE NO SE ANALIZAN EN PROFUNDIDAD PARA LOS FINES DEL CLIENTE U OPERADOR, DEBE REMITIRSE LA INQUIETUD A GE.

LOS DERECHOS, LAS OBLIGACIONES Y LAS RESPONSABILIDADES DE GE Y DEL CLIENTE U OPERADOR SE LIMITAN ESTRICTAMENTE A AQUELLOS PROPORCIONADOS EXPRESAMENTE EN EL CONTRATO RELACIONADO CON EL SUMINISTRO DEL EQUIPO. GE NO OTORGA DECLARACIONES NI GARANTÍAS EXPRESAS O IMPLÍCITAS RESPECTO DEL EQUIPO O SU USO MEDIANTE LA PUBLICACIÓN DE ESTAS INSTRUCCIONES.

ESTAS INSTRUCCIONES SE PROPORCIONAN AL CLIENTE/OPERADOR ÚNICAMENTE PARA FACILITAR LA INSTALACIÓN, LA PRUEBA, LA OPERACIÓN O EL MANTENIMIENTO DEL EQUIPO DESCRITO. ESTE DOCUMENTO NO DEBE REPRODUCIRSE EN FORMA TOTAL O PARCIAL SIN LA APROBACIÓN POR ESCRITO DE GE.

CopyrightEl diseño y la fabricación en su totalidad son propiedad intelectual de GE Oil & Gas.

Toda la información contenida en el presente documento se considera precisa en el momento de la publicación y está sujeta a cambios sin previo aviso.

Cambios en el documento

Versión/Fecha Cambios

Rev.A - 05/2015 Publicación original.

Guía de instalación de la válvula Masoneilan 84002 Series SteamForm | iii© 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

ÍndiceInstalación de la válvula Masoneilan 84002 Series SteamForm .................................................................................................................... 1

Disposición del sistema de tuberías ............................................................................................................................................................................ 1

Recomendaciones para la tubería aguas arriba ......................................................................................................................................... 1

Recomendaciones para la tubería aguas abajo .......................................................................................................................................... 2

Longitud de tubería recta ............................................................................................................................................................................... 2

Recomendaciones para los sensores de temperatura .................................................................................................................... 3

Recomendaciones para el sensor de presión ....................................................................................................................................... 4

Selección y tamaño de la tubería ............................................................................................................................................................... 4

Punto de ruptura del material ...................................................................................................................................................................... 6

Recomendaciones para la transición del material de las tuberías ............................................................................................ 6

Requisitos del sistema de rocío de agua ................................................................................................................................................................... 7

Presión del agua .......................................................................................................................................................................................................... 7

Temperatura del agua .............................................................................................................................................................................................. 8

Filtros ................................................................................................................................................................................................................................ 9

Instalación de la válvula.................................................................................................................................................................................................... 9

Soporte de la válvula................................................................................................................................................................................................. 9

Soporte del accionador............................................................................................................................................................................................ 9

Orientación .................................................................................................................................................................................................................... 11

Drenajes y pendientes de las tuberías .............................................................................................................................................................. 12

Vapor de calentamiento y precalentamiento ............................................................................................................................................... 13

Aislamiento .............................................................................................................................................................................................................................. 14

Accesibilidad ................................................................................................................................................................................................................. 14

Métodos de control de la temperatura ...................................................................................................................................................................... 14

Temperatura: control de retroalimentación ................................................................................................................................................... 14

Temperatura: control por alimentación anticipada ................................................................................................................................... 14

Tiempo de respuesta y velocidad de desplazamiento .............................................................................................................................. 15

Arranque y puesta en marcha ....................................................................................................................................................................................... 15

Purga del sistema y limpieza ................................................................................................................................................................................. 15

Dispositivo de instalación de los componentes internos de la válvula (TID) ................................................................................... 16

Tratamiento término post soldadura y ensayo a presión hidráulica ................................................................................................. 16

Instalación de la válvula SteamForm ................................................................................................................................................................ 16

Repuestos para la puesta en marcha ............................................................................................................................................................... 16

Aplicaciones de derivación de turbina a condensador ...................................................................................................................................... 16

Requisitos del sistema de derivación ................................................................................................................................................................ 17

Control de proceso ..................................................................................................................................................................................................... 17

Tuberías de descarga de contrapresión .......................................................................................................................................................... 17

Evaluación de los ruidos en el sistema ............................................................................................................................................................. 17

Recomendaciones finales ................................................................................................................................................................................................ 17

iv | GE Oil & Gas © 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

Tabla de figurasFigura 1 Longitud recomendada para la tubería recta aguas arriba ............................................................................................................................ 2

Figura 2 Instalación típica de tubería aguas abajo ................................................................................................................................................................ 3

Figura 3 Longitud de tubería recomendada antes del sensor de temperatura ....................................................................................................... 5

Figura 4 Proceso de evaporación de gotas de agua ............................................................................................................................................................. 6

Figura 5 Instalación de la válvula de control de rocío de agua SteamForm .............................................................................................................. 10

Figura 6 Orientación recomendada para la instalación de la válvula SteamForm ................................................................................................. 11

Figura 7 Orientación incorrecta para la instalación de la válvula SteamForm ......................................................................................................... 11

Figura 8 Orientación de salida de flujo vertical hacia abajo. El drenaje debe ubicarse en un punto bajo aguas abajo. ..................... 12

Figura 9 Orientación de entrada de flujo vertical hacia arriba. El drenaje debe ubicarse en un punto bajo aguas arriba. ................ 12

Figura 10 Orientación de entrada de flujo vertical hacia abajo. El drenaje debe ubicarse en un punto bajo del cuerpo de la válvula SteamForm. ................................................................................................................................................................................. 13

Figura 11 Orientación de entrada y salida de flujo horizontal. El drenaje debe ubicarse en un punto bajo del cuerpo de la válvula SteamForm. ................................................................................................................................................................................................. 13

Figura 12 Componentes internos para el arranque ................................................................................................................................................................. 15

Figura 13 Dispositivo de instalación de los componentes internos .................................................................................................................................. 16

Guía de instalación de la válvula Masoneilan 84002 Series SteamForm | 1© 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

Instalación de la válvula Masoneilan 84002 Series SteamFormLa instalación de los productos Masoneilan 84002 Series SteamForm requiere un conocimiento profundo del entorno de funcionamiento que los rodea. La selección y evaluación del producto debe efectuarse aguas arriba y aguas abajo para garantizar un diseño apropiado y así lograr operaciones exitosas a largo plazo. Las instrucciones de instalación de GE tienen por objeto ofrecer recomendaciones y advertencias acerca de los diversos elementos de diseño del sistema de acondicionamiento de vapor. Las mejoras en el rendimiento general del sistema son evaluadas y documentadas durante años de experiencia instaurada y de métodos probados y evaluados en el campo experimental.

Disposición del sistema de tuberíasEl diseño y la disposición del sistema de tuberías son factores importantes para poder realizar la instalación de una válvula de acondicionamiento de vapor de manera correcta. Varios factores de rendimiento dependen en gran medida de la disposición adecuada del sistema de tuberías. Si no se cuenta con un diseño correcto, la válvula de acondicionamiento de vapor no es eficaz para controlar la temperatura y la estabilidad del sistema. A lo largo de este documento, se explican los requisitos de diseño adicionales, tales como la selección del tamaño de las tuberías, la disposición de las tuberías aguas arriba y aguas abajo, y el posicionamiento de los elementos de control.

