Uso eficiente de la energía del vapor

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA DEL VAPOR

h f h g h fg h g = h f + h fg Liquido saturado Vapor saturado 0ºC 100ºC 100ºC Estados del agua a presión atmosférica T [ºC] Entalpía kJ/kg 100 0 419 2676 0 L V L-V S-L S

Diagrama Entalpía v/s Temperatura

Usos del vapor saturado y sobrecalentado Potencia Vapor sobrecalentado Proceso y calefacción Vapor saturado

Propiedades del vapor de agua saturado

Agua de reposición Condensado Condensado Vapor Vapor Vapor Purgas de fondo 3% Pérdidas en combustible 18% Pérdidas en Distribución 5% Condensado NO recuperado Revaporizado 10% Un Circuito de Vapor Real

Generadores de vapor y equipamiento de sala de calderas

1 Hogar. 2 Tubos (2do paso). 3 Tubos (3er paso). 4 Cámara de combustión. 5 Caja de humos frontal. 6 Caja de salida posterior. 7 Visor. 8 Válvula de seguridad. 9 Válv.salida vapor. 10 Válv retención agua. 11 Controles de nivel. 12 Entrada de hombre. 13 Conex.repuesto. 14 Carcaza. 15 Bomba agua. 16 Panel de control. 17 Quemador 18 Ventilador 19 Silenciador ventilador Calderas Humotubulares

Caldera Humotubular de 3 pasos 200 ºC Calor por el interior de los tubos Agua por el exterior de los tubos Vapor a 150 o C 1600 o C 400 o C 350 o C 2º Paso (Tubos) 3er Paso (Tubos) 1er Paso (Hogar)

Estanque de Alimentación Agua de reposición Retorno de Condensados A Caldera Sistema de Recirculación Sistema de Control de Temperatura Sistema de Control de nivel Venteo Cabezal mezclador y desaireador

Efecto de un Nivel Demasiado Alto de SDT (Sólidos Disueltos Totales) en Calderas de Vapor Obturación en intercambiadores Suciedad en Válvulas de Control Bloqueo de las trampas Nivel alto de sólidos en suspensión (SDT)

Controlador BC3200 Codo sonda Caldera Válvula de purga BCV30 A un sistema de recuperación de calor o tanque de purgas Válvula de corte Sonda de conductividad CP30 Sistema Control de Purga BCS3

Uso del Calor Residual en el Agua Intercambiador Entrada de Agua Tratada Agua Tratada Purga Estanque de Revaporizado Estanque Alimentación Caldera

Considerando:
F = TDS agua alimentación (ppm)
B = TDS deseados en caldera (ppm)
S = Producción de vapor (kg/h)
P = Caudal de purga (kg/h)
Se obtiene la cantidad de agua a purgar:
P = F x S
B - F
Esta ecuación es válida para cualquier tipo de unidades
Cálculo de la Cantidad de Purga

Ejercicio 1
Información suministrada por el usuario:
F = SDT agua alimentación. (ppm) = 250 ppm
B = SDT deseados en caldera (ppm) = 2.500 ppm
S = Producción vapor (kg/h) = 10.000 kg/h
Cantidad a purgar = F x S
B - F
1. Calcular cantidad a purgar Considerar SIN recuperación de condensados SDT máximo admisible 2.500 ppm Presión de trabajo = 10 bar m Temperatura vapor saturado= 184 o C Agua de alimentación con 250 ppm Vapor a planta 10.000 kg/h

Ejercicio 1
F = 250 ppm
B = 2.500 ppm
S = 10.000 kg/h
Cantidad a purgar = B x S
B - F
= 250 x 10.000
2.500 - 250
= 1.111 kg/h
1. Calcular cantidad a purgar. RESPUESTA Considerar SIN recuperación de condensados SDT máximo admisible 2.500 ppm Presión de trabajo = 10 bar m Temperatura vapor saturado= 184 o C Agua de alimentación con 250 ppm Vapor a planta 10.000 kg/h

