Sistemas de calefacción y traceado de vapor
Sistemas de traceado de vapor Spirax Sarco Un fiable y eficiente sistema de calefacción de traceado es un componente vital de la maquinaria de procesos moderna. Su uso asegura el mantenimiento de la viscosidad de bombeo óptima y que el producto no se solidifique o resulte dañado a la vez que se evitan males causados por condiciones ambientales adversas. Ningún otro método de calefacción de traceado ofrece tantos beneficios como el vapor en términos de eficiencia, bajos costes de funcionamiento, manejo, flexibilidad y, sobre todo, seguridad.
Sistema de traceado Spirax Sarco para aplicaciones críticas
Vapor
Controles de temperatura Previene posibles daños del producto. Reduce desperdicio de energía. Autoaccionadas. Construcción resistente.
Mainfolds de tubería Fabricación en un campo muy reducido. Bajos costes de proyecto. Fácil mantenimiento. Ahorro de espacio. Reducción de pérdidas de calor.
Conectores universales Montaje rápido de dos tornillos. Único conector para diversos tipos de purgador. Opción de válvula de aislamiento integral.
Purgadores termodinámicos Elimina condensado en el momento de formación. Pequeño y ligero de peso. Resistente a la congelación. Opción con conectores universales con montaje rápido.
Spirax Sarco ha proporcionado conocimientos, servicios y productos para el control y uso eficiente del vapor en sistemas de traceado durante más de 85 años. Tenemos una gran experiencia en su uso en todas las ramas industriales, cosa que nos permite ofrecer un mejor servicio a nuestros clientes, para que disfruten de los beneficios del traceado del vapor. 2
Las ventajas del sistema de calefacción por traceado las conocen muy bien por su experiencia muchos ingenieros y operadores de maquinaria de todo el mundo Eficiencia:
El vapor es el más eficiente de todos los portadores de energía calorífica. Muchas veces, estos sitemas de traceado pueden aprobechar el vapor del proceso sobrante que de otra manera sería desperdicado.
Controlabilidad:
Las temperaturas precisas del producto pueden ser mantenidas y el traceado puede activarse o desactivarse automáticamente para ajustarse a las condiciones ambientales. Las líneas del producto vacías pueden ser precalentadas y el vapor limpiarse sin ningun tipo de problema. Cuando se demanda más calor, se abastece de forma automática.
Fiabilidad:
Los sistemas de traceado son extremadamente resistentes. Su funcionamiento no se ve afectado por las condiciones adversas y pueden resistir todos los golpes que pueda recibir en una fábrica de procesos.
Flexibilidad:
El nivel de calefacción del traceado de vapor puede ajustarse muy facilmente sin necesidad de cambiar la instalación. La ampliación del sistema también resulta extremadamente sencilla.
Seguridad:
El vapor es intrínsecamente seguro y su uso resulta adecuado para cualquier tipo de zona. Es el único método de aplicaciones de traceado que no comporta ningún tipo de riesgo.
Económico:
El concepto de traceado de vapor resulta muy simple. Es fácil de diseñar y de instalar y para su uso solo se necesitan componentes mecánicos muy sencillos que no requieren ningún tipo de fuente de energía.
