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La gama de productos Fenix y sus
aplicaciones
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CÓMO FUNCIONAN LAS TRAMPAS HIDRODINÁMICAS
Figura 1 – Diagrama de la sección de la trampa Fenix “Easy Fit”
El diagrama que se encuentra arriba es la representación del funcionamiento de la Trampa Easy Fit de
Fenix. El principio de operación de todas las trampas Fenix es el mismo. La función de la trampa es
remover el condensado en el momento que se forma. Las Trampas Fenix tienen una esprea que permite
que el condensado sea descargado al llegar a la trampa, formando un sello hidráulico, el cual evita que
el vapor pase a través de la esprea.
Siempre que la esprea contenga condensado, no habrá pérdida de vapor vivo.
Si la esprea es muy pequeña la trampa se inundará, pero no dejará pasar vapor vivo. Sin embargo, si el
condensado se acumula mucho afectará el proceso, por lo que no es lo ideal. Si la ranura de la esprea es
muy grande dejará pasar tanto el condensado como vapor vivo a través de la esprea. Dado lo anterior,
es de gran importancia dimensionar correctamente la carga de condensado.
El condensado continuamente llega a la esprea. El único tiempo en el cual no hay condensado, es
cuando no hay vapor (con la excepción del vapor sobrecalentado, el cual se mencionará más adelante).
Aún así, el flujo de condensado es continuo, sin embargo no es necesariamente constante,
especialmente para cargas de proceso.
La Figura 2, que se encuentra a continuación, muestra la sección transversal de la esprea. La esprea
tiene un venturi (un venturi es una expansión a la ranura de la esprea y no necesariamente se relaciona
con la Ley de Bernoulli). El condensado (de color azul) pasa a través de la esprea por la presión del
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vapor. El condensado y el vapor están a presión y temperatura saturada. Debido a que la esprea está
inundada con condensado, no hay forma de que el vapor pase pues el sello hidráulico se forma.
Figura 2 – Diagrama de la sección transversal de la esprea Fenix
La función crucial de una esprea multi‐etapa es generar una contrapresión en la sección del venturi.
Cuando el condensado es forzado a través de la esprea, la presión disminuye. La diferencia de energía
entre la alta presión y temperatura del condensado en el lado de entrada de la esprea y la baja presión y
temperatura del lado de la descarga, produce que algo del condensado se convierte en vapor flash (esto
no es vapor vivo, solo es el resultado de la Ley de la Conservación de la Energía).
El vapor flash es aproximadamente 1000 veces el volumen del condensado, por lo que la súbita
expansión acelera el condensado de la esprea. Esto es similar al efecto de un cohete, pues una fuerza
igual y opuesta actúa en la esprea. El venturi direcciona el flujo y la fuerza para que actúe en el lado de
la descarga.
La razón de utilizar esta función es para darle a la esprea una capacidad variable. Cuando el flujo másico
y la presión del condensado aumentan, la cantidad de vapor flash se incrementa, por lo que la
contrapresión se reduce. Por lo tanto, conforme cambian las condiciones de operación, la capacidad de
la esprea también cambia, lo que permite a la trampa funcionar con cargas variables.
La trampa de orificio simple es como una trampa hidrodinámica, pero está limitada pues no puede
funcionar con capacidades variables. La implementación del venturi a la esprea logra superar esta
limitación, por lo que la Trampa Fenix puede reemplazar todo tipo de trampas mecánicas en cualquier
aplicación de proceso, como por ejemplo intercambiadores de calor, piernas de drenaje, etc.
Mediante el diseño de una esprea que no permita pasar vapor vivo, no solamente se generan ahorros sig- nificativos de energía, sino que no sufrirá erosión la esprea. La trampa Fenix tiene una garantía de desem- peño de 15 años, la cual básicamente estipula que la esprea no sufrirá erosión. Efectivamente, se puede considerar a las trampas Fenix como de instalación permanente, dando ahorros permanentes de energía y mantenimiento.
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MODELOS DE TRAMPAS Y APLICACIONES
EF ‐ Trampa “Easy Fit” para piernas de drenaje
Las aplicaciones de piernas de drenaje constituyen la mayor parte de las aplicaciones de proceso. La
función de una pierna de drenaje es remover el condensado de las líneas de vapor mientras es
distribuido a toda la planta. El vapor siempre tendrá una pérdida de energía por el simple hecho de que
el vapor se encuentra a más alta temperatura que el medio ambiente, pero si las líneas de distribución
están aisladas, la pérdida de vapor será mínima.