Recomendaciones para la tubería aguas arribaEs sabido que las curvas de tubos adyacentes, tales como los codos de tubos y las conexiones en T, generan altos niveles de fuerzas de rotación y vibración excesiva cuando se encuentran cerca del cuerpo de una válvula. La exposición durante un largo tiempo a la vibración inducida por el flujo genera problemas como, por ejemplo, daños en los componentes internos y ruidos excesivos durante el funcionamiento.

Para reducir estos riesgos, se debe alcanzar un perfil de flujo estable y uniforme antes de que el vapor ingrese en el cuerpo de la válvula SteamForm. Para ello, se debe suministrar un tramo de tubería recta, L1, aguas arriba de la entrada de la válvula, como se observa en la figura 1. Una sección de tubería recta permite que el vapor de entrada recupere su perfil de flujo después de atravesar el trayecto turbulento de un codo. En el caso de que se instale un codo aguas arriba, la distancia recomendada para hacerlo es de cinco veces el diámetro de la tubería de tubo recto aguas arriba de la válvula. También es conveniente utilizar longitudes más extensas de tubería recta.

Longitud mínima de tubería recta aguas arriba:

L1 = 5 x diámetro de tubería nominal

La utilización de conexiones en T aguas arriba conlleva mayor consideración, dado que los niveles de turbulencia son más elevados en estas aplicaciones. Debido a la existencia de niveles superiores de inestabilidad, estos sistemas deben proporcionar una longitud más extensa de tubería recta aguas arriba. Si desea conocer las distancias que se recomiendan para estas aplicaciones, consulte con la oficina de ventas o con la fábrica de GE más cercana.

2 | GE Oil & Gas © 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

Recomendaciones para la tubería aguas abajoLas consideraciones de las tuberías aguas abajo son más complejas debido a que se introducen una cantidad mayor de variables en la salida de la válvula SteamForm. Las variables más significativas incluyen el agregado de rocío de agua dentro del flujo de vapor y la expansión del vapor mientras se reduce la presión. En las secciones siguientes, se describen las características necesarias para diseñar de manera adecuada la disposición de las tuberías aguas abajo.

Longitud de tubería rectaPara evitar la separación de fases y los problemas aguas abajo, como la erosión o el control escaso del proceso, es necesario extender la longitud de tubería recta que sale de la válvula SteamForm para permitir la evaporación del agua antes de instalar un codo en la tubería. Esta distancia asegura que una masa suficiente de las gotas de agua se evapore para poder evitar la pérdida de agua y la mezcla

insuficiente. Si bien esta longitud varía según cada serie de condiciones de diseño, un diseño tradicional aguas abajo de la válvula antes de la instalación del primer codo de tubería es L2, que se obtiene a partir de la ecuación siguiente:

Longitud mínima de tubería recta aguas abajo: L2 = Más de 10 pies (3 m) O 7 x Diámetro de tubería nominal

Una vez que se alcanza una distancia recta mínima, GE recomienda la instalación de codos aguas abajo para mejorar la turbulencia en el flujo. Los codos aguas abajo facilitan la mezcla del rocío de agua dentro del flujo del vapor y ayudan a lograr un perfil de temperatura distribuido en forma pareja. Se sugiere diseñar la primera curva en la tubería utilizando un codo de cromo y molibdeno de gran radio, para protegerlo del desgaste y la erosión. En la figura 2, se muestra un ejemplo de instalación.

Figura 1: Longitud recomendada para la tubería recta aguas arriba


Recomendaciones para los sensores de temperaturaGE recomienda que se instalen un mínimo de tres (3) sensores de temperatura aguas abajo del desrecalentador. Los sensores deben instalarse en un ángulo de 120°, con una falla de 2 de 3 y una lógica promedio.

El sensor de temperatura debe ubicarse en un punto lo suficientemente distante aguas abajo para garantizar la evaporación total de las gotas de agua. Para lograr estabilidad de control, se debe alcanzar un flujo de vapor de fase simple. Si se presentan gotas de agua de alta energía en el flujo de vapor, el elemento de temperatura reconoce las condiciones subsaturadas y reduce la capacidad de inyección de agua. Esta pérdida del elemento de temperatura tiene como consecuencia una operación incontrolable que requiere la modificación del diseño para

corregir los errores del sistema de acondicionamiento de vapor diseñado de manera inadecuada.

La ubicación adecuada del sensor de temperatura depende de cada aplicación. Los beneficios que ofrece un sistema de tuberías aguas abajo bien diseñado permiten reducir ampliamente la distancia. Los beneficios inducidos por el flujo se logran mediante la ubicación adecuada de los codos de tubería que permiten que la turbulencia de alta energía facilite la mezcla de rocío de agua en el paso por el codo. Para determinar la ubicación de un sensor para una aplicación específica, debe proporcionarle al representante de GE más cercano un diagrama de las tuberías junto con las condiciones de funcionamiento. Sin embargo, la indicación general para la distancia mínima requerida para la ubicación de un sensor de temperatura se obtiene a partir de la ecuación siguiente y se muestra en la figura 3.

Figura 2: Instalación típica de tubería aguas abajo


Distancia del sensor de temperatura,

L3 = Mínimo 33 pies (10 m)

En algunos casos, la distancia requerida antes de un sensor de temperatura no puede ser proporcionada por la planta debido a la falta de información del lugar físico o de aplicaciones específicas. En estos casos, se debe utilizar un algoritmo de control de temperatura por alimentación anticipada para realizar el control. Para obtener una explicación más detallada, consulte los métodos de control de temperatura que se describen más adelante en este documento.

La ubicación radial del sensor de temperatura puede representar un problema para las aplicaciones que no pasen por un tubo curvo. Largas longitudes de tubería recta junto con grandes cantidades de inyección de agua pueden causar una pérdida de agua de rocío. Los sensores térmicos ubicados en la pared inferior de la tubería o cerca de ella pueden medir temperaturas inferiores, dado que la pérdida de agua reduce la temperatura de la capa límite inferior a una velocidad mayor que el centro de la tubería. Los sensores de temperatura deben colocarse en la parte media hacia arriba de la sección transversal de la tubería a fin de garantizar que se alcance la temperatura máxima de vapor.

Como se indicó anteriormente, la incorporación de, al menos, un codo de tubería en un sistema es muy beneficioso para fomentar la mezcla del agua de rocío con el vapor. Estas instalaciones siempre deben tener colocado el sensor de temperatura aguas abajo del codo a una distancia de, al menos, cinco diámetros de la tubería. Un acoplamiento cercano del sensor con un codo puede causar un control deficiente de temperatura.

Recomendaciones para el sensor de presiónEl sensor de presión debe estar ubicado en un punto aguas abajo donde exista un perfil de flujo relativamente estable. El punto de instalación recomendado es cinco diámetros de la tubería aguas abajo de la conexión de la válvula y de los codos de la tubería. Consulte la figura 3.