Ejercicio 1
Energía purga (kW) =
P [ kg/h] x h f [kJ/kg]
3.600 [segundos/h]
P = Purga de superficie
h f = Entalpía del agua a presión de trabajo
2. Calcular Energía removida Considerar SIN recuperación de condensados SDT máximo admisible 2.500 ppm Presión de trabajo = 10 bar m Temperatura vapor saturado= 184 o C Agua de alimentación con 250 ppm Vapor a planta 10.000 kg/h

Ejercicio 1
Energía purga (kW) =
1.111 [ kg/h] x 782 [kJ/kg]
3.600 [segundos/h]
= 241 [kW]
2. Calcular Energía removida: RESPUESTA Considerar SIN recuperación de condensados SDT máximo admisible 2.500 ppm Presión de trabajo = 10 bar m Temperatura vapor saturado= 184 o C Agua de alimentación con 250 ppm Vapor a planta 10.000 kg/h

Recuperación de la energía
Una calefacción doméstica de una casa consume aproximadamente 13 kW, por lo que: 241 13 = Casi 19 casas

Recuperación de la energía
Utilizando un 50% condensado, 50% reposición
SDT agua reposición (ppm) = 250 ppm
SDT condensado recuperado (ppm) = 12 ppm
SDT agua ingresada a caldera (ppm) = 130 ppm
SDT deseados en caldera (ppm) = 2.500 ppm
S = Producción vapor (kg/h) = 10.000 kg/h
Cantidad a purgar = B x S
B - F
= 130 x 10.000
2.500 - 130
= 549 kg/h
Diferencia con situación anterior: ¡¡562 kg/h!!
Equivale a 122 kW ahorrados ,  120.000 L/año de Fuel oil

Purga de fondo automática Válvula con Actuador Neumático Temporizador Caldera

Purga de fondo
Válvula NO puede ser de globo
Presión de diseño ≥ 25% Presión caldera
Sobre 100 psi (7 bar), se debe usar dos válvulas en serie, una de ellas de apertura lenta

Control de nivel de agua por botella Caldera apagada: no hay burbujas, el visor muestra el nivel real Caldera con alta demanda: muchas burbujas, el visor muestra un nivel inferior al real Diferencia de nivel

Control electrónico: Sondas por Conductividad Varilla metálica Fuente de tensión Medidor Medidor Varilla metálica Fuente de tensión Agua Agua

Control On/Off por conductividad Sonda LP10-4 Controlador LC1000 Bomba Alim. Agua

Capacidad como una función del nivel de líquido Dieléctrico Placas del capacitor Medición de la capacidad Punta de prueba Material dieléctrico Cambio en nivel Profundidad de la inmersión

Control Electrónico Modulante por Capacitancia Bomba Alim. Agua Actuador EL5500 y valv. de control tipo KE. Sonda capacitiva LP20 y pream . PA20 Controlador LC2200

Circuito de vapor Líneas de distribución

Tres Grandes temas en distribución
Dimensionamiento de Tuberías
Dilatación en tuberías
Formación de Condensado

Circuito de vapor Dimensionamiento de Líneas de Vapor

Dimensionamiento de tuberías
Mayor Costo
Mayores Pérdidas de Calor
Se Forma Mayor Volumen de Condensado
Menor Presión en los Equipos de Vapor
Caudal de Vapor Insuficiente
Golpe de Ariete y Erosión
Sobredimensionado Subdimensionado

Diámetro de la tubería para 5.000 kg/h de Vapor saturado a 7 bar donde se desea una velocidad de 25 m/s Ejercicio 2 Dimensionar una línea de vapor Requerimientos del proceso

Dimensiona-miento de tuberías: Gráfico Método de Velocidad

RESPUESTA EJERCICIO 2 Diámetro de la tubería para 5.000 kg/h de Vapor saturado a 7 bar donde se desea una velocidad de 25 m/s

Dimensiona-miento de tuberías: Gráfico Método de Caída de presión

Dimensionamiento de tuberías Otros métodos: Software de Cálculo / Regla de Cálculo

