Tipos de Vapor y Sus Aplicaciones

Tipos de Vapor y Sus Aplicaciones ¿Cuáles son Algunas de las Aplicaciones de Vapor? El vapor se refiere a la materia en estado gaseoso. Aunque este no se limita al vapor generado por agua, muchos diferentes tipos de vapor existen en el mundo. Sin embargo, el término 'vapor' es más comúnmente usado para referirse al estado gaseoso del agua. El vapor de agua resulta cuando esta es calentada hasta el punto de ebullición bajo una presión constante, lo cual provoca que se vaporice. En años recientes, los alcances del uso de este 'vapor generado por agua' se han ampliado, de solamente utilizarse en la industria, ha utilizarse todos los días de manera doméstica, como en el caso de hornos y limpiadores de vapor. Las aplicaciones principales de vapor pueden ser a groso modo divididas en aplicaciones de calentamiento / humidificación y en aplicaciones de impulso / motrices. Para los propósitos de este artículo, dividiremos los tipos de vapor en categorías desde el punto de vista de las aplicaciones en las cuales es usado.

Vapor para Calentamiento / Humidificación Vapor de Presión Positiva Este es el tipo de vapor más típicamente utilizado en plantas / fábricas. Ampliamente utilizado para calentamiento y humidificación en equipos, tales como: Intercambiadores de calor y evaporadores. Es normalmente utilizado entre 0.1 - 5 Mpa (abs) y a una temperatura entre 110 - 250 °C. En muchos casos el vapor es utilizado en el estado saturado, conocido como vapor saturado, porque la relación entre la presión y la temperatura es fija y es posible el calentamiento rápido por medio del calor latente. En la industria de procesamiento de alimentos, el vapor sobrecalentado es algunas veces utilizado como la fuente de calor para cocimiento y secado/deshidratado. El vapor sobrecalentado entre 200 - 800 °C a presión atmosférica, es particularmente fácil de manejar y es utilizado hoy en día en hornos de vapor para uso doméstico. Vapor al Vacío El uso de vapor a temperaturas por debajo de los 100 °C y a presión atmosférica, el cual es tradicionalmente usado como medio de calentamiento en el rango de temperaturas para los cuales se utiliza agua caliente, ha crecido rápidamente en años recientes. Cuando se utiliza vapor saturado de la misma manera que el vapor de presión positiva, la temperatura del vapor puede ser cambiada rápidamente ajustando la presión, por lo que es posible lograr una precisión en el control de la temperatura que no es posible con agua caliente. Sin embargo, una unidad de generación de vacío tiene que ser utilizada en conjunto con el equipo, ya que por el solo hecho de reducir la presión no provocará su caida por debajo de la presión atmosférica.

Vapor para Impulso / Movimiento

Este tipo de vapor es usado para propulsión (Como una fuerza motriz), en aplicaciones tales como: turbinas de vapor. Un ejemplo de esta, que en el pasado habría sido familiar para la mayoría de las personas es la locomotora de vapor, pero en años recientes el uso de vapor como una fuerza motriz en nuestro entorno cercano se ha hecho bastante raro. Sin embargo, el desarrollo y evolución de las tecnologías que utilizan vapor como medio motriz ha continuado hasta nuestros días. La turbina de vapor es un equipo esencial en una planta de energía termoeléctrica. En un esfuerzo para mejorar la eficiencia, se han hecho avances hacia el uso de vapor a cada vez mayores presiones y temperaturas. Hay algunas plantas de energía termoeléctrica que usan 25 MPa (abs) y 610 °C de vapor sobrecalentado, lo que significa una presión de vapor supercrítica en sus turbinas. Con el fín de prevenir daños a la turbina de vapor causados por la entrada de condensado, el uso de vapor húmedo es evitado y en la mayoría de los casos se utiliza vapor sobrecalentado. En plantas nucleares, sin embargo, el uso de vapor con alta temperatura tiene que ser evitado, ya que podría causar problemas con los materiales utilizados en el equipo de la turbina, por lo que es utilizado típicamente vapor saturado a alta presión.

Distribución de los Distintos Tipos de Vapor

Haga clic en el nombre de cada tipo de vapor para ver una aplicación típica.