Ubicación mínima del sensor de presión:

L4 = 5 x Diámetro de tubería nominal

Selección y tamaño de la tuberíaEl tamaño apropiado de los tubos debe determinarse antes de realizar el diagrama del sistema de tuberías. Esto se lleva a cabo siguiendo las instrucciones de restricciones de velocidad. Estas instrucciones son establecidas a menudo por el cliente o por los estándares de ingeniería de la empresa de diseño. Son prácticas para el diseño de tuberías aguas arriba. Sin embargo, con la incorporación del agua de rocío, algunas de estas instrucciones son conservadoras y poco prácticas para el diseño de tuberías aguas abajo de un sistema de acondicionamiento de vapor.

El medio ideal para la inyección de agua es un flujo de alta velocidad y alta turbulencia que opere entre 250 pies/seg. y 300 pies/seg. Un chorro de vapor de agua de gran velocidad crea un efecto que despoja las gotas de agua y aumenta el área de superficie que se expone al vapor. Al crear más área de superficie, el diámetro o espesor de las gotas de agua disminuye. A causa de ello, la cantidad de tiempo requerida para la evaporación de una gota de agua disminuye radicalmente.

Por otro lado, un flujo de velocidad lenta no ayuda a descomponer la gota de agua. Como resultado, se inyectan gotas de agua de mayor diámetro en aplicaciones de baja velocidad. Debido a que estas gotas de mayor diámetro poseen más masa, se hace difícil, a velocidad lenta, que el vapor suspenda la gota más pesada en el flujo de líquidos.

Las consecuencias pueden ser la pérdida de agua y una evaporación insuficiente en la ubicación del sensor de temperatura.


L3 L4

Es importante diseñar la tubería teniendo en cuenta los escenarios de operación más críticos. Por ejemplo, es común diseñar un escenario de velocidad de flujo máximo que se experimenta muy rara vez. Por ello, conviene que se permitan duraciones cortas de alta velocidad (superiores a 300 pies/seg.) para obtener un equilibrio de un mejor rendimiento a velocidades de flujo inferiores. Existe una relación directa entre el tamaño de la tubería y la reducción del caudal que debe ser evaluada para cada instalación.

Luego de escoger el tamaño de la tubería, el paso siguiente es diseñar correctamente el espesor de la pared y el material de la tubería para respetar los códigos apropiados del país o estado en el que se efectuará la instalación. El diseño del espesor de la pared de la tubería aguas abajo y del material dependen de la temperatura del diseño aguas arriba como un límite posible. Se establece este límite de temperatura porque el agua se introduce en la salida de la válvula. Por lo tanto, no enfría el vapor hasta una distancia aguas abajo significativa.

Figura 3: Longitud de tubería recomendada antes del sensor de temperatura


Punto de ruptura del materialComo se mencionó anteriormente, la reducción de la temperatura no sucede inmediatamente en la salida de la válvula SteamForm. El agua rociada e inyectada en el vapor debe calentarse primero hasta el punto de saturación y luego evaporarse para su enfriamiento. Este cambio de

fase se muestra en la figura 4. La válvula SteamForm puede utilizarse como punto de ruptura del material siempre que el material de grado inferior sea diseñado para aceptar la temperatura completa de aguas arriba.

Tiempo de calentamiento, t1 Tiempo de evaporación, t2

Temperatura = T agua Temperatura = T saturación

El punto de ruptura del material, en los casos donde la reducción de temperatura es un factor de diseño requerido, es específico de cada aplicación y no es posible recomendarlo como un proceso de criterio general. La complejidad de este cálculo proviene del hecho de que el flujo de evaporación es una función de las tres variables que se mencionan a continuación:

• El diferencial de entalpía entre el agua y el punto de saturación determina la cantidad de tiempo requerida, t1, para calentar el agua hasta su punto de saturación.

• El diámetro de la gota, la cual es función del diseño de la boquilla y de la velocidad de inyección, t2, influencia la cantidad de tiempo requerida para evaporar el agua una vez que se satura.

• La longitud para una evaporación apropiada se determina al multiplicar la velocidad del vapor por la suma de t1 y t2.

En el cálculo se presentan múltiples variables y se aplican a través de relaciones indirectas. En el caso de aplicaciones donde debe llevarse a cabo una reducción de temperatura antes de volver a clasificar el material a un nivel inferior, debe comunicarse con un representante de GE para que le indique la mejor ubicación para la transición del material.

Figura 4: Proceso de evaporación de gotas de agua

Advertencia: El vapor que sale de la válvula SteamForm presenta temperatura alta. El enfriamiento total de la temperatura de vapor no se lleva a cabo hasta que el agua de rocío se evapora y se mezcla con el vapor. Por lo tanto, el punto final de salida establecido no se logra hasta alcanzar la ubicación del sensor de temperatura especificado por la fábrica.

Recomendaciones para la transición del material de las tuberíasLas válvulas SteamForm se fabrican con frecuencia con un cuerpo de material fundido de alta aleación, como C12A Grado 91, en especial, para temperaturas de vapor que exceden los 1000 °F. Los usuarios finales suelen aprovechar al máximo las tuberías de material de un grado menor en la planta para reducir los costos. Los materiales con un grado de aleación menor no pueden soportar las condiciones de vapor a temperaturas más altas. Por lo tanto, al realizar una transición de material de tuberías de uno de mayor grado de aleación a uno de menor grado aguas abajo de las válvulas

SteamForm, se deben respetar ciertas instrucciones de distancia específicas. Comuníquese con la fábrica para realizar una evaluación y conocer las recomendaciones de distancia mínima.


Requisitos del sistema de rocío de aguaAl seleccionar una fuente de rocío de agua, el impacto en la reducción de caudal del sistema y en el costo de operación siempre debe ser tenido en cuenta. Existen ventajas y desventajas, en especial, cuando se analiza el gasto adicional de utilizar una bomba de agua en contraposición a utilizar agua rociada a baja presión. La diferencia de presión entre el agua y el vapor de salida determina el rango operativo de la boquilla. La fuente de agua a baja presión limita en gran medida la reducción de caudal y el rendimiento de un sistema de acondicionamiento de vapor, independientemente del equipo aguas arriba provisto. El objetivo del diseño es proveer una fuente de agua que alcance la reducción del caudal del sistema requerida al mismo tiempo que minimice el costo de operación. En las secciones siguientes, se proporcionan algunas instrucciones.

Presión del aguaCuando se evalúa el rendimiento de una fuente de agua de rocío, es importante recordar que el agua atraviesa dos etapas de caídas de presión. La primera etapa es la válvula de control del agua de rocío. Esta válvula controla la cantidad de agua que se inyecta en el flujo de vapor. La segunda etapa es la boquilla de rocío. En este momento, el agua de rocío se descompone en un rocío en aerosol adecuado y el cual es introducido en el vapor.

La disponibilidad de la presión del agua es esencial para seleccionar las boquillas de rocío adecuadas. Esto se debe a que cada diseño de boquilla posee un punto crítico donde

la diferencia de presión es demasiado baja y produce grandes cantidades de agua en vez de producir el efecto deseado en aerosol. Las grandes cantidades de agua no son eficaces para enfriar el vapor, ya que su masa excede el límite que el flujo de vapor es capaz de suspender. Las consecuencias son un enfriamiento insuficiente del vapor y una gran pérdida de agua.