Circuito de vapor Expansión de tuberías

Gráfico de Expansión para Tuberías de Acero Temperatura del Vapor Saturado Dilatación de la Tubería (mm) Longitud de Tubería (metros) Diferencia de Temperatura o C/

Expansión para Tuberías metálicas

Lira y Fuelle Omega o Lira Fuelle 

Movimientos básicos de juntas Movimiento Axial Movimiento Lateral Movimiento Angular

Distancia recomendada entre soportes o guías
D = Diámetro de la tubería
L.MAX. = Distancia máxima recomendada
entre guías

Circuito de vapor Formación de Condensado

Aislamiento Térmico OBSERVACIÓN 100 m de tubería de 2’’ diámetro, transportando vapor a 10 barg introducen un consumo adicional de unos 180 kg/h de vapor.

Efectos del condensado: Golpe de Ariete Vapor Condensado proyectil Vapor condensado Vibraciones y ruidos causados por golpe de ariete Vapor

Efectos del Golpe de Ariete

Reducción de cañerías Reducción excéntrica Reducción concéntrica Correcto Incorrecto Condensado Condensado

Filtros Antes de una trampa para vapor o una válvula de control es imprescindible colocar un filtro y realizar su limpieza periódicamente. Vapor y gases Líquidos Flujo vertical

Puntos de Drenaje de condensado de líneas de vapor
Correcto  
Incorrecto 
Condensado Conjunto de Trampeo Sección Sección Conjunto de Trampeo Vapor Vapor Condensado

Título o Calidad del vapor (Vapor saturado seco / Vapor húmedo)
Fracción seca
FS = vapor seco
vapor húmedo
X real = FS · X ideal

Título o Calidad del vapor (Vapor saturado seco / Vapor húmedo) Separador de gotas Flujo

Rompedor de Vacío Se requiere baja presión diferencial para abrir la válvula Junta de acero inoxidable Cuerpo hexagonal Conexión al sistema Cuerpo y tapa de bronce o acero inoxidable Conexión a la atmósfera Válvula de precisión de acero inoxidable Durante la operación normal la válvula permanece sobre su asiento. En el punto de vacío, la válvula se eleva debido a la presión del aire atmosférico, evitando la formación de vacío en el espacio de vapor.

Aplicación Típica Rompedor de vacío Aire

Cómo afecta el Aire en líneas de Vapor Vapor a 1[bar g] Aire Condensado Incrustaciones Pared metálica Incrustaciones Prooducto estancado Producto T vapor 121 [ºC] T Prod 99 [ºC]

Cómo afecta el Aire en líneas de Vapor

Cómo afecta el Aire en líneas de Vapor Ejercicio 3 Si la Presión del manómetro marca 5 [bar], y la temperatura del sistema es de 152 [ºC], ¿Cuál es el porcentaje de vapor? P Total = P vapor + P gases

Cómo afecta el Aire en líneas de Vapor Ejercicio 3; RESPUESTA A 152 [ºC], la presión del vapor (según tabla), es de 4 [bar], luego P Total = P vapor + P gases 5 = 4 + P gases La cantidad de vapor es proporcional a su presión P vapor = 4 = P Total 5 0,8 = 80 %

Eliminación del Aire en líneas de vapor Tubería de Vapor Trampa para vapor Aire Eliminador de Aire de Presión balanceada

Estudio sobre la Inteligencia Nivel 20 Tiempo: 1 Minuto Escriba las respuestas en una hoja en blanco. 1. Continúe esta secuencia lógica: 25 Puntos 2. Corrija esta fórmula colocando sólo un trazo: 25 Puntos 5 + 5 + 5 = 550 + + 3. Por favor, escriba cualquier cosa: 25 Puntos 4. Dibuje un rectángulo con tres líneas: 25 Puntos L M M

Nivel 20 Tiempo: 1 Minuto
¡AÚN TIENE TIEMPO!
Por favor, no vea las respuestas.
No mire el test del compañero.
Usted lo puede conseguir.
Las soluciones son fáciles, vuelva atrás e intente hacerlo todo.
Estudio sobre la Inteligencia