Línea del producto
Sensor
Aislamiento
Condensado
Sistemas de control de purgadores Detecta fugas de vapor. Detecta obstrucciones en la línea. Purgadores de presión equilibrada sellados Gama de opciones de cápsula. Pequeños y ligeros. Opción con conectores universales con montaje rápido. Válvulas de purga Selladas con fuelle. Libres de mantenimiento. Nivel de emisión cero. Difusores Erosión reducida. Ruido reducido. 3
La necesidad del traceado de vapor El traceado de vapor resulta muy sencillo en su principio de funcionamiento. Cuando un producto en las tuberías está a temperatura más alta que el aire que lo rodea, el calor atravesará las paredes de la tubería e irá hacia el aire. Esta pérdida de temperatura provocará una caída de la temperatura del producto. Aislando la tubería disminuirá de forma significativa el porcentaje de calor que se pierde pero, ningún aislante es 100% efectivo. El vapor es un portador de energía muy eficiente con una relación fija entre su presión y su temperatura. Puede transportar el calor durante largas distancias y abandonarlo a una temperatura constante. Para compensar el calor perdido, unas tuberias de vapor de pequeño diámetro, también llamadas "de acompañamiento", se incorporan a la línea del producto. El calor del vapor pasa a la línea de producto y sustituye al que se va perdiendo. La cantidad de calor transmitida, y por lo tanto, la temperatura del producto, puede ser regulada de forma muy fácil con unos simples sistemas de control autoaccionados. El mismo método puede utilizarse para acondicionar el producto en las épocas más frías del año, permitiendo el vapor dentro de la línea de traceado solo cuando la temperatura ambiental esté por debajo de un cierto nivel. Calor perdido por el producto en las tuberías
Tubería recubierta Eliminador de aire Producto calor de la línea de traceado
Aislamiento
Vapor
Tipos de sistemas de calefacción por traceado de vapor En Spirax Sarco, somos capaces de proporcionar a nuestros clientes consejo y productos para todos los tipos de traceado de vapor, desde el acondicionamiento del producto a las épocas invernales, hasta las aplicaciones recubiertas más críticas. Aplicaciones recubiertas - Método usado en condiciones ultracríticas, básicamente cuando se ha de mantener el producto todo el tiempo a una temperatura elevada. El uso de cubierta de vapor permite un rápido precalentado de la tubería. Aplicaciones críticas - Los traceados se usan para mantener la temperatura de un producto que puede solidificarse o dañarse en el caso que su temperatura descienda por debajo de un nivel predeterminado. Aplicaciones no-críticas - Se procura mantener la viscosidad del producto a su nivel óptimo de bombeo. Anticongelación - Se asegura que las tuberías no van a sufrir daños por congelación en condiciones climatológicas adversas. Aplicación en instrumentos - Tuberías de pequeño diámentro, normalmente de unos 10mm, usadas para proteger medidores de caudal, válvulas de control, estaciones de muestras, líneas de impulso, etc... Entrada de vapor
Línea de producto Control TA10A con sensor de ambiente
Mainfold de distribución de vapor
Salida de condensado
Línea de producto Mainfold de recogida de condensados
Línea de traceado Conector universal
Purgador UTD
Purgador UBP30
Aplicación de los sistemas de traceado Spirax Sarco para situaciones no-críticas 4
Purga con difusor
Determinando las necesidades de traceado Para seleccionar el tamaño y el número de las líneas que requiere una determinada aplicación, debe determinarse el porcentaje de calor perdido por las tuberías del producto bajo las peores condiciones posibles de diseño. Este porcentaje de calor perdido depende de la diferencia entre la temperatura del producto y la del ambiente. Hay otros factores, como puedan ser la conductividad térmica del aislamiento, la velocidad del viento en el ambiente exterior a las tuberías o la capacidad de emisión de la superfície de aislamiento que también afectarán a esta pérdida de calor. La tabla 1 proporciona las pérdidas de calor para tuberías del producto aisladas de hasta 500mm de diámetro y con dos medidas alternativas de grosor de aislamiento: 50mm y 100 mm. La tabla proporciona las diferencias de temperatura calculando una velocidad media del viento a 10 m/s, condición adecuada para la mayoría de las aplicaciones. Una vez determinada la pérdida de calor por metro de la tubería aislada del producto a partir de la tabla 1, podemos escoger la línea de traceado de vapor adecuada en la tabla 2. En algunos casos podemos necesitar varias líneas colocadas en paralelo. La tabla 2 proporciona las cantidades de transmisión de calor desde las líneas de traceado de vapor hasta la línea del producto. Las pérdidas de la línea de traceado al exterior a través del aislamiento se han tenido en cuenta. El uso de un cemento transmisor de calor como nexo entre el traceado y la línea del producto multiplicará los resultados que mostrábamos en la segunda tabla por dos.Podemos prevenir también la transmisión irregular del calor y las zonas calientes. Tabla 1 Calor perdido por las tuberías de procesos aisladas - W/m Diámetro de la tubería de procesos 100 mm
