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El vapor producido por las calderas de agua caliente se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales. Los procesos industriales como el secado, el trabajo mecánico, la generación de energía y el calentamiento de procesos son aplicaciones típicas del vapor. La válvula de vapor se utiliza para reducir la presión de vapor de entrada y para ajustar y controlar con precisión el vapor y la temperatura suministrados a estos procesos.
A diferencia de la mayoría de los demás fluidos de procesos industriales, el vapor tiene características específicas que dificultan su control con válvulas. Estas características pueden ser su alto volumen y temperatura, así como su capacidad de condensación, que puede reducir rápidamente el volumen en más de mil veces. Si utiliza la válvula como herramienta de control de procesos, hay varias consideraciones a tener en cuenta al utilizar vapor.
A continuación, se enumeran los 7 errores más graves que no debe cometer al utilizar vapor en las aplicaciones de válvulas. Esta lista no cubre todas las precauciones para el control de válvulas de vapor. Describe operaciones comunes que a menudo resultan en daños o condiciones inseguras al intentar regular el vapor.
Todo el mundo sabe que el vapor se condensa, pero cuando se habla del control de procesos de las tuberías de vapor, a menudo se olvida esta característica obvia del vapor. La mayoría de la gente piensa que la línea de producción siempre está a alta temperatura y en estado gaseoso, y la válvula está diseñada para esto.
Sin embargo, la línea de vapor no siempre funciona de forma continua, por lo que se enfriará y se condensará. Y la condensación va acompañada de una reducción significativa del volumen. Aunque las trampas de vapor tratan eficazmente el vapor condensado, el funcionamiento de la válvula en la línea de vapor debe estar diseñado para tratar agua líquida, que suele ser una mezcla de líquido y gas.
Cuando el vapor fuerza al agua incompresible a acelerarse repentinamente y se bloquea con válvulas o accesorios, se producirá un golpe de ariete en las tuberías de vapor. El agua puede moverse a gran velocidad, lo que provoca ruido y movimiento de las tuberías en casos leves, o efectos explosivos en casos graves, lo que provoca daños en las tuberías o el equipo. Cuando se trabaja con vapor, la válvula de la tubería de proceso debe abrirse o cerrarse lentamente para evitar la explosión repentina del fluido.
Las válvulas diseñadas para aplicaciones de vapor deben funcionar en las condiciones de presión y temperatura de diseño. El vapor se expande rápidamente hasta alcanzar un gran volumen. Un aumento de 20 K en la temperatura duplicará la presión en la válvula, que puede no estar diseñada para tales presiones. La válvula debe estar diseñada para el peor caso (presión y temperatura máximas) en el sistema.
Un error común en la especificación y selección de válvulas es el tipo incorrecto de válvula para aplicaciones de vapor. La mayoría de los tipos de válvulas se pueden utilizar en aplicaciones de vapor. Sin embargo, brindan diferentes funciones y controles. Las válvulas de bola o válvulas de compuerta brindan un control de flujo preciso, que es más alcanzable que las válvulas de mariposa. Debido al gran caudal, esta diferencia es crítica en aplicaciones de vapor. Otros tipos de válvulas que son comunes en aplicaciones de vapor son las válvulas de compuerta y las válvulas de diafragma.
Un error similar en la elección del tipo de válvula es la elección del tipo de actuador. El actuador se utiliza para abrir y cerrar la válvula de forma remota. Aunque un actuador de encendido y apagado puede ser suficiente en algunas aplicaciones, la mayoría de las aplicaciones de vapor requieren ajustar el actuador para controlar con precisión la presión, la temperatura y el volumen.
Antes de seleccionar una válvula para aplicaciones de vapor, tómese un tiempo para calcular la caída de presión esperada a través de la válvula. La válvula de 1,25 pulgadas puede reducir la presión ascendente de 145 psi a 72,5 psi, mientras que la válvula de 2 pulgadas en la misma corriente de proceso reducirá la presión ascendente de 145 psi a solo 137,7 psi.
Aunque el uso de válvulas más pequeñas es rentable y tentador, especialmente cuando son suficientes, lamentablemente son propensas a generar ruido. También están relacionadas con la vibración, lo que reduce la vida útil de las válvulas y los accesorios de las tuberías. Considere una válvula más grande de lo necesario para controlar el ruido y la vibración. La válvula de vapor también tiene un dispositivo especial de reducción de ruido.
Otro error en el dimensionamiento de la válvula es la reducción de la presión en una etapa. Esto hace que la alta velocidad del vapor en la salida de la válvula desgaste la superficie en un proceso llamado erosión. Si la presión del vapor de suministro es varios órdenes de magnitud mayor que el requisito local, considere reducir la presión en dos o más etapas.
El último punto del tamaño de la válvula es la presión crítica. Este es el punto en el que un aumento adicional de la presión aguas arriba no aumentará el flujo de vapor a través de la válvula. Esto indica que la válvula es demasiado pequeña para la aplicación del proceso requerida. Tenga en cuenta que el tamaño de la válvula no debe ser demasiado grande para evitar la “oscilación”, que puede ocurrir cuando un ligero cambio en la posición de la válvula provoca un cambio significativo en la función de control, especialmente bajo carga parcial.
El diseño de válvulas de vapor y sus procesos puede ser complicado. Las especificaciones para manejar las diferencias de volumen entre el agua y el vapor, la condensación, el golpe de ariete y el ruido pueden ser confusas. Muchas personas cometen estos errores comunes al diseñar un sistema de vapor, especialmente en el primer intento. Después de todo, cometer errores es una parte natural del aprendizaje. Conocer la información completa puede ayudarlo a evitar errores que pueden generar mayores costos y tiempos de inactividad para las aplicaciones de vapor.
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Hora de publicación: 08-oct-2021