Otros tipos de boquillas, tales como las boquillas con orificios variables, requieren una diferencia de presión mínima que debe estar presente para superar la fuerza ejercida sobre la boquilla y permitir que se abra la entrada de flujo.

Cuando se cumplen los límites de presión mínimos, la boquilla de rocío comienza a ser eficaz para inyectar el aerosol de agua adecuado en el vapor. Cuando se sobrepasan los límites de presión mínimos, la boquilla puede proveer una capacidad mayor de aspersión de agua y un rango mayor de reducción de caudal. La cantidad de diferencia de presión disponible por sobre el límite mínimo estipula el rango de reducción de caudal de agua de la boquilla de rocío. Esto se explica en la siguiente aplicación de ejemplo. En el ejemplo a continuación, suponga el uso de una boquilla con Cv = 1,0. Suponga también que la gravedad específica del agua es 1,0. Este ejemplo compara dos escenarios: el primero usa una fuente de agua con presión diferencial disponible de 400 PSI y el segundo usa una con 100 PSI. En ambos escenarios, suponga que la presión mínima diferencial efectiva de la boquilla es 25 PSI.

La ecuación para calcular el Cv de un fluido incompresible como el agua es:

Esto puede restablecerse para calcular el caudal volumétrico, Q (GPM):

Escenario 1: Aplicación con una reducción de caudal de 4:1


Escenario 2: Aplicación con una reducción de caudal de 2:1

Esta cantidad es medida por el caudal, y el calor es medido por la entalpía, H.

De acuerdo con la ley de conservación de masa, podemos sustituir la salida con la combinación de entrada + agua.

Esta ecuación puede restablecerse para obtener el caudal de masa de agua, agua.

La fuente de agua que se utiliza para el acondicionamiento de vapor debe estar a más de 150 PSI (11,5 Bar) por encima de la presión de vapor de salida. Este rango asegura una atomización adecuada y un buen rango de rendimiento. También es conveniente utilizar una diferencia de presión de agua mayor. La presión de agua por debajo de 150 PSI también es aceptable. Sin embargo, la diferencia de baja presión limita la cantidad de reducción de caudal que el sistema puede proveer. La presión diferencial mínima de funcionamiento generalmente se encuentra entre 20 y 45 PSI, según el diseño de la boquilla que se está utilizando.

Cada boquilla de aspersión también posee un diferencial de presión máximo nominal. Sin embargo, esto no constituye un problema, ya que el exceso de presión diferencial se distribuye por la válvula de control del agua.

Temperatura del aguaLa temperatura de la fuente de agua constituye una variable que afecta directamente la cantidad de agua requerida para reducir el vapor a una temperatura de salida especificada. La temperatura del agua también posee un efecto directo en la cantidad de tuberías aguas abajo que se requiere y determina la eficiencia de la evaporación.

Las fuentes de agua fría, tales como el agua condensada y de relleno, precisan menos flujo de masa para enfriar lo suficiente el vapor hasta el punto establecido de salida. La cantidad exacta de agua requerida puede determinarse a través de una ecuación de balance de calor. Esta ecuación es un balance de la cantidad de calor que ingresa en la

válvula como vapor de entrada y agua de rocío a la cantidad de calor que sale de la válvula como vapor de salida.

El agua de rocío caliente, tal como el agua de alimentación de la caldera, precisa de una gran cantidad de flujo, pero se evapora a una velocidad más rápida porque requiere menos transferencia de calor para alcanzar el punto de saturación. El agua de alta temperatura también disminuye el choque térmico al reducir el diferencial de temperatura entre el vapor y el agua.

En la mayoría de los casos, el agua caliente es beneficiosa para el acondicionamiento de vapor, ya que disminuye los requisitos de la tubería aguas abajo y ayuda a proteger de la pérdida de agua. Sin embargo, en las aplicaciones de vapor de baja presión, el agua caliente a veces puede generar una evaporación instantánea (flasheo), ya que la presión se reduce a través de la válvula de control o del orificio de la boquilla. Si el flasheo se produce aguas arriba de la boquilla, requiere un grupo especial de componentes internos de la válvula para prolongar la vida activa del equipo. Si el flasheo sucede durante la inyección en la tubería de salida, será beneficioso para ayudar en la evaporación y para mezclar el agua con el vapor. La temperatura del agua es una condición de diseño que generalmente no puede modificarse para una aplicación en particular. Sin embargo, es importante comprender el efecto que tiene la fuente de agua y diseñar el sistema que se adapte para dicha situación.


FiltrosEl sistema de inyección de agua de rocío SteamForm está compuesto por boquillas de diferentes tipos y tamaños, lo que permite garantizar resultados óptimos en distintas aplicaciones. Los tipos de boquillas disponibles incluyen boquillas con un diseño de aspersión plano, boquillas en forma de cono hueco y boquillas con diferentes tipos de orificio. Se selecciona cada boquilla en función de la cantidad de agua requerida y de la diferencia de presión de agua disponible. Todas estas boquillas poseen un diseño de aspersión y un tamaño de gota exclusivos, lo que determina las capacidades de rendimiento de la válvula SteamForm.

A fin de evitar la obstrucción de estas boquillas con orificios pequeños, se recomienda enormemente utilizar un filtro en serie en todas las tuberías de agua de rocío. Independientemente de la calidad de la fuente de agua, siempre existe la posibilidad de encontrar oxidación, residuos u otras partículas en el sistema de agua. Estas partículas pueden ser lo suficientemente grandes para obstruir o bloquear el flujo que sale de la boquilla.

El filtro debe instalarse siempre tan cerca de las boquillas como sea posible para recoger cualquier oxidación o residuo que pueda encontrarse en el sistema de agua. GE recomienda utilizar un filtro con una malla de 100 MESH aguas arriba de la válvula de control de rocío de agua. La supervisión y el mantenimiento de los filtros deben hacerse asiduamente para evitar que se produzcan obstrucciones. Consulte la figura 5 que se encuentra en la página siguiente para ver la recomendación sobre la ubicación del filtro y de la válvula de control de inyección de agua general.

Instalación de la válvulaLa válvula de acondicionamiento de vapor es una parte decisiva del equipo que se utiliza para prolongar la vida activa de la planta y las partes críticas del equipo. Cuando se la utiliza apropiadamente, la válvula de acondicionamiento de vapor conserva una planta en funcionamiento durante los rechazos de carga y permite que el sistema vuelva a funcionar normalmente con retrasos disminuidos. También se puede utilizar para proteger al equipo sensible aguas abajo del calor y de los desplazamientos de presión o durante la fase de arranque en la planta.

Para proteger a la planta y a su equipo, es importante no descuidar los pasos necesarios que prolonguen la vida de la válvula de acondicionamiento de vapor. Se pueden llevar a cabo varios pasos para asegurarse de que la válvula esté instalada en la mejor orientación posible y que pueda accederse fácilmente a ella para el mantenimiento de rutina. Las instrucciones que se encuentran a continuación se sugieren para limitar la exposición a escenarios indeseados y prolongar la vida útil de la válvula.