Animaciones de Aplicaciones de los Diferentes Tipos de Vapor Vapor (Saturado) para Calentamiento / Humidificación: Intercambiador de Calor de Tubos y Coraza El vapor que fue utilizado para elevar la temperatura del producto se convierte en condensado y es descargado por la trampa de vapor Regresar a la Distribución de los Distintos Tipos de Vapor (Gráfica) ^^ Vapor (Sobrecalentado) para Calentamiento / Humidificación

Comparado con el uso de aire caliente para calentamiento, utilizar vapor saturado tiene el beneficio de permitir el calentamiento en un estado libre de oxígeno y ofrecer un muy alto rendimiento en el calentamiento. Se está avanzando en la investigación hacia el desarrollo de esta tecnología para aplicaciones comercialmente viables. Regresar a la Distribución de los Distintos Tipos de Vapor (Gráfica) ^^ Vapor Sobrecalentado a Presión Atmosférica: Hornos de Vapor para Uso Doméstico El vapor de agua que se calienta mas allá, hasta convertirse en vapor sobrecalentado a presión atmosférica a altas temperaturas de 100 °C y por encima de esta, transfiere muy bien el calor y ofrece un excelente rendimiento en la cocción. Una característica adicional de este vapor sobrecalentado es que es fácil de manejar debido al hecho de que está a presión atmosférica. Regresar a la Distribución de los Distintos Tipos de Vapor (Gráfica) ^^ Vapor al Vacío (Saturado): Sistema de Calentamiento con Vapor al Vacío (VM-H):Tipo Paquete Comparado con el sistema de calentamiento con agua caliente, Este sistema ofrece rapidez, incluso en calentamiento, para alcanzar rápidamente la temperatura establecida sin uniformidades en la temperatura. Regresar a la Distribución de los Distintos Tipos de Vapor (Gráfica) ^^ Vapor para Propulsión / Impulso: Rotor de Turbina de Vapor / Condensado La fuerza de impulso del vapor causa que giren las aletas, con lo cual se provoca que el rotor del generador de energía adjunto rote y que esta rotación genere electricidad. Regresar a la Distribución de los Distintos Tipos de Vapor (Gráfica) ^^ Es cierto que tanto el vapor saturado como el sobrecalentado se producen cuando el agua se somete a un cambio de fase y se convierte en un gas, pero las propiedades de estos dos tipos de vapor difieren uno del otro. Además, existe un tipo de agua llamada 'agua crítica', la cual no es ni vapor ni agua. Una nueva discusión acerca de las diferentes propiedades de estos tipo de vapor se puede encontrar en lasClasificaciones del Vapor Bajo Diversas Condiciones

¿Cuáles son Algunos Estados de Vapor? Si el agua es calentada, esta se convierte en ‘vapor de agua’ ó agua en estado gaseoso. Las propiedades de este vapor varían enórmemente dependiendo de la combinación de las condiciones de presión y temperatura a la cuales se generó. En el artículo Tipos de Vapor y Sus Aplicaciones, dividimos al vapor en categorías desde el punto de vista de las aplicaciones en las cuales se usan los diferentes tipos de vapor, pero para el propósito de discusión de este artículo, lo dividiremos en categorías basadas en su estado.

Vapor Saturado

Este es el tipo de ‘vapor’ mas común. El vapor en el estado de saturación esta compuesto tanto de agua en la fase líquida como de agua en la fase gaseosa. En otras palabras, la tasa de evaporación es igual a la de condensación. El vapor generado utilizando una caldera es fundamentalmente vapor saturado. Este tiene muchas propiedades que lo hacen una excelente fuente de calor y por lo tanto es muy utilizado ampliamente como fuente de calor entre los 100 y 200 °C. El vapor saturado es ampliamente usado como fuente de calor por las siguientes razones: •

Rápido, incluso es posible el calentamiento a través del calor latente o

•

La presión y la temperatura pueden ser establecidas con precisión o

•

Posibilita controlar la presión en lugar de controlar la temperatura

Alto coeficiente de transferencia de calor o

•

Mejora la calidad del producto y la productividad

El área pequeña requerida para la transferencia de calor permite reducir gastos en el equipo

Originado a partir del agua, por lo que … o

Seguro y de bajo costo

Dicho lo anterior, es necesario tener en cuenta lo siguiente cuando se calienta con vapor saturado: •

