Selección de trampas de vapor - Líneas principales de vapor, tanques y cubas, válvulas reductoras de presión

En este tutorial se incluyen tablas de selección y consejos sobre la selección de trampas para diferentes tipos de líneas principales de vapor, cabeceras y tomas laterales, junto con cubas de proceso y estaciones de válvulas reductoras de presión.

Líneas principales de vapor

Líneas principales de vapor Las líneas principales de vapor transportan gotas de agua en suspensión en el vapor, así como una capa de condensado y aire en la pared de la tubería. Tanto el aire como el agua deben eliminarse para la máxima producción de la planta.

Las trampas de vapor deben descargar en líneas de condensado de dimensiones adecuadas, descendiendo hacia un receptor ventilado. Como las líneas de retorno de condensado a menudo corren junto a las líneas principales de vapor, existe la tentación de conectar a ellas las descargas de las trampas que drenan la línea principal. Si los retornos de condensado están inundados, como a menudo lo están, resultará un golpe de ariete severo. Esto es indeseable si las trampas son del tipo de descarga explosiva, y la práctica de descargar en líneas inundadas debe evitarse para prevenir el golpe de ariete.

Las cargas de condensado asociadas con el drenaje de líneas principales son relativamente pequeñas, por lo que una trampa termodinámica de baja capacidad es más adecuada. Las trampas termodinámicas son muy robustas y ofrecen larga vida y operación eficiente en condiciones expuestas. Tramos horizontales

Los tramos horizontales no deben drenarse a través de una pequeña conexión de tubería en la parte inferior de la tubería. Use un bolsillo de dimensiones adecuadas en el que el condensado en movimiento rápido pueda caer - como se muestra en la Figura 11.11.1. Dimensiones del bolsillo de drenaje

Las dimensiones típicas recomendadas del bolsillo de drenaje, relativas a los tamaños de las tuberías principales de vapor, se dan en la Tabla 11.11.1. Separadores

Los separadores normalmente se instalan del tamaño de la línea. Un separador eliminará las gotas en suspensión así como la capa de condensado y proporcionará vapor más seco para calentamiento y procesos (Figura 11.11.2). Como es esencial eliminar el condensado a medida que se forma, la primera opción es una trampa de flotador-termostático. Alternativamente, podría usarse la trampa de cubeta invertida con una purga de aire separada como en la Figura 11.11.4. La tercera alternativa, la trampa termodinámica, es ideal para líneas principales exteriores en condiciones expuestas, ya que no se dañará por la congelación. Drenaje de cabeceras de vapor

Las cabeceras de vapor deben drenarse de manera similar a las líneas principales de vapor, con un bolsillo adecuadamente ubicado a lo largo de la parte inferior del colector. Una ligera caída hacia el extremo que aloja el bolsillo de drenaje asiste el drenaje. Las cabeceras de más de 5 m pueden beneficiarse de un bolsillo de drenaje en cada extremo. Las trampas de flotador son las más adecuadas para manejar cargas de condensado fluctuantes. Si las cabeceras situadas cerca de las calderas son susceptibles al arrastre, las trampas termodinámicas con discos anti-bloqueo por aire son buenas alternativas.

Nota: El bolsillo de drenaje debe dimensionarse según la Tabla 11.11.1. El diámetro de la cabecera de distribución debe dimensionarse a una velocidad de vapor de 10-15 m/s, para la carga máxima de vapor entrante. Extremos terminales

Los extremos terminales o ‘muertos’ son inherentemente más susceptibles al golpe de ariete que los tramos horizontales debido a su posición en la tubería. El aire también tenderá a acumularse en estas posiciones en el arranque ya que el vapor empujará cualquier aire en su camino al punto más lejano del sistema. Es prudente por lo tanto colocar una trampa de vapor y una purga de aire aquí.

Una pieza en ‘T’, mostrada en la Figura 11.11.4, ayudará a disipar cualquier fuerza mecánica causada por el golpe de ariete, ayudando así a proteger la trampa y la purga de daños mecánicos, mientras ofrece una forma simple de instalarlos.

La mejor trampa para esto es el tipo termodinámico debido a su diseño robusto, pero una buena alternativa es una de cubeta invertida si se prefiere. Ambas requerirán una purga de aire, por las razones indicadas anteriormente.Purga de aire

Purgar el final de la línea principal, como se muestra en la Figura 11.11.4, proporcionará un calentamiento más rápido y una producción más rápida - más detalles se proporcionan en el Módulo 11.12, ‘Teoría de la purga de aire’. En una línea principal larga, o una que se arranca diariamente, también puede ser necesario instalar purgas de aire en ciertos puntos de drenaje intermedios. La descarga de una purga de aire no debe conectarse a una línea de retorno de condensado inundada (ya que puede resultar golpe de ariete), ni a una línea que transporte condensado subenfriado (ya que esto puede fomentar la corrosión de la tubería). Líneas principales de derivación al proceso

La transferencia de calor óptima se obtendrá de cualquier proceso cuando se alimente con vapor seco. La línea de derivación debe tomarse de la parte superior de la línea principal, y donde sea relativamente larga o sinuosa, la línea debe estar bien aislada e instalada con un pequeño separador y conjunto de trampa antes de la entrada de la planta.

La Figura 11.11.2 muestra la disposición donde el separador es drenado por una trampa de flotador-termostático.

Cualquier proceso con un suministro de vapor con control de temperatura se beneficiaría de tener un conjunto de trampa de drenaje situado inmediatamente antes de la válvula de control. Esto drenará la línea de condensado cuando la válvula de control esté cerrada, previniendo daños por golpe de ariete y erosión del asiento de la válvula por vapor húmedo al abrirse. Los beneficios finales son aumentar la vida útil y el rendimiento de la válvula y el proceso. De nuevo, si hay probabilidad de vapor húmedo al final de la línea de derivación, es mejor instalar un separador.

Tanques y cubas

Cubas de proceso (tubería de descarga ascendente) La Figura 11.11.5 es muy importante. Un serpentín en una cuba de solución de proceso debe tener una caída, y terminar en un sello en ‘U’ si la salida se eleva. La tubería ascendente debe ser de pequeño diámetro. Colocando una tubería pequeña hasta el fondo del sello, y cerrando la tubería en la parte superior con un acoplamiento conveniente, se previene el bloqueo de vapor. La trampa de vapor puede ser de flotador-termostático, termodinámica o de presión equilibrada. Una trampa termodinámica puede resultar útil en el caso de ciertas soluciones corrosivas si el serpentín tiene fugas, porque se ve menos afectada por la corrosión que los otros tipos. Si existe temor de contaminación del condensado por el contenido del tanque, permita que el condensado drene al desperdicio. Cualquier condensado de soluciones corrosivas debe eliminarse cuidadosamente, particularmente si existe temor de que el contenido del tanque pueda contaminar el sistema de vapor y condensado. Debe instalarse un rompevacíos en el lado de entrada de vapor del serpentín si el contenido del tanque es corrosivo, para eliminar la posibilidad de que solución corrosiva sea aspirada de vuelta al suministro de vapor.

Válvulas reductoras de presión

Donde existe la posibilidad de que las tuberías aguas abajo de las válvulas reductoras puedan cerrarse durante la operación normal, debe proporcionarse un punto de purga para drenar cualquier condensado formado durante este período. Esto mantiene las tuberías aguas abajo libres de agua y protege la válvula reductora de llenarse de agua y ‘bloquearse’. Las trampas de flotador descargan condensado continuamente y no perturban la presión en la tubería al descargar.