Soporte de la válvulaTodos los soportes de la válvula deben instalarse en puntos fijos dentro del sistema de tuberías. Se debe evitar cuando sea posible los esfuerzos excesivos en los componentes de la válvula. La válvula SteamForm nunca puede ser utilizada como un punto fijo sobre el cual montar un sistema. Los soportes no deben soldarse al cuerpo de la válvula SteamForm.

Soporte del accionadorEl soporte del accionador puede transformarse en un problema en el caso de las instalaciones de accionamiento horizontal. Cuando se instalan grandes accionadores de manera horizontal, se debe utilizar un sistema de carro soporte accionado por resorte para que sirva de apoyo al accionador y, de esta manera, minimizar la tensión aplicada al obturador y al vástago de la válvula. El sistema de carro soporte debe supervisarse periódicamente para verificar que el soporte no se haya desajustado. Si no se mantiene en forma adecuada, el sistema de soporte puede convertirse en una fuente adicional de tensión sobre el accionador, el obturador y el vástago.

Advertencia: Si no se instala un filtro, como consecuencia, puede producirse el bloqueo de la boquilla, daños en el equipo sensible al calor y la parada de la planta.


SPRAY WATER ISOLATION VALVE

CONTROL VALVESPRAY WATER

100# MESH STRAINER

L1

L2

Figura 5: Instalación de la válvula de control de rocío de agua SteamForm

Nota:

• La boquilla del desrecalentador tiene un obturador variable para evitar que el vapor recalentado fluya nuevamente a la válvula de control de rocío de agua.

• El filtro debe ser proporcionado por OTRO FABRICANTE.

• El filtro debe supervisarse y mantenerse para evitar que se obstruya.

VÁLVULA DE CONTROL DE AGUA DE ROCÍO

VÁLVULA DE AISLAMIENTO DE AGUA DE ROCÍO

FILTRO CON MALLA 100# MESH


OrientaciónLa orientación apropiada de la válvula SteamForm es importante para garantizar la evaporación eficiente y la mezcla del agua de rocío. Para obtener mejores resultados, la orientación recomendada es instalar la válvula con una entrada horizontal y un flujo vertical de salida abajo, como se muestra en la figura 6. En esta dirección, el tendido vertical de la tubería de salida ayuda a mezclar el agua de rocío al crear un trayecto de flujo que es paralelo a la dirección de flujo gravitacional que naturalmente el agua sigue. Esta dirección paralela ayuda al suspender el agua dentro del flujo de vapor mientras se lleva a cabo la transferencia de calor y el agua se evapora.

Por el contrario, en un trayecto de flujo de salida horizontal, las gotas más pesadas de agua son estimuladas por la gravedad a separarse del flujo de vapor y seguir hasta el final de la tubería. Esto tiene como consecuencia la inundación de las tuberías de vapor aguas abajo y el control insuficiente de la temperatura. Esto tiene una importancia

particular para las aplicaciones que necesitan un rango amplio de capacidad de reducción del caudal, ya que los flujos de vapor de baja velocidad no pueden conservar suficiente impulso para suspender apropiadamente el agua durante el proceso.

Al determinar la orientación, es importante tener en cuenta consideraciones de mantenimiento futuras y los efectos de acumulación de condensación. Si se instala la válvula SteamForm con un flujo vertical de salida, como se observa en la figura 7, la extracción de los componentes internos y el mantenimiento en la válvula se tornará muy difícil. Otra desventaja es que el cuerpo de la válvula SteamForm ahora actúa como una trampa de condensación, siendo que el cuerpo de la válvula es el punto bajo del sistema. La pérdida de agua, en este sistema, es perjudicial para el éxito a largo plazo de la válvula, ya que la acumulación de agua se lleva a cabo dentro de los componentes internos y produce erosión prematura.

Figura 6:ORIENTACIÓN RECOMENDADA

de la válvula SteamForm

Figura 7:ORIENTACIÓN INCORRECTA

de la válvula SteamForm

PRECAUCIÓN: Orientación no recomendada


Drenajes y pendientes de las tuberíasLa válvula SteamForm nunca debe utilizarse como una trampa de condensación para la tubería de vapor. Cuando la condensación atraviesa los componentes internos de la válvula SteamForm, se produce flasheo debido a que la condensación reacciona a la reducción de presión. El flasheo de la condensación erosiona la superficie de las piezas terminadas y puede fragmentar la superficie del difusor de la válvula. Esto se puede evitar por medio de un diseño apropiado del sistema de tuberías que se aleje en pendiente de la válvula y por la instalación de conexiones de drenajes en todos los puntos bajos del sistema de tuberías. En las figuras 7 a 10 se muestran cuatro escenarios posibles de instalación y la ubicación deseada de las conexiones de drenaje para proteger la válvula SteamForm de la condensación.

La fábrica también puede proveer las conexiones de drenaje para que su instalación tenga como consecuencia al cuerpo de la SteamForm desempeñándose como el punto bajo del sistema de tuberías. Las ubicaciones de los drenajes del cuerpo de la válvula SteamForm se muestran en las figuras 9 y 10.

Las conexiones de drenaje también deben ubicarse en todos los puntos bajos aguas abajo del sistema de tuberías para extraer el agua en exceso que se ha desprendido del flujo de vapor durante el servicio. Este diseño preventivo reducirá el riesgo de daño inducido del golpe de ariete.

Figura 8:Orientación de salida de flujo vertical hacia abajo.

El drenaje debe ubicarse en un punto bajo aguas abajo.

Figura 9:Orientación de entrada de flujo vertical hacia arriba.

El drenaje debe ubicarse en un punto bajo aguas arriba.

D

D


D

Figura 10: Orientación de entrada de flujo vertical hacia abajo. El drenaje debe ubicarse en un punto

bajo del cuerpo de la válvula SteamForm.

D

Advertencia: Si no se instala un drenaje de condensación en todos los puntos bajos de la tubería se puede producir flasheo y daño de golpe de ariete a la válvula SteamForm y al sistema que la rodea.

Vapor de calentamiento y precalentamientoLas válvulas SteamForm que están diseñadas para operaciones intermitentes, tales como las aplicaciones de alivio de vapor a la turbina, pueden instalarse con un sistema de calentamiento para reducir los efectos de choque térmico en el cuerpo de válvula y en la tubería aguas abajo. El choque térmico puede producirse cuando la válvula permanece inactiva por largos períodos y choca instantáneamente cuando se fuerzan condiciones de carga completa de vapor de alta temperatura a través de la válvula en una condición perturbada, como, por ejemplo, en un dispositivo interruptor de turbina.

Estos escenarios de choques térmicos suceden cuando la válvula de acondicionamiento de vapor se instala

a una distancia mayor de diez pies del cabezal principal. En este caso, se reduce la transferencia de calor a la válvula y facilita el enfriamiento del cuerpo de la válvula a una gran diferencia de temperatura comparado con el vapor a presión que lo está atravesando. Para contrarrestar esta condición, la válvula SteamForm puede diseñarse con conexiones de derivación de calentamiento para permitir que una cantidad mínima de vapor a presión fluya por el cuerpo de la válvula y mantenga un nivel constante de calor en todo momento en que la válvula no esté funcionando.

Al extraer pequeñas cantidades de vapor de una fuente aguas arriba, como el cabezal principal, la posibilidad de que ocurra un choque térmico en la válvula y en el sistema puede reducirse ampliamente.