Las pérdidas de calor por radiación provocan que parte del vapor se condense, formando condensado, el cual tiene que ser retirado por medio de la instalación de trampas de vapor en las líneas que lo transportan

•

La eficiencia del calentamiento se ve afectada si se usa otro vapor en lugar del vapor extremadamente seco

•

Si la presión cae debido a pérdidas en la presión, provocadas por fricción en las tuberías, etc., es posible que la temperatura también caiga

Vapor Sobrecalentado El vapor sobrecalentado es creado por medio del calentamiento adicional del vapor saturado, produciendo vapor que cuenta con mayor temperatura que la de saturación a la misma presión. Este tipo de vapor es principalmente utilizado en aplicación de propulsión/impulso y es muy poco usado en aplicaciones de calentamiento. Las principales razones por las que el vapor sobrecalentado es poco utilizado como fuente de calor son las siguientes: •

Existen cambios de temperatura durante el calentamiento porque la porción sobrecalentada es calor sensible o

•

Tiene algunos efectos sobre la calidad del producto

Incluso si la presión es constante, la temperatura no puede ser establecida con precisión o

No puede utilizarse el control de presión

•

Eficiencia pobre en la transferencia de calor debido al bajo coeficiente de transferencia o

Tiene algunos efectos sobre la productividad y el gasto inicial del equipo

Como podemos ver, no existen ventajas para utilizar vapor sobrecalentado en lugar del vapor saturado como fuente de calor en los intercambiadores. Por otro lado, cuando es visto como fuente de calor para calentamiento directo, como un ‘gas de alta temperatura’, se tiene una ventaja sobre el aire caliente en cuanto a que puede ser utilizado como una fuente de calor bajo condiciones libres de oxígeno y también en investigaciones que se están llevando a cabo en aplicaciones de proceso, tales como: cocimiento y secado. Las principales razones por las que el vapor sobrecalentado es utilizado como medio motriz en las turbinas son las siguientes: •

Para mantener la sequedad del vapor en equipos impulsados con vapor, cuyo rendimiento se ve afectado por la presencia de condensado

•

Para mejorar la eficiencia térmica

Este es conveniente para suministrar y descargar el vapor mientras se encuentra en estado sobrecalentado, porque el condensado que provoca erosión no será generado en el interior de los equipos movidos con vapor. Además, como la eficiencia teórica de la turbina es calculada a partir del valor de la entalpia a la entrada y salida de la turbina, incrementando los grados de sobrecalentamiento, así como el incremento en la presión, la entalpía a la entrada de la turbina también aumenta y esto por lo tanto mejora con efectividad la eficiencia térmica.

Agua Supercrítica El agua supercrítica es agua en estado que excede el punto crítico del agua; 22.06 Mpa, 373.95 C. En el punto crítico, el calor latente de vapor es cero. Aquellos con una tabla de vapor a la mano, por favor verifiquen esto por si mismos. Lo cual significa que el volumen específico de la parte líquida es exactamente el mismo que el volumen específico de la parte de vapor. En otras palabras, es el agua que está mas caliente / a mayor presión en un estado indistinguible que ni es líquido ni es gas. Se están haciendo investigaciones no solo con el énfasis de utilizarlo para impulsar turbinas en plantas de energía, las cuales demandan mayor eficiencia, sino también como un fluido que tiene ambas propiedades, las de un líquido y un gas, y en particular poseé características como un disolvente para reacciones químicas.

Distribución de Distintos Tipos de Vapor

Distribución de la Presión y la Temperatura de Distintos Tipos de Vapor

Haga clic en el nombre de cada tipo de vapor para ver su estado

Distintos Tipos de Estados de Vapor Estado Líquido

Esta es agua en el estado mas familiar para nosotros. Se dice que aproximádamante el 70 % del cuerpo humano es agua. El agua está estabilizada como un líquido bajo temperatura y presión normales por el movimiento de las iones de hidrógeno. Regresar a la Distribución de Distintos Tipos de Vapor (Gráfica)