Producto/ ambiente Diferencia de temperatura en °C
Grosor del aislamiento 25 75 100 125 150 175 200
150 mm
200 mm
250 mm
300 mm
400 mm
500 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
50 mm
100 mm
14 43 58 71 86 100 115
9 26 36 45 54 62 71
20 59 77 97 116 136 155
12 35 46 58 69 81 92
24 72 97 120 144 168 192
14 41 55 70 84 98 112
29 87 116 145 174 202 231
16 49 66 82 99 115 131
33 101 135 168 201 235 268
18 56 75 94 113 131 151
41 123 164 206 246 288 329
23 68 91 113 136 158 181
51 151 201 252 301 352 403
28 82 109 136 163 191 217
Nota: Aislamiento de la conductividad térmica de 0,05W/mK con calorifugado
Tabla 2 Transmisión del calor de las líneas de traceado a la línea de productos - W/m Acero (Diámetro de paso) Presión vapor
3 bar r
5 bar r
7 bar r
Cobre (Diámetro exterior) 9 bar r
3 bar r
5 bar r
7 bar r
9 bar r
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
15 mm
20 mm
10 113 50 79 75 58 100 37 150 -
145 101 74 47 -
125 92 71 50 8
161 118 91 64 10
135 101 80 59 17
174 130 103 76 22
143 109 88 67 25
184 141 114 86 32
80 56 41 26 -
107 75 55 35 -
89 65 50 35 5
119 87 67 47 7
96 72 57 42 12
129 97 77 56 16
102 78 63 48 18
135 104 84 64 24
Temperatura del producto en °C
Diámetro 15 traceado mm
Como calcular la demanda de vapor Para calcular la demanda de vapor real, se puede usar la sencilla fórmula que exponemos a continuación:-
m = Demanda de vapor (kg / h) Demanda total de vapor
m = Q x L x 3.6
Demanda de vapor individual por cada traceado
m = Q x L x 3.6
h fg
h fg x n
Q = Calor predido de la tabla 1 (W / m) L = Longitud de la tubería del producto traceado (m) h f g = Entalpía específica de evaporación (kJ/kg) 3 bar r = 2 133 kJ / kg 5 bar r = 2 086 kJ / kg 7 bar r = 2 048 kJ / kg 9 bar r = 2 015 kJ / kg n = Número de traceados paralelos por longitud de la tubería del producto 5
Determinando las necesidades del traceado. EJEMPLO Necesitamos mantener una temperatura de 100ºC en una línea de 300mm. La temperatura ambiente mínima del diseño es de -15ºC, la presión del vapor es de 5 bar r y la línea tiene una longitud de 200m. La línea del producto tiene un grosor de aislamiento de 100mm. con calorifugado de alumino. Las líneas de traceado serán de acero, y se colocarán en longitudinales de 50m.
Primer paso - Determinar la pérdida de calor en la línea del producto 1.1 1.2 1.3 1.4
Diferencia entre la temperatura del producto y el ambiente = 100ºC-(-15ºC) = 115ºC. De la tabla 1, escoger la línea de diferencia de temperatura que quede por encima de 115ºC o sea 125ºC. Seguir la línea de diferencia de temperatura hasta llegar al diámetro de tubería (300mm) con su grosor de aislamiento (100mm). Leer el valor de pérdida de calor 94W/m.
Segundo paso - Seleccionar el traceado(s) adecuado(s) 2.1 2.2
De la tabla 2, seleccionar en la columna de la izquierda la temperatura del producto (100ºC) Seguir la línea hasta la columna de la presión (5 bar) del metal que corresponde (acero). Traceado de 15mm de paso = 50 W / m transmisión de calor Traceado de 20mm de paso = 64 W / m transmisión de calor En este caso seleccionaremos dos traceados de 15mm de diámetro que colocaremos en paralelo para proporcionar los 94W/m necesarios para compensar las pérdidas de calor de la línea de productos. En caso que se usase cemento transmisor de calor, solo sería necesaria una línea de traceado de 15mm de diámetro.
Tercer paso - Calcular la demanda de vapor 94 W / m x 200 m x 3,6
3.1
Demanda total de vapor
3.2
Demanda individual de vapor por cada traceado
= 32 kg / h
2 086 kJ / kg 94 W / m x 50 m x 3,6
= 4 kg / h
2 086 kJ / kg x 2
Productos Spirax Sarco de traceado de vapor
Spirax Sarco fabrica una gama de productos de alta calidad para sistemas de traceado de vapor. Si quiere saber cuales son las opciones más adecuadas para su sistema de traceado, contacte con su compañía Spirax Sarco más cercana. ▲
Purgadores con conector universal
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Spirax Sarco fabrica una gama completa de purgadores ligeros hechos de acero inoxidable para aplicaciones de traceado. Su resistente diseño asegura un funcionamiento completamente completamente fiable bajo cualquier tipo de condición adversa. Los purgadores de conector universal pueden ser sustituidos muy rápidamente sin que sea necesario manipular la línea de traceado.
