En éste artículo vamos a analizar las ventajas e inconvenientes de cada tipo de purgador de vapor disponibles en la industria para que sabiendo ésto, los responsables de operaciones, ingeniería, y mantenimiento de plantas industriales con sistemas de vapor a su cargo puedan elegir el que mejor se adapte a nuestro sistema.
Purgador de vapor termostático
El principio operativo de estos purgadores de vapor es utilizar la diferencia de temperatura del vapor y el condensado.
Entendamos primero su funcionamiento, en la posición de arranque, el purgador está completamente abierto y elimina el aire y descarga el condensado. Cuando la temperatura alcanza el nivel de vapor saturado relacionado con la presión, la vaporización del líquido dentro de la membrana de la cápsula termostática crea un diferencial de presión que provoca el cierre del orificio. A medida que el condensado se enfría, el líquido se condensa y reduce la presión interna de la membrana. El diferencial de presión resultante favorecerá que la presión externa que actúa sobre la membrana se retraiga y abra el orificio, permitiendo que continúen los ciclos de descarga del condensado.
Estos purgadores se caracterizan por tener una máxima eficiencia, fácil mantenimiento, fácil instalación, fácil descarga de aire u otros gases y una gran capacidad de descarga de condensado. Veamos las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de purgadores de vapor termostático
- Purgador de vapor de expansión líquida:
Ventajas:
- Son fáciles de ajustar para que descarguen a temperaturas muy bajas, dando una excelente prestación de drenaje frío.
- Como un purgador de presión equilibrada, el purgador de expansión líquida está abierto del todo cuando está frío, proporcionando una buena descarga de aire y una capacidad de condensado máxima con suministros de puesta en marcha.
- Se puede usar el purgador de expansión líquida como un purgador de puestaenmarcha en una línea de vapor recalentado a baja presión en la que durante periodos largos de enfriamiento se produce anegamiento. Puede soportar vibraciones y golpes de ariete.
Inconvenientes
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El condensado corrosivo puede destruir al tubo flexible del elemento.
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Ya que el purgador de expansión líquida descarga condensado a temperaturas de 100°C o menos, no se puede utilizar en aplicaciones que requieren una retirada inmediata del condensado.
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Si está expuesto a heladas, el purgador de expansión líquida y sus tuberías deberán estar bien aisladas.
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El purgador de expansión líquida generalmente no es una solución por sí solo para el drenaje, normalmente se requiere otro purgador que trabaje en paralelo. De todos modos se puede utilizar donde el caudal de puesta en marcha no es muy grande como drenaje de serpentines de calentamiento de pequeños depósitos.
- Purgador de vapor de presión equilibrada:
Ventajas
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Son pequeños, ligeros y tienen una gran capacidad para su tamaño. La válvula está completamente abierta en el arranque, permitiendo la descarga de aire y otros gases no condensables y permitiendo la máxima eliminación del condensado cuando el suministro está al máximo.
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Es poco probable que se hiele este tipo de purgador trabajando expuesto a la intemperie (a menos que aumente el condensado después del purgador, que permitiría el retorno de agua y anegará el purgador cuando el vapor esté parado).
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El purgador de presión equilibrada moderno se ajusta automáticamente a las variaciones de temperatura de vapor hasta su presión máxima de trabajo. También tolera hasta 70°C de recalentamiento.
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El mantenimiento del purgador es sencillo. La cápsula y el asiento se retiran con facilidad, y los recambios se pueden montar en pocos minutos sin retirar el purgador de la línea.
Inconvenientes
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Los modelos antiguos de purgador tenían elementos flexibles que eran susceptibles a los golpes de ariete o condensado corrosivo. Las cápsulas soldadas de acero inoxidable que se introdujeron más tarde toleran mejor tales condiciones.
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Como otros purgadores termostáticos, el purgador de presión equilibrada no abre hasta que la temperatura caiga por debajo de la temperatura del vapor (el valor exacto de la caída de temperatura lo determina el fluido del relleno del elemento). Esto es una desventaja clara si el purgador escogido no es el adecuado para una aplicación en la que no se tolera el anegamiento. Por ejemplo: tubería principal de drenaje, traceado crítico.
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- Purgador de vapor Bimetálico:
Ventajas
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Los purgadores bimetálicos suelen ser compactos, aún así pueden tener una gran capacidad de condensado.
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La válvula está completamente abierta cuando el purgador está frío, proporcionando una buena capacidad de venteo y descarga máxima de condensado en la puesta en marcha.
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Como el condensado tiende a drenar libremente por la salida, este tipo de purgador no se hiela cuando trabaja a la intemperie. Los cuerpos de algunos purgadores bimetálicos han sido diseñados para que no se dañen aunque se hielen.
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Los purgadores bimetálicos pueden aguantar los golpes de ariete, condensado corrosivo y altas presiones de vapor.
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El elemento bimetálico puede trabajar dentro de un rango amplio de presiones de vapor sin tener que cambiar el tamaño del orificio de la válvula.
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Si la válvula está aguas abajo del asiento, puede funcionar como válvula de retención y así ayuda a prevenir un flujo en sentido contrario en el purgador.
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Como el condensado se descarga a diferentes temperaturas, más bajas que la temperatura de saturación, se puede transmitir algo de la entalpía de agua saturada a la planta, siempre y cuando se tolere el anegamiento en el espacio-vapor. Así se extrae la máxima energía del condensado antes de drenarlo al desagüe.
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El mantenimiento de estos purgadores tiene muy pocas dificultades, ya que las partes internas se pueden retirar sin desmontar el purgador de la línea.
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El revaporizado que se produce cuando se descarga condensado de una presión alta a una más baja aumentará la contrapresión en la línea de condensado. El tramo de enfriamiento permite que se enfríe el condensado, así produciendo menos revaporizado en la línea de condensado y ayudando a reducir la contrapresión.
Inconvenientes
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Como se descarga el condensado a una temperatura inferior a la del vapor, se anegará el espacio-vapor al menos que se instale el purgador al extremo de un tramo de enfriamiento, normalmente de 1 – 3 m de tubería sin aislamiento. Los purgadores bimetálicos no se deben instalar en plantas de procesos en los que la eliminación inmediata del condensado sea imprescindible para que se obtenga el máximo rendimiento. Esto ocurre por ejemplo en las plantas controladas por temperatura.
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El purgador bimetálico se puede bloquear por la suciedad de tuberías debido a las bajas velocidades de circulación. Sin embargo, algunos purgadores bimetálicos tienen un obturador especialmente diseñado que capturan la energía de descarga para abrir más la válvula. Éstos tienden a dar una característica de descarga intermitente en lugar de una descarga de goteo continuo y, como tales, tienden a ser autolimpiantes. A estos obturadores se les denomina dinámicos.
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Si el purgador bimetálico ha de descargar con una contrapresión significativa, el condensado se habrá de enfriar a una temperatura inferior a la que normalmente se requiere antes de que la válvula se abra. Una contrapresión de un 50% puede causar una bajada de temperatura en la descarga de hasta 50°C. Puede que se tenga que incrementar la longitud del tramo de enfriamiento.
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Los purgadores bimetálicos no tienen una respuesta rápida a cambios de suministro o de presión porque el elemento reacciona lentamente.
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Purgador de vapor mecánicos: Operación, ventajas e inconvenientes
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