Nivel 20 Tiempo: 1 Minuto Escriba las respuestas en una hoja en blanco. 1. Continúe esta secuencia lógica: 25 Puntos 2. Corrija esta fórmula colocando sólo un trazo: 25 Puntos 5 + 5 + 5 = 550 + + 3. Por favor, escriba cualquier cosa: 25 Puntos 4. Dibuje un rectángulo con tres líneas: 25 Puntos J V S D Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Cualquier cosa Estudio sobre la Inteligencia L M M

Válvulas reguladoras de Presión

Utilización de vapor a presión de operación: Estación Reductora de Presión Válvula reguladora de presión auto operada Válv. Seguridad Filtro Separador de gotas Cuadro de drenaje Válv. corte Válv. corte Manómetros

Válvula reductora de presión con piloto Ajuste de presión Resorte de control Diafragma piloto Conexión a cañería para sensor aguas abajo Flujo Válvula piloto Resorte de retorno Diafragma principal Orificio de control Válvula principal

Válvula reguladora de presión con piloto

Válvula reguladora de temperatura con piloto

Válvula reductora de presión de Acción directa Resorte de control Diafragma Flujo Válvula de control

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS - P: 10 barg - Ti: 15 ºC - Tf: 65 ºC - m: 10000 kg - t: 30 min . Ejercicio 4-1 1. Calcular requerimiento energético USAR la ecuación para caudal energético Q =m*Cp*(Tf-Ti)/t Con Cp del agua = 4,184 [kJ / kg·ºC]

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS - P: 10 barg - Ti: 15 ºC - Tf: 65 ºC - m: 10000 kg - t: 30 min . Ejercicio 4-1: RESULTADO 1. Calcular requerimiento energético USAR la ecuación para caudal energético Q = 10.000·4,184·(65-15) / 1.800 [s] Q = 1.162 [kJ/s]

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS - P: 10 barg - Ti: 15 ºC - Tf: 65 ºC - m: 10000 kg - t: 30 min . Ejercicio 4-2 2. Calcular Vapor necesario a 10 y a 2 bar USAR la ecuación masa(vapor) = Q / h fc Con h fc = Entalpía de evaporación a la presión X

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS - P: 10 barg - Ti: 15 ºC - Tf: 65 ºC - m: 10000 kg - t: 30 min . Ejercicio 4-2: RESULTADO 2. Calcular Vapor necesario a 10 y a 2 bar Masa a 10 bar (vapor) = 1.162 [kJ/s] / 2.000 [kJ/kg] = 2.080 [kg / hora] Masa a 2 bar (vapor) = 1.162 [kJ/s] / 2.163 [kJ/kg] = 1.923 [kg / hora]

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS - P: 10 barg - Ti: 15 ºC - Tf: 65 ºC - m: 10000 kg - t: 30 min . Ejercicio 4: RESULTADO FINAL Diferencia de flujo: 157,1 [kg / hora] Costo del vapor : 15 [$ / kg vapor] Ahorro =2356,5 [$/hr]  Año 3840 hr  $9.048.960

Ahorro por Reducción y control de presión Tabla de Dimensionamiento de válvula reguladora de presión en vapor

Ahorro por Reducción y control de presión I) CALENTAMIENTO DE TINAS DE AGUA DATOS del VAPOR - Pe: 10 barg - Ps: 2 barg - Q: 1.923 [kg/hora] . Ejercicio 4-3:Dimensionamiento de válvula

Trampas para Vapor

¿Por qué funciona una Trampa Para Vapor ? Por la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la trampa. A esta diferencia de presiones se la denomina “ Presión diferencial”

Gráfico de Dimensionamiento de Trampas

Gráfico de Dimensionamiento de Trampas: Factores de Seguridad

Termostático
Presión balanceada
Expansión líquida
Bimetálico
Mecánico
Flotador
Balde invertido
Termodinámica
Trampas para vapor ISO 6704:1984

Trampa termostática de presión balanceada

Análisis del modelo BPT 13

Ventajas
Pequeñas pero de gran capacidad
Eliminan aire
Resisten heladas y golpes de ariete
Autoajustables a variaciones de presión
Desventajas
No usar cuando no se acepte anegamiento de condensado
Trampa termostática de presión balanceada

