06 abril 2011

Algunas técnicas para optimizar los sistemas de vapor (2ª PARTE)



Ver 1ª PARTE
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Trampas de vapor

Algunos de los problemas más comunes encontrados en los sistemas de vapor pueden resolverse utilizando un buen programa de gestión de trampas de vapor.

Tipos de trampas de vapor

Cuando seleccionemos una trampa de vapor es importante recordar el uso de tres principios fundamentales de operación que resumimos a continuación:
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  • Aplicaciones de procesos. Ej. Intercambiadores de calor, rehervidores, precalentadores, calentadores de agua. Se utilizan trampas de vapor mecánicas para eliminar la formación de condensado, independientemente de las cargas fluctuantes, asegurando el máximo espacio de vapor y calentando el área de superficie dentro del intercambiador de calor. Las trampas de vapor mecánicas tienen las capacidades mayores, haciéndolos ideales para las aplicaciones de proceso.
  • Líneas de distribución principales. Se usan trampas de vapor termodinámicas (TDs), relativamente robustas y a bajo coste. Las TDs eliminan el condensado que se forma, eliminando el riesgo de que el condensado vuelva a las líneas de vapor. TDs elimina el condensado cuando se forma, y se elimina el riesgo de que el condensado vuelva a la línea de vapor. Se utilizan también trampas termostáticas, robustas y de bajo coste.
  • Líneas de azufre: Se usan trampas termodinámicas como primera elección, ya que son compactas, robustas y a bajo coste. Eliminan el condensado asegurando que el producto trazado no solidifique.  Se usan también trampas mecánicas, pero tienden a ser menos compactas.
  • Instrumentación de seguimiento no crítico. Se utilizan trampas termostáticas. Las trampas termostáticas permiten el subenfriamiento del condensado dentro del trazador antes de ser descargado. Esto hace que se use calor sensible en el condensado y se reduce la liberación de vapor instantáneo.
Separadores en un sistema de vapor

Los separadores se usan para eliminar el agua arrastrada en el sistema de vapor, para llevar al sistema de vapor a una calidad próxima al 100 %. Consisten en una serie de placas deflectoras, que separan las gotitas de agua del flujo de vapor.

Los separadores se instalan en las siguientes aplicaciones:
  • Aguas arriba de las válvulas de control, particularmente justo antes del equipo que vayan a proteger de la erosión del vapor. Protegen el equipo de vapor de la erosión causada por el vapor húmedo; aseguran que el proceso recibe vapor saturado seco, mejorando así el rendimiento; y drenando la acumulación del condensado aguas arriba del condensado de la válvula de control cuando está en posición cerrada.
  • En productos de calderas, eliminando el vapor húmedo antes de la distribución.
  • Aguas abajo de un recalentador (desuperheater).
  • Aguas arriba de las turbinas de vapor, previniendo el riesgo de daño a través de gotitas de agua o golpe de ariete.
Estaciones de recalentador

El vapor recalentado se genera en la mayoría de las centrales eléctricas como parte del proceso de cogeneración o CHP. Las presiones y temperaturas generadas son demasiado altas para ser usadas en la mayoría de los procesos de refino y petroquímica.

Las presiones y temperaturas generadas son demasiado altas para ser usadas en la mayoría de los procesos de refino y petroquímicos. Por lo tanto, el vapor recalentado se transmite a las líneas de distribución de media y baja presión mediante una estación de reducción de presión.

Todos los recalentadores de vapor trabajan con el mismo principio: inyectando agua en el vapor recalentado, donde se evapora, absorbiendo el exceso de energía y resultando un vapor con aproximadamente 5 ºC de recalentamiento.
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Bibliografía: Optimising steam systems: Part I. Petroleum Technology Quaterly. Q2 2010

Palabras clave: Mechanical steam trap, thermodynamic trap
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