Hay dos sub categorías de las aplicaciones de piernas de drenaje, las cuales son de vapor
sobrecalentado y vapor saturado. El vapor sobrecalentado se usa generalmente en generadores de
electricidad y bombas de proceso. También se utiliza en lugares grandes para distribuir vapor a toda la
planta.
El vapor saturado es más común y se utiliza para la mayoría de las aplicaciones de proceso.
Trampa Easy Fit para vapor saturado
Figura 3 – Ensamble típico de la Trampa Easy Fit (descarga a drenaje)
El modelo Easy Fit es muy solicitado porque es fácil de instalar, pues tiene las mismas dimensiones de
una trampa hidrodinámica típica (la trampa más común para piernas de drenaje) y se ofrece con
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conexiones tipo rosca o para soldar. La Easy Fit tiene un filtro integrado para evitar la suciedad y se
puede suministrar con una válvula de descarga para limpiar periódicamente el filtro.
La Easy Fit viene en dos presentaciones, de ½” y ¾”, sin embargo todas tienen el mismo costo. La razón
de esto es nuestra filosofía de simplificar el proceso de compra. Solo se requiere contar las trampas que
se requieren, pues la información de los detalles de compra, como el tamaño de conexión y el tipo, se
pueden especificar en cualquier momento. Las trampas son diseñadas para un máximo de 1450 psig y
842 °F, así que en lo general manejan todo tipo de presiones y temperaturas que se encuentran en el
proceso.
La tapa de la parte superior de la Trampa Easy Fit permite el acceso a la esprea. La esprea es removible,
por lo cual puede ser cambiado el tamaño de la esprea si fuese requerido. Hay un rango estándar de las
capacidades de la esprea, los cuales son Vapor seco (vapor sobrecalentado), Carga baja, Media carga,
Carga alta, Carga muy alta y carga extremadamente alta. La mayoría de las aplicaciones de piernas de
drenaje serán de Carga baja. Media carga tal vez sea utilizada para tubería de gran diámetro o para
tuberías largas y Carga alta si el aislamiento es pobre, etc.
El punto importante es que la esprea puede ser cambiada si la capacidad no es la adecuada. Con un
simple termómetro infrarrojo podemos determinar si el tamaño es el correcto. Si no la esprea se
cambia, así como la etiqueta metálica para que el tamaño correcto de la esprea esté especificado. Una
vez que el tamaño de esprea sea la correcta, eso será todo.
El único mantenimiento que requiere es limpiar periódicamente el filtro y, si pasara un poco de suciedad
a través de éste, también será necesario limpiar la esprea, la cual está diseñada con un cono de entrada
para evitar el acceso de suciedad, pero si esto no fuera suficiente, solo necesitaría una rápida limpieza
con un alambre.
Con las trampas Fenix es posible tener el 100% de las trampas en las líneas de distribución funcionando
con muy poco mantenimiento. A lo mucho, no se debe esperar que anualmente más del 1 o 2% de las
trampas únicamente necesiten limpieza no reemplazos, generando grandes ahorros de mantenimiento
y energía.
Trampa Easy Fit para vapor sobrecalentado
El caso de líneas de vapor sobrecalentado es de cierta forma único, pues en teoría no hay condensado
en el vapor. Sin embargo, no siempre es así y por ello las trampas se siguen requiriendo, especialmente
en los arranques de planta. La práctica general para la instalación de todo tipo de trampas, incluyendo
las trampas mecánicas, es dejar cierta longitud de línea antes de la trampa de vapor para generar
condensado.
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Lo principal es que la línea antes de la trampa tiene vapor estancado por lo que pierde el sobrecalentado
y se forma condensado. En la práctica, sin embargo, las trampas mecánicas se abren y dejan pasar algo
de vapor vivo aunque el vapor de la línea no esté estancado, por lo que el vapor seco afecta la vida útil
de la trampa. Por esta razón, las trampas mecánicas no duran mucho en aplicaciones de vapor
sobrecalentado.
Con la trampa Fenix, el sello hidráulico que se forma por el vapor estancado antes de la trampa,
previene que el vapor vivo pase a través de ésta, por lo que el vapor estancado continuamente forma
condensado, lo que a su vez mantiene la línea estancada y a la trampa trabajando. Por esta razón, las
trampas hidrodinámicas son las únicas trampas que funcionan correctamente en líneas de vapor
sobrecalentado.
Traceo
La Trampa Easy Fit también puede ser utilizada para aplicaciones de traceo. Como en el caso de las
piernas de drenaje, solo es necesario contar el número de trampas y las conexiones y capacidades
pueden ser definidas después. Puede ser utilizada para todas las presiones y temperaturas de traceo.