Vapor Saturado El vapor saturado se condensa al instante si pierde su calor latente. Por eso cuando el vapor saturado es liberado a la atmósfera por medio de venteos en la tubería, parte de este se condensa cuando entra en contacto con la atmósfera y se forman nubes de vapor blanco (Diminutas gotas de agua). El calor entregado eleva la energía interior y el movimiento de las

moléculas se acelera. el aumento de la actividad de las moléculas provoca que los iones de hidrógeno se rompan y el agua se evapore, formando ‘vapor’. Regresar a la Distribución de Distintos Tipos de Vapor (Gráfica)

Vapor Sobrecalentado En la medida en que conserva su estado sobrecalentado, el vapor sobrecalentado no se condensará incluso si este entra en contacto con la atmósfera y cae la temperatura. Como resultado de esto, no se forman nubes de vapor. El vapor sobrecalentado mantiene más calor que el vapor saturado a la misma presión y el movimiento de sus moléculas es mas rápido por lo que tienen menor densidad (=El volúmen específico es mayor). Regresar a la Distribución de Distintos Tipos de Vapor (Gráfica)

Agua Supercrítica

¿Cómo Se Ve el Agua Supercrítica a Simple Vista? Aunque no es posible decirlo por observación, esta es agua en la forma en que no es ni líquida ni gaseosa. La idea general es de un movimiento molecular que se asemeja a la del vapor gaseoso y una densidad que se asemeja a la del agua líquida.

Vapor Vivo y Vapor de Flasheo Diferencia entre vapor vivo y vapor de flasheo Vapor de Flasheo: La reflexión difusa de la luz sobre pequeñas gotas de agua de vapor en el aire que se muestra como una nube blanca. En otras palabras, el vapor de flasheo es agua en un estado líquido que flota en el aire. Vapor Vivo: Un gas incoloro transparente cuando el agua en un estado líquido se convierte en gas por medio de la transferencia del calor latente de vapor. Pensar que el vapor de flasheo es igual al vapor vivo no es un problema en la vida cotidiana, pero para la industria involucrada en su manejo, es muy importante hacer la distinción entre ambos.

Vapor emitido por las trampas ¿Por qué se emite vapor en las trampas? Si el condensado tiene mayor calor latente que el agua saturada a presión atmosférica, entonces parte del condensado emitido por la trampa se convertirá de nuevo en vapor al momento de entrar en contacto con la atmósfera. Inmediatamemte este condensado convertido en vapor (vapor de flasheo) se condensará en el aire, formando pequeñas gotas de agua que aparecerán al ojo humano para ser el vapor de flasheo que está emitiendo la trampa. Por lo tanto, aunque la cantidad diferirá dependiendo de la temperatura de descarga, las trampas descargando condensado caliente siempre generarán algo de vapor de flasheo.

Ok, pero ¿Por qué algunas veces son grandes cantidades de vapor de flasheo? Cuando se ven grandes cantidades de vapor de flasheo a la salida de la trampa, es algunas veces erroneo pensar que sea debido a fallas en las trampas o por fugas de vapor. ¿Cuánto vapor de flasheo se emite realmente? Un ejemplo: Si la trampa descarga 10 kg/hr de condensado desde una presión de 1.0 MPaG a presión atmosférica, la cantidad de vapor de flasheo generado es de alrededor de 1.6 kg/h. Este tiene un volumen de alrededor de 2.7 m³ (Lo que es más grande que la capacidad de 2 bañeras grandes).Así como el vapor de flasheo se esparce en el ambiente, este se convierte en vapor y puede comprensiblemente dar la impresión de que existe una gran cantidad de vapor fugándose. Tenemos que recordar que este es producto del flasheo de vapor y no es provocado por fugas de vapor.

Descarga desde trampas de flotador libre en tuberías de distribución de vapor Lo que aparenta ser fuga de vapor, incluso en trampas que están operando normalmente, es en realidad vapor de flasheo. El estado del condensado y la descarga de vapor de flasheo varían de acuerdo con las condiciones de proceso del

¿Qué es una Trampa de Vapor? Las trampas de vapor son un tipo de válvula automática que filtra el condensado (es decir vapor condensado) y gases no condensables como lo es el aire esto sin dejar escapar al vapor. En la industria, el vapor es regularmente usado para calentamiento o como fuerza motriz para un poder mecánico. Las trampas de vapor son usadas en tales aplicaciones para asegurar que no se desperdicie el vapor. Una ‘trampa’ es definida de la siguiente manera de acuerdo con la terminología de válvulas JIS B 0100: Nombre genérico para una válvula autónoma que automáticamente descarga condensado de equipos, tubería, etc. ANSI/FCI 69-1-1989

¿Para Qué Fin son Instaladas las Trampas de Vapor?