Distrubución del vapor y mainfolds de colección del condensado Los mainfolds de acero forjado proporcionan un gran ahorro de espacio. Se suministran con válvulas integrales de pistón y eliminan completamente la necesidad de fabricación o pruebas en campo. Los kits de montaje y las cubiertas de aislamiento facilitan la instalación.
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Controles de temperatura autoaccionados Estos sistemas independientes de control de la temperatura resultan sencillos y fiables, son intrínsecamente seguros, y además no requieren ninguna fuente energética externa. La gama de control TA10 está diseñada específicamente para aplicaciones de traceado. Está fabricada en acero inoxidable con estanqueidad del vástago de la válvula mediante fuelle.
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Indicadores de estado de los purgadores
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Spiratec proporciona un sencillo y preciso método de control del rendimiento de los purgadores bajo distintas condiciones. Ayudará a ahorrar energía informando de los purgadores que han fallado en posición abierta y también protegerá aplicaciones de traceado críticas señalando los purgadores que han fallado en posición cerrada.
Difusores Instalados en la salida de los purgadores de vapor o las válvulas de purga que descargan a la atmósfera, los difusores Spirax Sarco reducen en gran parte el problema del ruido y la erosión. A una distancia de un metro, conseguiremos reducir el nivel de presión del sonido en un 80%.
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Válvulas de interrupción selladas con fuelle
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Las válvulas de interrupción selladas con fuelle son válvulas de emisiones cero de larga vida y sin mantenimiento. Su robusta estructura no se ve afectada por las vibraciones y funcionará bajo un amplísimo rango de presiones y temperaturas.
Válvulas reductoras de presión pilotadas Se dispone de una amplia gama de estas válvulas para aquellas aplicaciones donde sea necesario reducir la presión del vapor. Las válvulas reductoras de presión pilotadas Spirax Sarco proporcionarán un preciso control de la presión secundaria allí donde la temperatura del traceado necesita ser constante o no debe sobrepasar un nivel predeterminado. 7
Spirax Sarco proporciona conocimientos, servicio y productos a lo largo del mundo para el control y el uso eficiente del vapor y otros fluidos industriales
Gama de productos Spirax Sarco
Controles de caldera Medidores de caudal
Soporte en todo el mundo de un equipo de 3.900 empleados. Acceso a la experiencia y productos de Spirax Sarco en las 39 compañías del grupo en 32 países. Información valiosa, consejo e intercambio de ideas en los cursos de entrenamiento del cliente mantenidos en cualquiera de los 31 centros de entrenamiento en todo el mundo. Un exhaustivo abanico de productos de la más alta calidad.
Servicio mundial Spirax Sarco Europa
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Africa
Kenia Nairobi Nigeria Lagos South Africa Johannesburg
Válvulas de control actuadas neumática y eléctricamente Válvulas de reducción de presión Válvulas de control de temperatura automáticas Controladores electrónicos programables Controladores neumáticos
Americas
Argentina Buenos Aires Brasil São Paulo Canadá Toronto Mexico Monterrey USA Columbia S.C.
Válvulas de seguridad Purgadores de vapor Sistemas de monitoreo de purgadores
Asia y Oriente medio China Shanghai Filipinas Manila Hong Kong lndia Poona Indonesia Jakarta Japón Tokyo Corea Seoul U.A.E. Dubai Malasia Kuala Lumpur Pakistán Karachi Singapur Taiwan Taipei Tailandia Bangkok
Bombas de condensado
Oceanía
Soluciones completas en forma de kits
Tanques de revaporizado Separadores Filtros Válvulas de aislamiento Válvulas de retención Humidificadores
Australia Sydney Nueva Zelanda Auckland
Gestión de purgadores de vapor
Si tiene dificultad para encontrar su delegación local más cercana, porfavor contacte con nosotros en el número indicado a continuación. Spirax Sarco S.A. Sant Josep 130, 08980 Sant Feliu de Llobregat Tel: 936 857 929 Fax: 936 857 011 E-mail:
[email protected] Internet: www.SpiraxSarco.com/es Traducido por Salvador Aguirre de Cárcer
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SB-GCM-12
CM Issue 2