Figura 11: Orientación de entrada y salida de flujo horizontal. El drenaje debe ubicarse en un punto

bajo del cuerpo de la válvula SteamForm.


Estas medidas preventivas requieren costos adicionales del sistema. Sin embargo, extienden la vida activa de la válvula de acondicionamiento de vapor y del sistema que la rodea.

El diseño de este sistema puede ser flexible para cumplir con las limitaciones de la planta. Se puede contactar con un representante de GE para solicitar una evaluación detallada de las distintas opciones de diseño y recomendaciones sobre la cantidad de vapor de calentamiento. Como instrucción general de precalentamiento suponiendo una temperatura de vapor de 1000 °F, GE recomienda lo siguiente:

ṁ(kg/s) = 0,0104 x D(m) x L(m)

ṁ(pph) = 0,052 x D(in) x L(in) Donde:

D = Diámetro exterior de la tubería aguas arriba

L = Longitud de tubería hasta el cabezal aguas arriba de la válvula

AislamientoTodas las válvulas SteamForm deben recubrirse con aislamiento térmico. Se debe poder acceder a las bridas del cubreválvula y la boquilla de rocío de la válvula SteamForm a través del aislamiento para realizar tareas de mantenimiento de rutina.

AccesibilidadPara realizar la instalación de las válvulas SteamForm más grandes, se precisan dos o más encargados de mantenimiento. Para poder realizar las tareas de servicio y mantenimiento de la válvula de manera apropiada, debe proveerse un espacio adecuado. Si no se puede acceder a la válvula desde el nivel del suelo, debe proporcionarse una plataforma de trabajo alrededor de la válvula como un área segura de trabajo para los técnicos de mantenimiento. Debe planearse cuidadosamente y con antelación un trayecto seguro para satisfacer las necesidades de un arranque y un mantenimiento de adecuados.

Métodos de control de la temperaturaLa válvula SteamForm debe diseñarse siempre teniendo en cuenta el escenario de operaciones más crítico. Esto puede incluir operaciones intermitentes, tales como el arranque de la planta y escenarios de rechazo de carga o puede tratarse de una operación de estado estable, como, por ejemplo, la aplicación continua de una planta de proceso. Independientemente de la técnica de operación,

los métodos de control de la temperatura de SteamForm deben considerarse junto con el diseño de la válvula para un mejor rendimiento de control. La válvula de control de agua de rocío no debe abrirse antes de que se haya abierto la válvula de acondicionamiento de vapor. El punto de ajuste de temperatura para la válvula de control del agua de rocío debe ser proporcionado por OTRO.

Temperatura: control de retroalimentaciónEl control de retroalimentación de temperatura es el método más común para controlar la cantidad de agua de rocío que se inyecta en el flujo de vapor. Este método requiere la utilización de un sensor de temperatura aguas abajo que transmita una señal a una válvula de control del agua separada para ajustar la cantidad de agua inyectada y alcanzar la temperatura aguas abajo deseada.

Cuando se utiliza el método de control de retroalimentación, es esencial que se ubique aguas abajo al sensor de temperatura a una distancia mayor o igual que la distancia mínima requerida y especificada por la fábrica para su aplicación. Para obtener más información sobre la ubicación apropiada del sensor de temperatura, consulte la sección de ubicación del sensor de temperatura bajo las recomendaciones de tuberías aguas abajo de este documento.

Temperatura: control por alimentación anticipadaEl sensor de temperatura es un método probado de control, pero requiere un tiempo mayor de retraso, ya que una señal debe viajar desde un sensor hasta una válvula de control y también debe considerar un tiempo de respuesta. El control de retroalimentación también precisa una longitud importante de tubería aguas abajo para garantizar que el agua de rocío se vaporice y haya alcanzado un perfil de temperatura distribuido en forma uniforme. Estos requisitos no se encuentran disponibles para todas las instalaciones de SteamForm. Para estos casos, se sugiere un método de control por alimentación anticipada.

El método de control por alimentación anticipada se alcanza con un algoritmo de control y con tablas inherentes de vapor que están programadas en el sistema de control distribuido (DCS, por sus siglas en inglés). Este algoritmo es una ecuación de balance de calor utilizada para calcular la cantidad requerida del agua de rocío en función de las condiciones aguas arriba y de un punto específico aguas abajo. El algoritmo se programa directamente en el DCS para proveer un control de temperatura de respuesta rápida. GE personaliza un algoritmo para las características de flujo de la válvula Masoneilan SteamForm para cada aplicación que requiera esta tecnología de control.

Advertencia: El ruido aislado dentro de un sistema permanece dentro del sistema y se propaga aguas abajo. Para reducir los efectos del ruido aguas abajo, debe diseñarse una cantidad suficiente de equipo atenuador del ruido aguas abajo en el sistema.

Advertencia: Si no se proporciona la longitud adecuada de la tubería aguas abajo antes del sensor de temperatura, se producirá inestabilidad e incapacidad para controlar la temperatura.


Tiempo de respuesta y velocidad de desplazamientoEl tiempo de respuesta es crítico para evitar que se produzcan pérdidas de condensación y vapor del sistema debido al levantamiento de las válvulas de seguridad. Estos requisitos del sistema se especifican durante las etapas iniciales del diseño de la planta y deben dar cuenta tanto del tiempo de retraso del sistema de control de la temperatura como de la velocidad de apertura de la válvula SteamForm.El tiempo de retraso, consecuencia de la respuesta del sistema de detección de temperatura, puede reducirse mediante la utilización de un sistema de control de método recíproco. Este sistema de método recíproco utiliza un algoritmo de control por alimentación anticipada para determinar la cantidad de agua requerida y provee una respuesta más rápida de la temperatura de actuación. La incorporación de un sensor de temperatura a este sistema mejora la precisión del control de temperatura al “regular” la variabilidad una vez que se estabiliza el perfil aguas abajo.La velocidad de desplazamiento se debe considerar en este sistema, ya que el tiempo de respuesta rápido no puede alcanzarse con todo los métodos de

accionamiento. Las velocidades de desplazamiento en las que se utiliza un controlador neumático se limitan a menudo a los rangos de 2-3 segundos. Para lograr un tiempo más rápido de respuesta, se puede considerar la utilización del accionamiento electrohidráulico. Consulte a un técnico acreditado de GE Masoneilan para obtener recomendaciones para cada aplicación.

Arranque y puesta en marchaAdemás de especificar las válvulas de acondicionamiento de vapor, también debe definirse un procedimiento de arranque durante el proceso de diseño. La limpieza apropiada de la tubería de vapor y de las tuberías de agua es esencial para asegurar el rendimiento cuando la planta comienza a funcionar. Los residuos dejados en la tubería pueden extraer las terminaciones pulidas de una superficie de corte u obturar el orificio de un elemento de control o de boquilla de rocío. Para proteger la integridad de los componentes internos en buen estado de funcionamiento, GE recomienda ampliamente la compra de componentes internos especiales para arranque, que se utilizan para desviar los residuos de todas las superficies críticas. En la figura 12 se muestra la instalación de los componentes internos especiales de arranque.

Figura 12: Componentes interno de arranque.