I) Para el equipo presentado Dimensionar una trampa de presión balanceada, conociendo - Presión diferencial = 1 barg - Caudal = 200 [kg/hora] Ejercicio 5

Operación de la trampa bimetálica

Análisis del modelo SMC 32

Operación de la trampa a flotador

Mejora de la FT 14HC

Análisis del modelo FT 14

Ventajas
Descarga continua de condensado
Se adapta a variaciones de presión y temperatura
Con elementos termostáticos eliminan aire
Posibilidad de incorporar antibloqueo por vapor
Desventajas
No resisten bien las heladas
Trampa flotador

I) Para el equipo presentado Dimensionar una trampa de flotador, conociendo - Presión diferencial = 1 barg - Caudal = 2.000 [kg/hora] Ejercicio 6

Operación de la trampa de balde invertido

Ventajas
Robustas
Resisten golpes de ariete
Desventajas
No resisten bien las heladas
No eliminan bien el aire
Pueden perder el sello de agua
Trampas de balde invertido

Operación de las Trampas Termodinámicas

Análisis del modelo TD 52

Trampas Termodinámicas
Ventajas
Amplia gama de presiones
Robustas, compactas
Resisten golpes de ariete, vapor recalentado y heladas
Fácil verificación y mantenimiento
Normalmente fallan en posición abierta
Desventajas
No adecuadas para presión de entrada muy baja o contrapresión mayor al 80% de la presión de entrada
No son buenas eliminadoras de aire

I) Para el equipo presentado Dimensionar una trampa termodinámica, conociendo - Presión diferencial = 1 barg - Caudal = 150 [kg/hora] Ejercicio 7

Trampas Termodinámicas CoolBlue Tapa aisladora
Ciclo mas lento = Mayor duración
Mas eficiente térmicamente
Cierre hermético
Sin pérdidas de vapor en operación
Temperaturas de descarga ligeramente inferiores

Trampas Termodinámicas CoolBlue
Íntegramente construidas en acero inoxidable
Rango de presión de operación 3.5 a 600 psig
Tamaños de 3/8” a 1”
Modelos con capacidad reducida para aplicaciones con cargas bajas
Descarga on-off que facilita el test de funcionamiento

Cuerpos con terminado ENP (Electroless Nickel Plated)
Asientos y disco de acero inoxidable endurecido
Limpiable
Instalación horizontal o vertical
Amplio rango de capacidades
Disponible con Conectores Universales

Conectores Universales
Trabaja con todas las trampas con conectores universales estándar
Permite el recambio de una trampa en menos de 5 minutos
Instalación horizontal con flujo de izquierda a derecha o viceversa (opcional)
Facilidad de operación
Construcción robusta

Set de trampeo Válvula corte Válvula corte Filtro Sensor de fuga Trampa flotador Válvula retención

Estudio sobre la Inteligencia Nivel 56 Tiempo: 3 Minutos Escriba las respuestas en una hoja en blanco. P1. ¿Cuánto duró la Guerra de los Cien Años (enfrentamiento que tuvo en vilo a la Europa medieval, en la que se enfrentaron Francia e Inglaterra)? P2. ¿De qué animal procede el nombre de las Islas Canarias, que están en el Atlántico? P3. ¿De qué color son las cajas negras de los aviones? P4. ¿Cuál fue la duración de la Guerra de los Treinta Años (Guerra que afectó a Europa central en el siglo XVII)?