Al igual que la aplicación de pierna de drenaje, si se encuentra una Easy Fit que tiene un tamaño de
esprea incorrecta, solo se requiere cambiar la esprea y la etiqueta metálica.
Aplicaciones de proceso
Las aplicaciones de proceso son el uso final del vapor, de calentadores de aire, de tanques mezcladores,
calentadores de agua, tanques de cocción, columnas de destilación, etc.
Hay una gran cantidad de aplicaciones de operación a diferentes presiones y flujos de vapor. Debido a
esto también hay una gran variedad de trampas en el mercado. Las trampas mecánicas típicas son la
termodinámica, termostática, de flotador y cubeta invertida. Todas tienen sus ventajas y desventajas
pero todas eventualmente fallarán. La gama de Trampas Fenix está diseñada para reemplazar cualquier
tipo de trampa mecánica que esté instalada.
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FL – Trampa bridada
Figura 4 – Trampa Fenix FL instalada en un proceso de un intercambiador de calor (note la trampa de
cubeta invertida removida junto a la columna)
La Trampa Fenix FL (“Flanged”) está diseñada para reemplazar trampas bridadas existentes en el
proceso. La trampa viene con diferentes tamaños, las cuales son 1”, 1 ½”, 2”, 3” y 4” con bridas ANSI de
150 a 1500 LB o de PN16 a PN100.
Las trampas pueden ser suministradas tanto en tamaño estándar (de acuerdo con las especificaciones
mencionadas) como hechas a la medida para que se ajusten al espacio existente entre las bridas, lo cual
evita la necesidad de modificar la tubería existente o fabricar carretes y así reduce problemas de
instalación.
Como en todo diseño de las Trampas Hidrodinámicas Fenix, las espreas son intercambiables, sin
embargo, en el caso de trampas de proceso, es necesario tener información más detallada para que la
esprea pueda ser correctamente dimensionada. Generalmente requerimos la hoja de información de la
aplicación de proceso existente, como por ejemplo los datos de la coraza y los tubos del intercambiador
de calor. Si dicha información no está disponible, podemos calcular la carga de condensado por los
parámetros de operación, como la cantidad de agua que es calentada a una temperatura requerida. De
cualquier forma, siempre es posible cambiar la capacidad de la esprea si fuese necesario.
La trampa tiene dos etiquetas metálicas, una para lo concerniente con la trampa en sí, la cual especifica
las dimensiones físicas y sus especificaciones y se utiliza para asegurar que la trampa correcta es
instalada en el lugar correcto, y la otra para la esprea.
La trampa tiene un revestimiento especial para evitar la corrosión.
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La Trampa FENIX IVP y VP
Figura 5 – Trampa IVP (Integrada para Procesos Variables, por sus siglas en inglés)
La trampa IVP (Integrated Variable Process) está diseñada para aplicaciones de proceso con menor
tamaño y viene en tamaños de ¾” y 1”. Tiene un filtro integrado (como su nombre lo indica) debido a
que a menor tamaño, flujos bajos y espreas pequeñas. Para este tamaño de esprea, es importante
protegerlas de un posible bloqueo, debido a esto tiene un filtro integrado.
La trampa puede tener conexión en rosca o para soldar y se puede utilizar en todo tipo de presión y
temperatura. Una vez que una IVP es instalada, el cuerpo de la trampa puede ser removida del filtro y la
brida de salida para tener acceso a la esprea si se requiere. El filtro puede ser adaptado a una válvula de
descarga si fuera necesario.
La trampa VP es muy similar que la IVP, pero sin el filtro integrado y con solo 2 bridas. Viene en
presentación de 1 ½”, 2”, 3” y 4” para cuando no se necesita un filtro o el existente es suficiente.
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Trampa FENIX WF
Figure 6 – Trampa FENIX WF (Wafer)
La Trampa WF (Wafer) está diseñada para cargas bajas de proceso y para colocarlas entre bridas. Sin
embargo se basa en la integridad de un filtro existente. La trampa puede ser suministrada en tamaños
de ½”, ¾” y 1”.
FENIX – QF (Quick Fit)
La trampa Fenix Quick Fit está siendo desarrollada aún, sin embargo es una versión de la Trampa Easy Fit
para instalar en un adaptador universal de 2 pernos. Está diseñada para reemplazar las trampas
mecánicas existentes donde existe un adaptador para dos pernos o donde la especificación de una
planta nueva requiere este tipo de sistema.
Esta trampa está diseñada y lista para su producción, por lo que pronto estará disponible.