Diseos de sistemas de vapor

Diseos de sistemas de vapor

Los diseos esquemticos que se presentan a continuacin con algunos ejemplos de instalaciones correctas de sistemas de vapor con CBE. Los sistemas considerados son:

1. Sistema de condensado abierto sin contrapresin2. Sistema de condensado a presin

3. Intercambiadores de calor conectados en paralelo

4. Intercambiadores de calor conectados en serie

Sistema de condensado abierto sin contrapresinSi el intercambiador de calor se vaca en un sistema de condensado abierto a la atmsfera, sin contrapresin y con una pendiente continua hasta el tanque de condensado o evacuacin, se debe realizar un drenaje eficaz siguiendo el procedimiento de instalacin que se muestra en la Figura 4.11 y las directrices indicadas en este manual (ver Tabla 4.1).Tabla 4.1 Comentarios a la Figura 4.11.NComponentesComentarios

1Tubera de vapor principalPara optimizar la calidad del vapor, tenga en cuenta que la tubera de derivacin o by-pass al intercambiador de calor debe conectarse a la parte superior de la tubera de vapor principal.

23Filtro de suciedadSeparador de gotasSi la calidad del vapor no es fiable, se debera instalar un filtro de suciedad y un separador de gotas. El filtro se debera instalar con los pulgares paralelos a la tubera para evitar la condensacin en su interior. El separador se vaca del mismo modo que el intercambiador de calor de placas.

4, 11Vlvulas de retencinSe deberan suministrar por motivos de seguridad y para facilitar el mantenimiento.

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9Vlvula de controlAccionadorControladorConvertidor de sealesTransmisor de temperaturaLos elementos 5-9 forman el conjunto bsico del equipo de control. Tenga en cuenta que la vlvula reguladora y el accionador se venden como una nica unidad integrada.Asegrese de que el transmisor de instala correctamente de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y de que elige un controlador con funciones P+I al menos. El transmisor de temperatura se instala en la salida del lado secundario.

10Rompedor de vacoEl rompedor de vaco se instala entre la vlvula de control y la entrada de vapor al intercambiador de calor con el fin de evitar la creacin de un vaco dentro del intercambiador con potencias calorficas bajas.

12Purgador de aireExtrae el aire y los gases no condensables, incluyendo los admitidos por el rompedor de vaco.

13Intercambiador de calorEl intercambiador de calor se debe instalar y dimensionar correctamente para que se produzca la menor presin posible dentro del sistema. El intercambiador de calor con purgador de vapor se debera instalar lo ms alto posible (respecto del suelo). Una cada de 1 metro produce un aumento de presin de descarga de 0,1 bar.

15Filtro de suciedadEvita que los mecanismos de vlvula de la bomba de condensado se obstruyan con suciedad.

16Depsito regulador del purgador de vaporPara comprobar el funcionamiento del purgador de vapor.

17Purgador de vaporEl purgador de vapor debe ser de tipo mecnico, preferiblemente de bola con venteo.

18DrenajeDependiendo del uso al que se destine posteriormente, el condensado se puede reciclar a la caldera, a travs de una bomba o tanque de compensacin, o bien descargar directamente al tanque de evacuacin.

19Tanque de condensado

20Bomba

Sistema de condensado a presinSi hay contrapresin en el sistema, lo que puede dar como resultado un diferencial de presin negativo en el purgador de vapor, el condensado del intercambiador de calor se debe descargar con una bomba de condensado instalada tal y como se muestra en la Figura 4.12 (ver Tabla 4.2).

Tabla 4.2 Comentarios a la Figura 4.12.NComponentesComentarios

1.Tubera de vapor principalPara optimizar la calidad del vapor, tenga en cuenta que la tubera de derivacin o by-pass al intercambiador de calor debe conectarse a la parte superior de la tubera de vapor principal.

23Filtro de suciedadSeparador de gotasSi la calidad del vapor no es fiable, se debera instalar un filtro de suciedad y un separador de gotas. El filtro se debera instalar con los pulgares paralelos a la tubera para evitar la condensacin en su interior.

4, 11Vlvulas de retencinSe deberan suministrar por motivos de seguridad y para facilitar el mantenimiento.

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9Vlvula de controlAccionadorControladorConvertidor de

sealesTransmisor de temperaturaLos elementos 5-9 forman el conjunto bsico del equipo de control. Tenga en cuenta que la vlvula reguladora y el accionador se venden como una nica unidad integrada.Asegrese de que el transmisor de instala correctamente de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y de que elige un controlador con funciones P+I al menos. El transmisor de temperatura se instala en la salida del lado secundario.

10Rompedor de vacoEl rompedor de vaco se instala entre la vlvula de control y la entrada de vapor al intercambiador de calor con el fin de evitar la creacin de un vaco dentro del intercambiador con potencias calorficas bajas.

12Purgador de aireExtrae el aire y los gases no condensables, incluyendo los admitidos por el rompedor de vaco.

