Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
En cualquier planta de vapor o cualquier planta de proceso, la efectividad del sistema de distribución de vapor depende de las condiciones específicas del proyecto, como la ubicación y el diseño de la planta de proceso y su equipo consumidor de vapor, como intercambiadores de calor, decoradores, etc.
El circuito de distribución de vapor es uno de los principales vínculos entre el punto de producción de vapor y el punto de uso final, es decir, la planta de proceso. La fuente primaria de generación de vapor son las plantas de cogeneración y los generadores de vapor. Sin embargo, no es la fuente de generación de vapor, sino el sistema de distribución de vapor eficaz y eficiente que decide la calidad correcta (presión y temperatura) y la cantidad de vapor para llegar al proceso a través de él.
Por lo tanto, el diseño de la distribución de vapor debe recibir la debida importancia junto con la instalación y, posteriormente, el mantenimiento durante el funcionamiento.
En la red de distribución de vapor que se muestra arriba , las tuberías de transporte de vapor son los principales factores que contribuyen a decidir el costo y la calidad del vapor que llega al proceso.
El éxito de cualquier sistema de distribución de vapor depende del cumplimiento del requisito de presión de vapor del proceso final de la planta de proceso. Por lo tanto, el sistema de distribución está influenciado por factores como:
- Presión de trabajo generadora de vapor.
- Requisito de presión mínima al final del proceso.
Desde el punto de generación hasta el extremo del usuario, el vapor tiene que viajar a través de la red de distribución que se compone de tubería de vapor y otros accesorios y, por lo tanto, este vapor debe pasar por la inevitable pérdida de presión debido a:
- Resistencia a la fricción de la red de tuberías.
- Condensación en la tubería de vapor debido a la transferencia de calor del vapor al ambiente exterior.
- Por lo tanto, se debe mantener la compensación necesaria para la pérdida de presión anterior mientras se decide la “Presión máxima de trabajo de la caldera ”.
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Ventaja de la generación de vapor a alta presión
Las siguientes son las ventajas de la generación de vapor a alta presión:
- La generación de vapor a una presión más alta ocupa relativamente menos volumen que una presión más baja.
- El vapor generado a mayor presión requiere líneas de distribución de vapor de menor tamaño.
- Los parámetros de vapor más altos mejoran la calidad del vapor
- Las líneas de vapor de menor diámetro requieren una menor inversión de capital en tuberías, bridas, soportes y aislamiento.
Desventajas de la generación de vapor a alta presión
Debido a la alta presión del vapor, las siguientes pérdidas aumentan:
- Pérdidas de gases de combustión
- Pérdidas corrientes
Pero el consumo de combustible de la caldera depende de la carga conectada y no de la potencia de la caldera, ya sea que la presión de vapor de la caldera sea de 4 bar (g), 10 bar (g) o 100 bar (g).
La generación y distribución de vapor a una presión más alta también requiere la reducción necesaria de la presión del vapor para adaptarse a los requisitos de presión de vapor del proceso en el punto de uso.
Válvula reductora de presión (PRV)
En la estación de reducción de presión anterior, el separador se instala aguas arriba de la válvula reductora para evitar el arrastre y garantizar el paso de vapor de alta calidad. La válvula de seguridad en el lado corriente abajo protege el sistema, si la PRV no funciona.
Dimensionamiento de la tubería de distribución de vapor
La tubería de vapor juega un papel importante en el cumplimiento del requisito final del proceso. Los siguientes son los aspectos críticos de esto:
Dimensionamiento adecuado de la tubería de vapor para evitar cualquier tamaño excesivo o insuficiente de la tubería principal de vapor.
Consecuencia de una tubería de vapor de gran tamaño
- Da como resultado tuberías, válvulas y otros accesorios de mayor diámetro y serán más costosos.
- Requisito de mayor soporte de tubería, aislamiento, etc.
- El costo de montaje e instalación será mayor.
- El costo de instalación de tubería de 80 mm representa casi un 45% más que el costo de instalación de 50 mm.
- La tubería de vapor de mayor tamaño genera más condensado y resulta en el requisito de más atrapamiento de vapor o, de lo contrario, se entregará vapor húmedo en el punto de uso .50 mm.
- De manera similar, la pérdida de calor de la tubería aislada (80 mm) debe ser aproximadamente un 20% mayor que la de la tubería de 50 mm.
Consecuencia de una tubería de vapor de tamaño insuficiente
- Cuando el tamaño de la línea es inferior al tamaño, obtenemos la presión más baja en el punto de uso. Por lo tanto, debido a esto, el rendimiento del proceso y el equipo puede verse afectado.
- No se puede ignorar la posibilidad de falta de vapor.
- Posibilidades de mayor riesgo de golpe de ariete , erosión y ruido debido al tamaño de la tubería de vapor por debajo de su tamaño.
