Cómo seleccionar un purgador de vapor

Aquí tienes algunas consideraciones a tener en cuenta a la hora de elegir un purgador de vapor y así mejorar el rendimiento de tu planta. El purgador debe atrapar o retener el vapor aunque no restringiendo el paso del condensado, aire y gases no condensables dado que de ello depende el rendimiento de la planta que es de vital importancia. Los factores importantes en la selección de un purgador comienzan con una base de una selección provisional teniendo presente los requerimientos de presión, caudal de condensado y eliminación de aire. Sin embargo, el diseño del sistema y las necesidades en el mantenimiento afectarán el rendimiento y la selección.

Qué debes tener en cuenta al seleccionar un purgador de vapor

Golpe de ariete

El golpe de ariete es un síntoma de desorden dentro del sistema de vapor. Esto puede ser debido a un diseño pobre de las tuberías de vapor y condensado, el uso de un purgador erróneo o con pérdidas o la combinación de estos factores. Es a menudo un ejercicio inútil instalar y elegir el tipo de purgador de vapor correcto para una aplicación donde el trazado del sistema no permitirá que el purgador funcione correctamente. Es, igualmente, inútil aplicar el trazado correcto y no tomar la consideración adecuada al purgado.

Los síntomas de golpes de ariete se atribuyen a menudo, al mal funcionamiento del purgador. Es más probable que sea el caso de un purgador defectuoso debido a los efectos de golpes de ariete. El fenómeno puede causarse por varias maneras, algunas de las cuales son:

El condensado no se retira del camino del vapor de alta velocidad en la tubería.
El condensado no se retira de una aplicación controlada por temperatura y donde el condensado ha de subir a la línea de retorno.
El condensado no entra o pasa con facilidad en una tubería de retorno subdimensionada debido a que esté o anegada, o con sobrepresión por los efectos del vapor revaporizado.

Gracias al diseño y las técnicas de fabricación modernas, se pueden producir purgadores más robustos que sus predecesores, permitiendo que el purgador de vapor dure más bajo condiciones normales, y resistir mejor los efectos de sistema con una instalación pobre. Sin embargo, a pesar de lo bien hecho que esté un purgador, su instalación en un sistema con un diseño pobre, reducirá su efectividad y su vida útil.

Si un purgador de vapor persiste fallando en un determinado sistema debido a los efectos de golpes de ariete, probablemente es un fallo del trazado del sistema, no del purgador. Primero hay que investigar y erradicar la verdadera causa del problema corrigiendo la insuficiencia del sistema o cambiar el purgador por uno más robusto y adecuado a las condiciones. La segunda elección puede ser un compromiso, pero nunca se podrá recomendar como una solución a largo plazo. La seguridad ha de ser lo más importante y nunca se debe comprometer.

Dos aplicaciones importantes son el drenaje de la línea de vapor y los intercambiadores de calor controlados por temperatura.

Como regla general, las líneas de vapor deberán drenarse en intervalos regulares de 30 a 50 metros con pozos de goteo dimensionados adecuadamente. Cualquier parte inferior también ha de purgarse.

Los intercambiadores de vapor solo pueden trabajar efectivamente si se permite al condensado drenar libremente del proceso. Si hay una subida después del purgador, habrá siempre una tendencia a los golpes de ariete sea cual sea el purgador de vapor montado. En esta situación al purgador de vapor le deberá complementar un sistema activo de drenaje como puede ser una unidad bomba/purgador.

Cuando se diseña un nuevo sistema, es primordial que se consiga el trazado correcto. Ayudará a mantener la eficiencia térmica del sistema durante toda su vida útil.

Suciedad

La suciedad es otro factor importante que se debería considerar al seleccionar un purgador de vapor. Aunque el vapor se condensa en agua destilada, a veces puede tener productos de tratamiento de las aguas de caldera y minerales naturales que se encuentran normalmente en el agua. También hay que tomar en consideración la suciedad creada durante la instalación y la producida por corrosión.

Un purgador de descarga intermitente tiene menos probabilidades de que le afecte la suciedad. Entre los purgadores termostáticos es preferible el termostático de presión equilibrada, aunque la válvula grande y plana asociada con algunos purgadores de diafragma puede dar problemas.

El efecto de goteo de los purgadores bimetálicos, unido al sistema de un vástago que pasa por el asiento, hace que estos sean los más propensos a fallar (debido a la fricción añadida) o bloquearse.

A menudo se dice que el elemento sensor se limpia con facilidad y que presenta problemas por suciedad. De todos modos, la suciedad en el elemento no suele ser el problema: las partes más relevantes, el mecanismo del obturador dinámico tiende a ser autolimpiante por su acción efectiva de apertura.