El vapor se forma cuando el agua es evaporada para formar un gas. Para que el proceso de evaporación se produzca, las moléculas de agua deben recibir suficiente energía de tal manera que las uniones entre las moléculas (uniones de hidrogeno, etc.) se rompan. Esta energía que se da para convertir un liquido a gas recibe el nombre de "calor latente". Los procesos basados en el calentamiento utilizan el calor latente y lo transfieren al producto. Cuando se realiza este trabajo (es decir el vapor a cedido su calor latente), el vapor se condensa y se convierte en condensado. En otras palabras, el condensado no tiene la habilidad de hacer el trabajo que el vapor realiza. Por lo tanto la eficiencia de calentamiento se ve afectada si el condensado no es removido propia y rápidamente como sea posible, ya sea en un tubería para transportar el vapor o en un intercambiador de calor. Para mayores detalles acerca del mecanismo de la transferencia de vapor, lea el siguiente articulo en Transferencia de Calor del Vapor La Razón por la que son Necesarias las Trampas de Vapor (Ejemplo: Hervidores Enchaquetados)

¿Qué Hay de Malo con el Uso de una Válvula ‘Normal’? En algunas ocasiones se cree que la carga de condensado puede ser regulada con una válvula común y corriente en lugar de una trampa de vapor esto con el solo hecho de ajustar manualmente la apertura de la válvula para emparejar la cantidad de condensado que se genera. Teoricamente, esto es posible. Sin embargo, el rango de las condiciones necesarias para lograr esto son bastante limitadas que en la practica no es una solución realista. El mayor problema con este método es que al tener fija la apertura de la válvula para descargar una cantidad fija de fluido significa que las fluctuaciones en la carga de condensado no podrán ser compensadas. De hecho, la cantidad de condensado que es generado en un determinado sistema no es fija. En el caso de algún equipo, la carga de condensado al arranque difiere de que se genera durante una operación normal. Las fluctuaciones en la carga del producto también resultan con diferencias en la cantidad de condensado generado. De manera similar, en el caso de tuberías para el transporte de vapor, la carga de condensado podría diferir dependiendo de la temperatura o aire exterior o como resultado de una fuerte nevada o lluvia. Si el dispositivo no puede responder a las fluctuaciones en la carga del condensado, el condensado que debería ser descargado se acumulara dentro del equipo/tubería y se vera afectada la eficiencia de calentamiento. Por otro lado, cuando la carga de condensado disminuye, podría resultar en la fuga de vapor y el vapor se desperdiciara. Reducción en la Eficiencia de Calentamiento y Desperdicio de Vapor

Las Trampas de Vapor Vienen en Varios Mecanismos Diferentes Diversos tipos de mecanismos (Principios de Operación) han sido desarrollados para la descarga automática de condensado y gases no condensables. Los mecanismos mayormente usados son aquellos que dependen de las diferencias en temperatura, gravedades especificas y presión. Cada uno de estos tipos de trampas de vapor tienen sus propias ventajas y aplicaciones. Visite el articulo Historia de las Trampas de Vapor para mayor información acerca de los tipos específicos de trampas de vapor.

Orientación en la Instalación de la Trampa ¿Tubería Vertical? ¿Tubería Horizontal? Las trampas de vapor tienen que ser instaladas en la tubería antes de su uso, pero algunas tuberías corren horizontales y otras verticales. ¿Es aceptable instalar trampas de vapor en cualquiera de los dos tipos de tubería sin alguna restricción? La verdad es que hay algunos tipos de trampas que tienen muy pocas restricciones en la orientación de la instalación, mientras que existen otras que tienen limitaciones estrictas.