Purga del sistema y limpiezaUna vez instalados los componentes internos de arranque de la válvula SteamForm y extraídas las boquillas de rocío, todos los residuos, la oxidación y las sustancias accidentales deben removerse de las tuberías de agua y vapor.Si este procedimiento de limpieza se lleva a cabo con los componentes internos de operación, pueden ocurrir varios escenarios posibles que requieran el reemplazo o la reparación de componentes. Por ejemplo, el daño producido a una superficie terminada puede provocar erosión prematura que lleve, con el transcurso del tiempo, a una fuga no deseada y a un control inestable. Los residuos acumulados en los componentes internos de operación pueden provocar pérdida de la capacidad

de flujo o la adhesión del obturador debido al desgaste adhesivo inducido por los residuos del obturador contra una superficie de control.Consulte el Manual de instrucciones GEA31013A de SteamForm a fin de obtener instrucciones detalladas para la instalación de la válvula y el proceso de limpieza.

PRECAUCIÓN : GE no se responsabiliza de los daños

causados a la válvula durante la limpieza o el proceso de instalación. Si no se respetan las instrucciones indicadas en el Manual GEA31013A, se incumplirá el contrato de garantía de la válvula.

ESCAPE

PURGAPRUEBA HIDROSTÁTICA

FLUJOANILLO DE ASIENTO HIDROSTÁTICO/DE DESCARGA

ANILLO DE ASIENTO DE PURGA ANILLO DE

ASIENTO HIDROSTÁTICO/DE DESCARGA

CUBREVÁLVULA DE ENJUAGUE

FLUJO


Figura 13: Dispositivo de instalación de los componentes internos de la válvula

Dispositivo de instalación de los componentes internos de la válvula (TID)Se debe utilizar un accesorio para facilitar la instalación y remoción segura y correcta de los componentes internos del cuerpo de una válvula en la orientación horizontal. Póngase en contacto con un representante local para obtener información relativa a la herramienta, porque son necesarios adaptadores del tamaño específico de los internos para montar la herramienta de izado.

Para las válvulas SteamForm más grandes en orientación horizontal, se requiere una herramienta especial y tener extremo cuidado. Comuníquese con la fábrica para conocer las recomendaciones pertinentes.

Tratamiento término post soldadura y ensayo a presión hidráulicaLas válvulas SteamForm se fabrican con conexiones terminales bridadas o soldables a tope. En el caso de las válvulas que requieren una soldadura a la tubería, seleccione un electrodo que sea compatible con el material de la conexión de la válvula. Consulte la ficha técnica de especificaciones de la válvula para conocer el material suministrado del cuerpo de la válvula y del material de la conexión.

Los códigos aplicables del país o estado en que se realizará la instalación especifican los requisitos del tratamiento térmico durante una soldadura y post soldadura que deben cumplirse. Se recomienda que se verifiquen las temperaturas de soldadura localizadas mediante termopares.

Los procedimientos de ensayo a presión hidráulica pueden requerir un dispositivo de prueba diseñado por la fábrica, dependiendo de si se utiliza o no la válvula SteamForm como punto de ruptura de la clase de presión o del material. En este tipo de instalación, el aislamiento de la sección de entrada de la de salida es necesario para evaluar cada componente de manera individual en función de las condiciones de prueba requeridas por su código exclusivo.

Instalación de la válvula SteamFormLa válvula SteamForm debe instalarse en línea para que el flujo que pasa a través de la válvula siga la dirección indicada por la flecha de flujo en el cuerpo de la válvula.

Luego de que las tuberías de vapor se hayan limpiado completamente y se haya realizado un ensayo a presión hidráulica, será seguro instalar los componentes internos de operación. Para obtener asistencia de arranque de un técnico acreditado, comuníquese con la oficina de ventas o la fábrica de GE Masoneilan más cercana. Para conocer el procedimiento de instalación completo, consulte el manual de instrucciones de SteamForm.

Repuestos para la puesta en marchaSe debe contar en todo momento con un conjunto completo de repuestos para la puesta en marcha en las instalaciones para disminuir la cantidad de tiempo de inactividad de la válvula SteamForm. Los repuestos para la puesta en marcha deben incluir, como mínimo, un conjunto completo de empaquetaduras y juntas para proveer las partes blandas requeridas para una reinstalación.

Las partes blandas, tales como las juntas y empaquetaduras, nunca deben reutilizarse una vez que se las extrae de la válvula. No intercambie componentes con partes provistas para otras válvulas.

Comuníquese con la oficina de ventas regional de GE, con el centro de posventa o con su socio de canal para solicitar repuestos.

Aplicaciones de derivación de turbina a condensadorEn las aplicaciones de derivación de turbina se incluyen varios factores externos e internos, específicamente en la aplicación de derivación a condensador. El rol de la válvula SteamForm es muy importante para garantizar que el equipo esté protegido durante los trayectos de alta presión y temperatura. Otro gran problema se produce por la limitación de ruido, ya que el vapor de alta energía se inyecta en un conducto de pared fina que actúa de manera similar a un amplificador de ruido. Estos problemas se analizan de manera más detallada en las secciones siguientes.

Advertencia: No instale los componentes internos de operación y las boquillas de rocío hasta que las tuberías se hayan purgado por completo y se hayan limpiado minuciosamente. Se deben eliminar todos los residuos para evitar que se dañen los componentes internos.

Advertencia: Se recomienda retirar los componentes internos de operación durante estos procedimientos para garantizar que no se dañen los componentes internos.


Requisitos del sistema de derivaciónEl diseño de la derivación al condensador requiere una reducción significativa en el nivel de calor del vapor para alcanzar un límite de entalpía que esté dentro de los límites de diseño del condensador. Los límites de calor requieren que la válvula SteamForm reduzca la temperatura del vapor al rango de saturación antes de permitir su ingreso en el condensador. Esta aplicación también precisa de una respuesta rápida para asegurar que las válvulas de seguridad permanezcan cerradas y eviten que el vapor se ventile afuera de este sistema de ciclo cerrado.

Control de procesoControlar la temperatura en la saturación o cerca de este punto es difícil debido a los límites de rendimiento de la tecnología de detección de temperatura. Si el vapor que atraviesa el sensor está “húmedo”, el sensor reconoce el agua y señala que el vapor ya se encuentra suficientemente refrigerado. El vapor húmedo es difícil de medir con precisión y crea inestabilidad y grandes oscilaciones de variabilidad del proceso.Cuando se reduce la temperatura del vapor a la saturación, se inyectan grandes cantidades de agua. Grandes porcentajes de agua por sobre el vapor pueden traer como consecuencia inundaciones en las tuberías y una posible pérdida importante de agua. Cuanto mayor es la distancia que recorre el agua, mayor es el riesgo de pérdida de agua y de inundaciones. Para limitar estos acontecimientos, se recomienda que se realicen acoplamientos compactos de la válvula SteamForm con un tubo de descarga de contrapresión. Este escenario de acoplamientos compactos envía con fuerza al agua sin vaporizar hacia el tubo de descarga que reduce la presión y ayuda a mezclar al crear una región de baja presión que hace que el agua se vaporice instantáneamente. Este proceso precisa de la utilización de control por alimentación anticipada para mantener un punto de ajuste de temperatura aguas abajo estable y preciso.