Los purgadores de boya-termostáticos, son bastante resistentes a la suciedad. Las válvulas y los asientos están sumergidos por debajo del nivel del agua, que hace que estén protegidos de la suciedad en la superficie del agua y la que se hunde al fondo del purgador. Como ejemplo extremo, cuando se drenan las autoclaves de tratamiento de cemento, la arena residual que se precipita en el condensado se puede transportar sin problemas a través de grandes purgadores termostáticos de boya, debido a la baja velocidad de flujo a través un orificio relativamente grande.

El purgador de cubeta invertida tiene un orificio de venteo en la boya. Si se tapona, puede causar un bloqueo por aire y será lento en reaccionar. En este caso, se debe retirar la suciedad que bloquea el orificio de venteo. Con un purgador de boya invertida compacto, solo se podrá desechar y reemplazar el purgador.

También, el purgador de impulsos es inadecuado para condiciones de suciedad. El espacio tan pequeño entre el pistón y cilindro es susceptible a flujos de alta velocidad y el pistón se bloqueará frecuentemente en una posición intermedia. El purgador de vapor se bloquea en una posición fija y no dejará pasar ni vapor ni condensado dependiendo de la tasa de condensación.

Las salidas de condensado de orificio fijo son las menos adecuadas para las situaciones de suciedad. El orificio es pequeño y se tapona a las pocas semanas de haberse instalado. Agrandando el orificio (como se hace a veces en desesperación) destruye el concepto de dimensionado del orificio fijo. No sirve para nada y en muchos casos solo retrasa el tiempo hasta que se vuelva a formar el tapón.

A menudo se suministran y se instalan con un filtro pero ha de ser extremadamente fino para que sea efectivo. El resultado es que el problema se pase al filtro, tapándose frecuentemente, necesitando limpiezas y paradas regulares.

Estos dispositivos, se olvidan a menudo en los sistemas de vapor, para reducir los costes de instalación. La suciedad puede afectar a las válvulas de control y a los purgadores. Es extremadamente fácil y económico montar un filtro en una tubería, y el bajo coste de hacerlo dará beneficios a través de la vida de la instalación. La suciedad se retiene, y el mantenimiento se reduce.

La selección es sencilla. El material del filtro se selecciona según el tipo de instalación y la presión a la que se prevé que trabaje. Se puede elegir entre varios tamaños de tamiz para diferentes grados de retención y protección, cuanto más fino el tamiz, necesita limpieza más a menudo. De todos modos, seguro que es más fácil y barato que el mantenimiento de las válvulas de control o purgadores.

Bloqueo por vapor

La posibilidad de bloqueo por vapor puede ser un factor decisivo en la selección de un purgador. Puede ocurrir cuando un purgador está montado en un lugar lejano de la planta que se va a drenar. Puede agravarse cuando se elimina el condensado a través de un sifón o tubo curvado. Por ejemplo, puede ocurrir un problema de bloqueo de vapor en un cilindro secador al usar un tubo sifón porque la presión del vapor es insuficiente para elevar el condensado por el tubo sifón y a través del purgador. Si el nivel de condensado en el fondo del cilindro cae por debajo del extremo del tubo sifón, el vapor entra

en el tubo sifón y hace que el purgador se cierre. A partir de este momento el purgador está ‘bloqueado por vapor’. La pérdida de calor del cilindro hará que se forme más condensado que no podrá llegar hasta el purgador. El cilindro se anegará y esto reducirá la eficacia de secado del cilindro y un incremento en la potencia necesaria para hacer girar el cilindro. En casos extremos, se puede llenar el cilindro hasta la línea central y lo puede dañar por sobrecarga mecánica.

Para aliviar este problema, se requiere un purgador de vapor con ‘dispositivo antibloqueo por vapor’. Consiste en una válvula de aguja interna que permite sangrar el vapor bloqueado en el tubo sifón. El purgador de boya es el único tipo que permite esta prestación y es una elección viable para los cilindros secadores que soportan mucha carga. Esta válvula abre lo suficiente para eliminar el bloqueo y tiene una capacidad limitada para evitar que se desperdicie vapor. Los purgadores de este tipo, a menudo, se suministran con una combinación de eliminador de aire y dispositivo antibloqueo por vapor. El dispositivo manual antibloqueo por vapor funciona independientemente de la acción automática del eliminador de aire.

Otros tipos de purgadores abren regularmente y eventualmente podrán hacer frente a un bloqueo por vapor, no obstante, el drenaje y la eficiencia de la planta será errático. Por supuesto esto no es aceptable para los usuarios de una planta de proceso, donde los tiempos de lote, la calidad y la eficiencia son de gran importancia.

Difusores

En los purgadores que descargan a la atmósfera, se puede ver la descarga de condensado caliente. También habrá una cierta cantidad de revaporizado, relativa a la presión del condensado aguas arriba del purgador. Esto puede presentar un peligro para el que pase cerca, pero se pueden tomar medidas para minimizar este peligro suavizando la alta velocidad de descarga. Se puede conseguir instalando un sencillo difusor en el extremo de la tubería que disipará la energía cinética de descarga. El resultado es una disminución de hasta un 80% del sonido.