Estudio sobre la Inteligencia Nivel 56 Tiempo: 3 Minutos Escriba las respuestas en una hoja en blanco. P1. ¿Cuánto duró la Guerra de los Cien Años (enfrentamiento que tuvo en vilo a la Europa medieval, en la que se enfrentaron Francia e Inglaterra)? P2. ¿De qué animal procede el nombre de las Islas Canarias, que están en el Atlántico? P3. ¿De qué color son las cajas negras de los aviones? P4. ¿Cuál fue la duración de la Guerra de los Treinta Años (Guerra que afectó a Europa central en el siglo XVII)? 116 años (de 1337 a 1453) "Tierra de los Perros" (canis en latín) Naranja 30 años, (1618-1648)

Pérdida de vapor vivo por orificios Fuel Oil muy Viscoso

Modificación de la Fórmula de Darcy para el flujo de un fluido por un orificio
W = 0,00751 x E x d 2 x (  P/vg) 1/2
W: Flujo de vapor en [kg/hora]
E = 1 / (1-  4 ) 1/2
 = d / D
d : diámetro orificio de trampa en [mm]
D: diámetro de tubería en [mm]
 P: Presión diferencial a través de orificio en [mm de agua]
vg: volumen específico de vapor en [m 3 / kg]
Pérdida de vapor vivo por orificios en trampas

W = 0,00751 x E x d 2 x (  P/vg) 1/2
Para su uso en trampas para vapor, se debe considerar:
Donde el valor 0,3 es una valor empírico usado para caídas de presión en trampas
Además al resultado final de la Fórmula, se debe multiplicar por un factor 0,25 aproximadamente, debido a los efectos de ensuciamiento, bloqueo parcial de orificio y geometría de la trampa que disminuyen la pérdida potencial de vapor
Pérdida de vapor vivo por orificios en trampas

I) PÉRDIDAS POR UNA TRAMPA ABIERTA Encontrar la pérdida de vapor y su equivalente en combustible, cuando una trampa con orificio de 10 mm, falla abierta Ejercicio 8 Fuel Oil muy Viscoso

Determinación Visual
Observación directa de condensado a la salida
Instrumentos: Visores, válvulas de tres vías
Ventaja: Método directo
Desventaja: Distinguir Flash v/s Vapor vivo
Proporción Vapor/condensado: ¡ 99%/1% !
Testeo de trampas

Testeo de trampas
Método de prueba de temperatura
Instrumentos: Pirómetros, scanners remotos, lápices (crayones) termosensibles
Aguas arriba - Aguas abajo
+ -
= = (Baja T)
= = (Alta T)
No permite decidir por sí sólo


Testeo de trampas
Sonidos de descarga
Ultrasonido
Instrumentos: estetoscopios ultrasónicos
Reconocimiento por ciclo o por tipo descarga
CARGA NORMAL MODO DE FALLA SOBRECARGA CARGA LEVE SIN CARGA TIPO DE TRAMPA Abierta Continua Intermitente Intermitente Sin acción Termodinámica Abierta Continua Intermitente Intermitente Ruido leve Balde invertido Cerrada Continua Usualmente continua pero cíclico a altas P Sin acción Flotador o Termostático

Sensor de fugas Spiratec®

TESTEO DE TRAMPAS: RELEVAMIENTO

Cálculo de líneas de retorno de condensado

Líneas comunes de condensado Línea común 1 + 2 √ 20 2 + 20 2 = 28 [mm] 25 [mm] Línea común 1 + 2 + 3 √ 28 2 + 15 2 = 32 [mm]

Estanque de Revaporizado Condensado Revaporizado Agua remanente Diseñado con baja velocidad para asegurar una correcta separación del revaporizado y el agua

Gráfico de producción de vapor flash

Líneas de Retorno Inundadas Vapor Condensado Purgador Disposición Indeseable Disposición Mejorada Disposición Adecuada Tubería Inundada Tubería Inundada Tramo enfriamiento Purgador Bimetálico Vapor Condensado Vapor Condensado Receptor Bomba Purgador

Gráfico de Interrupción Porcentaje de carga Presión Atmosférica Purg./bombanecesario 0.5 2.6 Presión bar r Temperatura ºC Contrapresión del sistema sobre el purgador Temperatura de salida del producto Presión y temperatura del vapor a plena carga Temperatura de entrada del producto 7.0 5.2 3.8 1.7 1.0 0.4

Bombeo de condensado
Trampa bomba
En condiciones normales actúa como trampa para vapor
En sobrecarga puede accionarse como Bomba de condensado
Relativamente baja carga y altura