Tuberías de descarga de contrapresiónEl tubo de descarga de contrapresión es una pieza esencial del equipo para el diseño de un sistema de derivación. La caída de presión de este dispositivo debe separarse estratégicamente para controlar un balance entre el tamaño y el costo del equipo comparado con el rendimiento general del sistema. Al escalonar adecuadamente la caída de presión, se pueden minimizar el tubo de descarga, la válvula SteamForm y los tamaños de tuberías unidas. De este modo, se reduce el costo total de instalación.El tamaño del tubo de descarga adquiere gran importancia cuando se inserta en el conducto de un condensador enfriado por aire. Los tubos de descarga grandes crean una obstrucción al flujo transversal del vapor que está siendo expulsado de la turbina antes de la admisión en el condensador del sistema. La obstrucción crea una contrapresión no deseada en la turbina y reduce la eficiencia general de la turbina y de la planta de vapor. Sin embargo, el tubo de descarga debe alcanzar un tamaño específico para poder separar los huecos del tubo y mantener la independencia del chorro de vapor para reducir la generación de ruidos.

El escalonamiento correcto de la caída de presión en este sistema es de gran importancia para disminuir la generación de ruidos y el costo de la instalación. Para obtener recomendaciones de diseño específicas, es vital que se incluyan al proveedor de válvula de derivación y al proveedor del condensador en la etapa inicial de diseño para garantizar que se obtenga el mejor diseño para la interacción del equipo.

Evaluación de los ruidos en el sistemaLos ruidos en este sistema se crean a partir de una combinación de fuentes múltiples. La válvula de control, el tubo de descarga y el conducto del condensador son todos fuentes potenciales para la generación del ruido. Se recomienda instalar aislamiento acústico para proteger los segmentos de tuberías de la producción excesiva de ruidos. Sin embargo, el ruido aislado dentro de un sistema cerrado se propaga aguas abajo hasta que se instale un dispositivo que atenúe el ruido. Como el ruido se propaga más lejos aguas abajo, por último, alcanza el punto donde es liberado dentro del conducto de pared fina del condensador. En este punto, el conducto actúa como un amplificador de ruidos e incrementa el nivel de decibeles. GE recomienda ampliamente que, cuando sea posible, se recubran todos los conductos de paredes finas con aislamiento acústico.Otro desafío se presenta en un caso donde todas las líneas múltiples de derivación sean descargadas dentro de un punto único de inyección. Las corrientes en chorro que salen de los tubos de descarga pueden combinar las fuentes de ruido y crear una fuente única que genera niveles mucho mayores de ruido. Para reducir los niveles de ruido, estos chorros deben permanecer independientes por medio de la instalación de grandes distancias entre cada tubo de descarga.Los niveles de ruido en las aplicaciones de derivación a condensador han superado los 110 dBA. Para obtener mejores resultados, los problemas previos a la instalación deben ser evaluados en su totalidad por la firma de diseño y por el proveedor del equipo de derivación de turbina.

Recomendaciones finalesLas aplicaciones de servicio pesado de la válvula SteamForm poseen varias características específicas de diseño que requieren una evaluación y una consideración detalladas. Cada hora empleada el proceso de diseño puede ahorrar días de tiempo de inactividad y dólares en el costo de mantenimiento. Para cada una de estas aplicaciones, se recomienda contactar a los técnicos acreditados de GE Masoneilan para que colaboren en la evaluación y proporcionen recomendaciones específicas para cada aplicación para una operación a largo plazo y exitosa.

También se recomienda solicitar la presencia de un representante de Servicio de campo de GE en la planta durante la etapa de instalación y puesta en marcha. La supervisión de GE durante esta fase del proceso puede ayudar a garantizar una instalación adecuada de la válvula y a reducir el tiempo de inactividad. Comuníquese con la oficina de ventas regional de GE, con el centro de posventa o con su socio de canal para solicitar servicio de campo.

* Indica una marca comercial de General Electric Company.

Los nombres de otras empresas y los nombres de otros productos usados en este documentos son marcas registradas o marcas comerciales de sus respectivos propietarios.

© 2015 General Electric Company. Todos los derechos reservados.

AUSTRALIABrisbaneTeléfono: +61-7-3001-4319Fax: +61-7-3001-4399

PerthTeléfono: +61-8-6595-7018Fax: +61-8-6595-7299

MelbourneTeléfono: +61-3-8807-6002Fax: +61-3-8807-6577

BÉLGICATeléfono: +32-2-344-0970Fax: +32-2-344-1123

BRASILTeléfono: +55-11-2146-3600Fax: +55-11-2146-3610

CHINATeléfono: +86-10-5689-3600Fax: +86-10-5689-3800

FRANCIACourbevoieTeléfono: +33-1-4904-9000Fax: +33-1-4904-9010

ALEMANIARatingenTeléfono: +49-2102-108-0Fax: +49-2102-108-111

INDIAMumbaiTeléfono: +91-22-8354790Fax: +91-22-8354791

New DelhiTeléfono: +91-11-2-6164175Fax: +91-11-5-1659635

ITALIATeléfono: +39-081-7892-111Fax: +39-081-7892-208

JAPÓNChiba Teléfono: +81-43-297-9222Fax: +81-43-299-1115

COREATeléfono: +82-2-2274-0748Fax: +82-2-2274-0794

MALASIATeléfono: +60-3-2161-0322Fax: +60-3-2163-6312

MÉXICOTeléfono: +52-55-3640-5060

PAÍSES BAJOSTeléfono: +31-15-3808666Fax: +31-18-1641438

RUSIAVeliky NovgorodTeléfono: +7-8162-55-7898Fax: +7-8162-55-7921

MoscowTeléfono: +7 495-585-1276Fax: +7 495-585-1279

ARABIA SAUDÍTeléfono: +966-3-341-0278Fax: +966-3-341-7624

SINGAPURTeléfono: +65-6861-6100Fax: +65-6861-7172

SUDÁFRICATeléfono: +27-11-452-1550Fax: +27-11-452-6542

AMÉRICA DEL SUR, CENTRAL Y EL CARIBETeléfono: +55-12-2134-1201Fax: +55-12-2134-1238

ESPAÑATeléfono: +34-93-652-6430Fax: +34-93-652-6444

EMIRATOS ÁRABES UNIDOSTeléfono: +971-4-8991-777Fax: +971-4-8991-778

REINO UNIDOBracknellTeléfono: +44-1344-460-500Fax: +44-1344-460-537

SkelmersdaleTeléfono: +44-1695-526-00Fax: +44-1695-625-01

ESTADOS UNIDOSMassachusettsTeléfono: +1-508-586-4600Fax: +1-508-427-8971

Corpus Christi, Texas Teléfono: +1-361-881-8182Fax: +1-361-881-8246

Deer Park, TexasTeléfono: +1-281-884-1000Fax: +1-281-884-1010

Houston, TexasTeléfono: +1-281-671-1640Fax: +1-281-671-1735

UBICACIONES DE LA OFICINA DE VENTAS DIRECTAS

GEA31014A-ES 05/2015

84002 series - baker hughes · 2015 general electric compan todos los derecos reservados ......

Documents