La razón fundamental de tener restricciones en la orientación de la instalación Las restricciones de orientación en la instalación para una trampa de vapor tienen que ver con la construcción de la trampa y su principio de operación. ‘Tipo Mecánicas’, cuya operación se basa en las fuerzas de gravedad y flotabilidad, tienen relativamente reglas estrictas en relación con su orientación en la instalación. Si la orientación en la instalación para estos tipos no es la correcta, el equilibrio propio entre la gravedad y flotabilidad no se puede lograr y el mecanismo de la válvula no puede funcionar como es debido, lo cual significa que la trampa no podrá hacer su trabajo. Tipos en los cuales la gravedad no tiene efecto alguno sobre la operación, por ejemplo: aquellas cuya operación se basa en el cambio de fase de vapor a agua o que parte de su estado cambia, tienen relativamente pocas restricciones.

Orientaciones Comunes en la Instalación de la Trampas Tipos con restricciones severas, claramente divididas para uso en tuberías verticales u horizontales Tipo mecánicas, tales como: cubeta o flotador, vienen en dos tipos, uno para tubería vertical y otro para horizontal. Cada tipo solo puede usarse en la orientación especificada. Aún si se instala en tuberias horizontales, la trampa no debe ser instalada boca abajo o de lado.

Tipos con relativamente pocas restricciones Existen muchos tipos de trampas termostáticas y de disco que pueden ser utilizadas en tuberías verticales y horizontales. En particular, las trampas de disco se conocen por tener la capacidad de utilizarse sin problemas tanto en tuberías verticales como horizontales. Sin embargo, incluso si se instalan en tuberías horizontales, debemos evitar instalar la trampa al revés.

Tipo termostáticas que tienen una condicion especial. Dependiendo de la orientación en la instalación, El condensado en el interior de la trampa es posible que no se mantenga en nivel. La operación de este tipo de trampa está basado en las

diferencias de temperatura, por lo que las desigualdades de la temperatura en su parte sensible a esta tiene un efecto adverso en su operación. Las de tipo líquido térmico y las de tipo bimetálico tienen los mismos principios para la orientación en la instalación. Trampa de Vapor Termostática Cuando se instalan en tuberías horizontales, el elemento-X se encuentra más alto que las tuberías, por lo que la tubería y la trampa se llenan de condensado antes de que llegue al elemento-X. Esto hace claramente distinta a la operación intermitente. Cuando se instalan en tuberías verticales, el condensado está en contacto continuo con el elemento-X, causando que la parte inferior del elemento-X sea continuamente rodeado de condensado, mientras que la parte superior está continuamente rodeado de vapor. El elemento-X es, por tanto, obligado a operar sobre la base del ‘promedio de la temperatura’, haciendo claramente distinta la operación intermitente, haciendo casi imposible el funcionamiento y provocando una tendencia a la inestabilidad de la operación. Sin embargo, incluso si se instalan en tuberías horizontales, debemos evitar instalar la trampa al revés. Incluso entre las trampas cuya construcción y mecanismo no son afectados por la gravedad, existen algunos casos en los cuales la orientación en la instalación tiene algún efecto sobre la operación.

Excepción Existe un producto en el cual el mecanismo de trampeo se conecta a un punto en la instalación sobre la tubería por medio de una brida especializada. Para TLV esto se conoce como la ‘Serie de Trampas Rápidas’. Independientemente de la configuración de las tuberías, usted simplemente ajusta la brida especializada que conecta a la trampa en la tubería con el fin de mantener la correcta posición de la trampa. Sin embargo, incluso la Serie de Trampas Rápidas tiene una orientación de instalación propia para la unidad de trampeo, la trampa debe estar posicionada con la parte superior e inferior en la orientación correcta, mientras el conector de la unidad puede ser instalado en cualquier orientación.

Revisar el Manual de Instrucciones Este artículo es solo una visión general. Asegúrese de revisar al correcto manual de instrucciones de producto previo a la instalación de la trampa

Tipos de Válvulas y Sus Aplicaciones Diferentes Tipos de Válvulas Existen muchos tipos diferentes de válvulas en el mundo, pero las válvulas manuales más típicamente utilizadas en sistemas de vapor son las de globo, bola, compuerta y mariposa. Este artículo cubrirá los distintos tipos de válvulas y sus diferentes usos.