13Intercambiador de calorEl intercambiador de calor se debe instalar y dimensionar correctamente para que se produzca la menor presin posible dentro del sistema. El intercambiador de calor con purgador de vapor se debera instalar lo ms alto posible (respecto del suelo). Una cada de 1 metro produce un aumento de presin de descarga de 0,1 bar.

14Bomba de condensado con:

a) vlvulas de regulacin

b) vlvulas de retencin

c) filtro de suciedadd) vlvulas de reduccin de presine) manmetrof) depsito del purgador de vaporg) purgador de vaporUna bomba dirigida por presin, en la que el vapor se puede utilizar como medio conductor. La bomba se prepara y comienza a funcionar cuando la contrapresin del sistema de condensado supera la presin del intercambiador de valor, cuando la vlvula de regulacin de la salida se cierra. Cuando la bomba se prepara, el mecanismo de la vlvula cambia para cerrar la lnea de equilibrio y presurizar la bomba a travs de la lnea de vapor principal. La vlvula de regulacin de la entrada se cierra, la de la salida se abre, y el condensado se bombea al sistema de condensado.

15Filtro de suciedadEvita que los mecanismos de vlvula de la bomba de condensado se obstruyan con suciedad.

16Depsito regulador del purgador de vaporPara comprobar el funcionamiento del purgador de vapor.

17Purgador de vaporEl purgador de vapor debe ser de tipo mecnico, preferiblemente de bola con venteo.

21Tubera de condensado principalLa tubera debera dimensionarse para permitir la evaporacin instantnea (re-vaporizacin) Una tubera dimensionada de menos generar contrapresin en el sistema de condensado.

22Vlvula de regulacinEvita que el condensado se reserve cuando la presin contracorriente del purgador de vapor es inferior a la presin a favor de la corriente.

Intercambiadores de calor conectados en paraleloEn casos donde dos o ms intercambiadores de calor estn conectados en paralelo a una tubera de vapor, la regla bsica es que cada intercambiador debe estar equipado con un purgador de vapor de acuerdo con la Alternativa 1 que se muestra en la Figura 4.13.

Se debera evitar el drenaje en grupo de los intercambiadores de calor conectados en paralelo, pero en algunos casos es posible realizar una instalacin de acuerdo con la Alternativa 2 que se muestra en la Figura 4.14. La Alternativa 2 requiere que se tomen las siguientes medidas: Una tubera bastante sobredimensionada para permitir la igualacin de vapor o condensado (flujo de dos direcciones). Misma longitud de tuberas desde cada intercambiador de calor al purgador de vapor. Menor longitud posible de tuberas desde los intercambiadores de calor al purgador de vapor.

El drenaje en grupo en este contexto significa que slo se utiliza un nico purgador de vapor para drenar dos o ms intercambiadores de calor conectados en paralelo. Con el drenaje en grupo, existe un alto riesgo de que se produzcan bloqueos de vapor (ver Figura 4.15) que obstruyan el drenaje del condensado desde el segundo intercambiador de calor ms cercano al purgador de vapor.

El purgador de vapor bloquear el drenaje del condensado a partir del segundo intercambiador de calor, ya que la presin de vapor del primero ejercer contrapresin en el condensado. ?ste se reservar entonces en los intercambiadores posteriores, reduciendo as su eficacia. El problema se agrava si los consumidores de vapor conectados al sistema operan a diferentes presiones.

Intercambiadores de calor conectados en serieNo se recomienda conectar intercambiadores de calor en serie en aplicaciones de vapor, ya que es difcil evitar que una mezcla de vapor y condensador entre en los intercambiadores posteriores al primero.

La conexin en serie para subenfriar el condensado es aceptable, siempre que se garantice un suministro de condensado del 100% al intercambiador de calor. La mejor manera de garantizar esto es descargar el condensado desde el primer intercambiador a un tanque, del cual se extrae con una bomba controlada por niveles y se suministra a un segundo intercambiador de calor para el subenfriado.

En la prctica, el segundo intercambiador opera en una aplicacin lquido/lquido (ver Figura 4.16). Esta solucin, con el subenfriado del condensado, es adecuada slo cuando el proceso se realiza con unas condiciones constantes. Si las condiciones operativas no son estables, la temperatura del segundo medio que entra en el intercambiador de calor de condensacin flucturar. Esto provocar tambin fluctuaciones de temperatura en el lado del vapor y un funcionamiento irregular del intercambiador de calor.

El subenfriado del condensado debera evitarse por lo tanto en procesos donde las condiciones operativas no sean constantes. El caudal msico del condensado que sale del tanque ser un poco inferior al del que entra en el mismo, ya que parte se evaporar debido al inferior nivel de presin. Es posible calcular el caudal msico del condensado que sale del tanque.

Puede obtener ms informacin sobre las aplicaciones de vapor y cmo se pueden utilizar de manera ptima en el manual "A Technical Handbook about Heating Applications" (Manual tcnico para aplicaciones de calefaccin). Este manual de SWEP es gratuito.Ir a la pgina de descargas gratuitas.