Funcionamiento de Bombas de condensado mecánicas

Bombeo de condensado
Incorporación de componentes revestidos de carburo de tungsteno que hacen posible prolongar la vida útil de la bomba.
Eliminar virtualmente el desgaste entre las piezas que están en contacto.
La Bomba PTC- Pivotrol

El mecanismo Pivotrol Contador de ciclos Tapa con agarradera para facilitar el transporte El anclaje del resorte y pivote central, proporcionan operación continua, y virtualmente, libre de fricción Resorte de Inconel, resistente a la corrosión, garantiza prolongada vida útil El pivote del flotador permite libertad de movimiento y evita vibración del resorte y fatiga prematura Flotador reforzado capaz de soportar hasta 62 bar Presión motriz hasta 13,8 barm Soporte del mecanismo en Acero Inoxidable El casquillo y el pivote de Carburo de tungsteno permiten una operación continua, virtualmente libre de desgaste El brazo del mecanismo flotador mantiene al conjunto alineado, reduciendo las fuerzas que tienden a dañar el resorte Una placa metálica elimina las fuerzas que impactan al mecanismo, protegiendo la vida de todos los componentes internos

Elevación de condensado

Juntas Rotatorias

Juntas Rotatorias Innovaciones en Tecnología en Juntas Rotatorias Con Brazo Soporte 1950 2000 1970 Auto-Soportadas Soportadas por Barras

Juntas Autosoportadas
Comúnmente usadas en máquinas de pasada simple como Langston, United, S&S, etc.
Buenas para bajas velocidades
Mejoras posibles en rendimiento
Sellos con Antimonio (2 veces la vida útil)
Apoyo por medio de cuñas partidas para asegurar el sifón

Juntas Autosoportadas Cuñas Partidas y Plato de Presión Sello con antimonio

Juntas Soportadas Por Barras
Diseñadas para máquinas de velocidades moderadas a bajas
Las barras ayudan a soportar la carga de las mangueras
Mejoras tendientes a extender la vida útil
Sellos con Antimonio (2 veces la vida útil)
Apoyo por medio de cuñas partidas para asegurar el sifón
Sello Balanceado para soportar desalineamiento
Kit de sello para convertir la Junta tipo LJ en LJ-PT

Juntas Soportadas por Barras Kit de sello LJ-PT

Juntas Montadas por Brazo
Diseñadas para alta velocidad y larga vida útil
Evita las cargas de mangueras flex
Montaje seguro
Duración del sello garantizada

Brazo Soporte
Transmite seguridad dentro de la Junta
Brazo de 360°
Elimina carga de mangueras
Montaje directo en caja rodamientos

Sistemas de Flujo Directo y Doble Juntas de Flujo Simple Entrada de Vapor Sifón Salida de Condensado Punta de eje Pared

Junta Rotatoria de Doble Flujo con Sifón Rotatorio Sistemas de Flujo Directo y Doble

Junta Rotatoria de Doble Flujo con Sifón Estacionario Sistemas de Flujo Directo y Doble

Junta Autosoportada Tipo SX

Junta rotatoria WH Product Feature 1: Ball Bearings

INSTALACION DE JUNTAS
BASES DE UNA BUENA INSTALACION
Alineación
Mangueras flexibles adecuadas
Barra antitorque (autosoportadas)
Largo y altura de sifón estac. adecuados

Instalación correcta del ‘Q’ Nipple Flange Cuando está bien instalado, el ‘Q’ nipple flange está paralelo al flange journal (del muñón).

Alineamiento de la Junta
Una junta está desalineada cuando la línea de centro interna de la junta no está alineada con el centro del muñón

Mangueras Metálicas Flexibles
Cuando están bien instaladas, permiten que la junta se mueva para compensar el desgaste de los sellos de carbón
Cuando están bien instaladas, sacan la carga por expansión térmica del piping fuera de la junta

MANTENCION DE JUNTAS
Partes desgastables que se deben cambiar
según su estado:
Sellos
Guías (Sólo en juntas tipo S)
Nipple o tubo conector central
Collar de empuje
Placa de desgaste
Resorte
Prensa de estopa (Sólo juntas tipo N o SN)

Identificación de piezas

Para desarmar una junta rotatoria se debe parar la junta con su tubo conector hacia abajo, apoyada sobre un banco de trabajo.