De acuerdo con JIS, la definición de válvula es la siguiente: Nombre genérico para un dispositivo con características móviles que permite abrir y cerrar una vía de circulación con el fin de permitir, prevenir ó controlar el flujo de fluidos. Las válvulas se dividen en las siguientes categorías cuando son divididas por construcción y características:

Si el elemento de cierre 'rota' en la vía de circulación para detener el flujo, por ejemplo: válvula de bola, válvula de mariposa. Si el elemento de cierre actúa como un 'sello o tapón' en la vía de circulación para detener el flujo, por ejemplo: válvula de globo. Si el elemento de cierre de la válvula es 'insertado' en la vía de circulación para detener el flujo, por ejemplo: válvula de compuerta. Si la vía de circulación por si misma es 'pinchada desde el exterior' para detener el flujo, por ejemplo: válvula de diafragma.

La construcción de una válvula de compuerta es similar a la de una esclusa. Una de las principales características de este tipo de válvula es la pequeña caída de presión cuando está totalmente abierta. Sin embargo, el cuerpo de la válvula debe ser levantado completamente fuera de la vía de circulación, a fin de que se abra completamente y esto significa que la palanca debe estar activada en numerosas ocasiones. La dimensión cara a cara de una válvula de mariposa puede ser extremadamente pequeña, provocando también una pequeña caída de presión como una característica principal de este tipo de válvula. Estos tipos de válvulas a menudo se utilizan en aplicaciones de agua y aire. Echemos un vistazo más de cerca a las válvulas de bola y globo, que a menudo son utilizadas en sistemas de vapor.

Válvulas de Bola Las válvulas de bola ofrecen muy buena capacidad de cierre y son prácticas porque para abrir y cerrar la válvula es tan sencillo como girar la manivela 90°. Se pueden hacer de 'paso completo', lo que significa que la apertura de la válvula es del mismo tamaño que el interior de las tuberías y esto resulta en una muy pequeña caída de presión. Otra característica principal, es la la disminución del riesgo de fuga de la glándula sello, que resulta debido a que el eje de la válvula solo se tiene que girar 90°. Cabe señalar, sin embargo, que esta válvula es para uso exclusivo en la posición totalmente abierta ó cerrada. Esta no es adecuada para su uso en una posición de apertura parcial para ningún propósito, tal como el control de caudal. La válvula de bola hace uso de un anillo suave conformado en el asiento de la válvula. Si la válvula se utiliza en posición parcialmente abierta, la presión se aplica a sólo una parte del asiento de la válvula, lo cual puede causar que el asiento de la válvula se deforme. Si el

asiento de la válvula se deforma, sus propiedades de sellado se vulneran y esta fugará como consecuencia de ello.

Válvulas de Globo La válvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones, desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off). Cuando el tapón de la válvula está en contacto firme con el asiento, la válvula está cerrada. Cuando el tapón de la válvula está alejado del asiento, la válvula está abierta. Por lo tanto, el control de caudal está determinado no por el tamaño de la abertura en el asiento de la válvula, sino más bien por el levantamiento del tapón de la válvula (la distancia desde el tapón de la válvula al asiento). Una característica de este tipo de válvula es que incluso si se utiliza en la posición parcialmente abierta, hay pocas posibilidades de daños al asiento o al tapón por el fluido. En particular, el principal tipo de válvula de globo utilizada para control de caudal es la válvula de aguja. Cabe señalar, sin embargo, que debido a que la vía de circulación en esta válvula es en forma de 'S', la caída de presión es mayor que el de otros tipos de válvulas. Además, el vástago de la válvula debe ser accionado en numerosas ocasiones con el fin de abrir y cerrar la válvula y por tanto, hay una tendencia a fugar por la glándula de sello. Además, dado que cerrar la válvula requiere accionar el vástago hasta que el tapón presione firmemente hacia abajo en el asiento, es difícil saber el punto exacto en el que la válvula está totalmente cerrada. Ha habido casos en que accionando accidentalmente la flecha de la válvula demasiado lejos se ha dañado la superficie del asiento.

Suplemento Las válvulas de diafragma que detienen el flujo 'pellizcando desde el exterior' se utilizan principalmente en sistemas líquidos, pero existe una válvula para sistemas de vapor que lleva un nombre similar. Esta es una válvula automatizada con un diafragma de tipo actuador. Esto es a menudo reducido a sólo una 'válvula de diafragma', por lo que cuando una válvula es referida con este nombre, se debe tener cuidado de verificar qué tipo de válvula es.

