Instalación para evitar la interrupción del flujo a través de un purgador de vapor

Es posible hacer una instalación para evitar la interrupción del flujo a través de un purgador de vapor, que permita asegurar que la presión del vapor se mantenga constante y no descienda nunca por debajo de la contrapresión, además de permitir que el condensado pueda descargarse.

Ante todo, es necesario explicar que este es el tercer método para evitar la interrupción del flujo en sistemas de vapor y que se puede llevar a cabo de dos maneras:

La primera de ellas es a través de un purgador de vapor con válvula de control de temperatura en el circuito del secundario, tal y como se muestra en la siguiente figura:

Este método para evitar la interrupción del flujo a través de un purgador de vapor, requiere que el control de temperatura se realice con una válvula desviadora o mezcladora de tres vías en el circuito secundario. El suministro de vapor los intercambiadores de calor se mantiene a presión constante, normalmente menos de 1 bar r, con una válvula reguladora de presión y, de este modo, siempre es posible desalojar el condensado del intercambiador de calor frente a una contrapresión inferior.

Este método no siempre resulta práctico ni posible. No es apropiado para baterías calefactoras de aire/vapor o sistemas líquidos donde el sistema secundario se encuentre a una presión tan baja que no pueda evitarse que el líquido hierva. Como todos los métodos, tiene ventajas e inconvenientes que deben evaluarse antes de poder elegir una opción.

La otra vía para evitar la interrupción del flujo a través de un purgador de vapor es mediante la aplicación una válvula modulante en la línea de descarga de condensado, como se muestra a continuación:

La descarga del condensado se logra mediante una válvula modulante en la línea de descarga del condensado. Este método también mantiene la presión de vapor deseada en el espacio vapor con independencia de las condiciones de carga.

Sin embargo, fomenta (en lugar de eliminar) el anegamiento del intercambiador de calor, ya que el control se obtiene inundando voluntariamente el espacio vapor con condensado a medida que se reduce la carga. Normalmente este método solo se considera si:

• La carga de calor es estable o varía muy despacio,
• El intercambiador de calor está diseñado para resistir los efectos del anegamiento, o
• La probable estratificación de temperaturas del fluido secundario es aceptable. 

No debe usarse un control todo/nada con intercambiadores de calor 

Una válvula de control de temperatura en modo de control todo o nada para sistemas de vapor no modula en función de la carga de calor, sino que está totalmente abierta o totalmente cerrada. Un ejemplo sería una electroválvula. Cuando está abierta, se mantendrá toda la presión del vapor en el intercambiador de calor para desalojar el condensado frente a la contrapresión.

A primera vista, este método de control parece solventar cualquier problema de contrapresión, pero no se recomienda en procesos como los intercambiadores de calor, donde el fluido en el secundario debe calentarse hasta su temperatura requerida al circular a través de él.

Hay tres razones principales: 

• Un sistema de control todo/nada se activa mediante un termostato que se basa en la sobretemperatura del producto para mantener el control. Como el vapor acumula mucho calor, el espacio vapor puede conservar una importante cantidad de calor después de que la electroválvula se haya cerrado. El efecto final es una temperatura del producto superior a la necesaria. Si se reduce el punto de consigna del termostato para compensar este efecto, la temperatura podría ser inferior a la que requieren los parámetros del sistema, lo que puede provocar un control deficiente de la temperatura del sistema y la posibilidad de pérdidas de producto.
• Los rápidos y continuos cambios de presión y temperatura ejercerán tensiones térmicas y mecánicas sobre el intercambiador de calor que probablemente reducirán su vida útil.
• No es buena idea someter los sistemas de vapor a un aumento repentino de presión. El condensado presente en el espacio vapor y en la tubería de condensado es empujado de inmediato por la repentina entrada de vapor a través del sistema hacia el purgador de vapor, lo que puede provocar golpe de ariete y dañar el intercambiador de calor y el purgador de vapor.
  El control todo/nada normalmente solo es apropiado para procesos de intercambio de calor de tipo «sin flujo» o «por lotes», en particular depósitos con serpentines de calentamiento robustos o marmitas con camisa donde la presión de vapor deseada se aplica durante un largo periodo de calentamiento (normalmente muchos minutos o incluso horas). El aumento en la temperatura del producto es mucho más lento del que se experimenta con sistemas de tipo con flujo que se espera que calienten el producto en el breve lapso durante el cual circula a través de un intercambiador de calor.

¿Entonces cuál de los métodos para evitar la interrupción del flujo del vapor es el más adecuado?

El tipo más apropiado de purgador de vapor para equipos de intercambio de calor en general y especialmente si es probable una interrupción del flujo es un purgador de vapor de boya con eliminador de aire termostático integrado.

Si existe la posibilidad de experimentar interrupción del flujo, una bomba-purgador es normalmente la forma más eficaz para controlarla, porque además es sencilla, económica y compacta.

La siguiente figura muestra una instalación real y detallada de una bomba-purgador APT14:

La interrupción del flujo puede convertirse en un tema complejo, en especial al seleccionar y dimensionar los equipos más apropiados y diseñar su instalación de forma que pueda garantizarse que funcione debidamente cuando se ponga en servicio. 

Este artículo, así como también las alternativas para evitar la interrupción del flujo del vapor industrial no pretenden convertir al lector en un experto sobre la interrupción del flujo, sino que solamente buscan permitirles entender qué es, entender por qué se produce, saber qué puede hacerse para evitarlo y, desde luego, saber con quién contactar para obtener asistencia.

Descubre todos los métodos para predecir interrupciones en un intercambiador para vapor y los aspectos de la condición de interrupción en intercambiadores de vapor de placas para saber cómo evitar la interrupción del flujo a través de un purgador de vapor, suscribiéndote al Newsletter de Vapor para La Industria, un recurso que te servirá para recibir más contenido sobre las nuevas tendencias del vapor industrial.