Pasos Siguientes

Instalación de la Válvula de Retención y Beneficios ¿Es siempre necesario instalar una válvula de retención después de la trampa de vapor? Una válvula de retención es un tipo de válvula que permite a los fluidos fluir en una dirección pero que cierra automáticamente para evitar que el fluido fluya en contraflujo. Las válvulas de retención son utilizadas en una amplia variedad de aplicaciones, pero el enfoque a discutir en este tutorial será la instalación de las válvulas de retención en la salida de las trampas de vapor, ya que con frecuencia se nos pregunta acerca de este tema. •

¿Es siempre necesario instalar una válvula de retención después de la trampa de vapor?

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¿La instalación de una válvula de retención previene el golpe de ariete?

Vamos a discutir estas cuestiones.

Cuando la salida de la trampa se conduce a la línea de recuperación de condensado, existe el peligro de contraflujo debido a la descarga de condensado de otras trampas, así que por norma una válvula de retención debe ser instalada en estos casos. En cambio, cuando hay una sola tubería de descarga de condensado que no está conectada en cualquier otro punto, no existe el peligro de contraflujo, por lo que no es necesario instalar la válvula de retención.

Tubería Unica Si la tubería de salida de la trampa está conectada a una tubería única que libera a la atmósfera, sin estar conectada en algún punto, no hay necesidad de instalar una válvula de retención.

Salida de la Trampa a una Línea de Colección Si la tubería de salida de la trampa está conectada a una tubería de colección de condensado, el condensado descargado desde los equipos en operación crearán contraflujos en los equipos que se encuentren fuera de operación, al menos que exista una válvula de retención. Si la válvula de retención está instalada, aún si la tubería de salida de la trampa está conectada a la tubería de colección, el condensado descargado desde los equipos en operación no crearán contraflujos en los equipos que están fuera de servicio.

¿La instalación de una válvula de retención previene el golpe de ariete? Existen diversos mecanismos que generan el golpe de ariete, pero una causa principal del golpe de ariete en elevaciones verticales de tuberías de recuperación de condensado es cuando el condensado se regresa y cae. La instalación de una válvula de retención en cada uno de estos lugares es muy efectivo para prevenir el golpe de ariete. Por otra parte, la condensación inducida por el golpe de ariete se da frecuentemente en tuberías de retorno de condensado, pero el contraflujo no desempeña ningún papel en este tipo de golpe de ariete por lo que la instalación de una válvula de retensión no es efectiva en estos casos. Adicionalmente, aunque esto no tiene relación directa con el golpe de ariete, se trata por supuesto que por el solo hecho de que una válvula de retención ha sido instalada, no significa sea una práctica aceptable el conectar condensado de baja presión en la misma tubería de recuperación del condensado de alta presión. Además, si una válvula de retención es instalada en la salida de una trampa operando en condiciones de muy baja presión diferencial, la válvula de retención por si misma llegará a un punto de resistencia, lo cual significa que es necesario cálcular la caida de presión muy cuidadósamente.

Golpe de Ariete por Condensación Inducida Cuando el condensado caliente de alta presión fluye en el interior de la tubería de recuperación que contiene condensado frío de baja presión, se genera vapor de flasheo. Si este vapor de flasheo se condensa rápidamente, puede ocurrir el golpe de ariete. La instalación de una válvula de retención no es efectiva contra este tipo de golpe de ariete.

Golpe de ariete provocado por condensado cayendo en elevaciones verticales de tuberías de recuperación de condensado. Si la tubería de descarga de condensado en bombas con operación intermitente (Por ejemplo, la serie Powertrap®, bombas motorizadas ON-OFF, etc.) tienen tuberías horizontales largas seguidas de elevaciones verticales, cualquier condensado que regrese en contraflujo por la

tubería vertical y que choque con la nueva descarga de condensado de la bomba, provocará el golpe de ariete. Este tipo de golpe de ariete puede ser evitado por medio de la instalación de una válvula de retención en cada localidad crítica (Por ejemplo: el comienzo de una elevación vertical)

Información Adicional: Tubería Incorrecta Incluso se se instalan las válvulas de retención, no es posible descargar condensado de baja presión en una tubería de condensado de alta presión.

Pasos Sigu