Frecuencia de cambio de repuestos para Juntas
Tipo S, J y N:
SELLOS 6 meses a 4 años o más
GUIAS Dos veces el sello
FLANGE DESGASTE 2 a 6 años
COLLAR EMPUJE 1 a 4 años
RESORTE 3 a 6 años
NIPPLE 1 a 4 años
PRENSA ESTOPA 1 a 4 años
Los plazos indicados consideran alineación adecuada.
En general a mayor velocidad y presión, mayor desgaste.

DIMENSIONAMIENTO
Factores que afectan al tamaño de la junta
para un mismo flujo:
Flujo simple o doble
Vapor - Veloc máx 50 m/s – Recom 30 m/s
Agua – Veloc máx 3 m/s – Recom 2 m/s
Agua/Vapor – Veloc máx 20 m/s – Recom 10 m/s
Agua caliente – Veloc recomendada 5 m/s
Aceite térmico – Veloc recomendada 6 m/s

DATOS PARA SELECCIONAR
Determinar si será de flujo simple o doble
Indicar flujo y presión de entrada a la junta
Indicar velocidad de rotación
Indicar temperatura de operación
Indicar tipo de conexiones deseadas
Si es Junta existente informar las dimensiones K, M, P, S, N, O

Termocompresores

Componentes del Termocompresor Entrada de Vapor de Succión Entrada de Vapor Motriz Descarga de Vapor Motriz Expande para la descarga a la presión deseada Mezcla acelara para alta velocidad Actuador

Ecuación de Bernoulli Como la presión es reducida, la velocidad debe aumentar Vapor motriz expande de la aguja para alta velocidad Velocidad es reducida en el difusor para descarga, la presión es mayor

¿Cómo trabaja? Presión descarga Baja Velocidad 30 mps Perfil de Velocidad Vapor motriz Baja Velocidad Vapor de Succión Baja Velocidad Jacto motriz Velocidad muy alta Cámara de mezcla Alta Velocidad Cámara de expansión Velocidad cae

Razones de Diseño Pm = Presión Motriz Mm = Flujo Motriz Ps = Presión Succión Ms = Flujo Succión Pd = Presión de Descarga Md = Flujo de Descarga = Ms + Md P = Presión Absoluta

Razón de Consumo
Medir eficiencia del Termocompresor
Queremos minimizar la cantidad de vapor de alta presión necesaria
La Razón de Consumo depende de:
Presión de Vapor Motriz
Razón de compresión necesaria
Diseño del Termocompresor
Geometría de la aguja y la garganta (crítica para la eficiencia del diseño)
Tamaño de la garganta (superdimensionada es malo)

Consideraciones Energéticas
Vapor de media / alta presión es caro
Vapor motriz no pasa por las turbinas para generar electricidad
HP Boiler PRV Condensate return Blow through steam 850 psi steam 400 psig PM DRYERS Generator Turbine 165 psig 65 psig Misc. Mill Steam Users HP Boiler PRV Condensate return Blow through steam 850 psi steam 400 psig PM DRYERS Generador Turbine Turbina 165 psig 65 psig Misc. Mill Steam Users

Consideraciones Energéticas
Minimiza el uso de vapor motriz
Usar sifón adecuado
Minimiza el uso de vapor de arrastre
Sifones estacionarios pueden reducir el uso de vapor motriz en 75% comparado al rotatorio
A veces es posible reducir el tamaño de los sifones rotatorios
Tamaño correcto del termocompresor
Termocompresores superdimensionados son menos eficientes
Proyecto correcto del termocompresor
Diseño de alta eficiencia
Geometría de la aguja y garganta es crítica para la performance
Uso del termocompresor tipo booster para maximizar el uso de vapor de baja presión

Eficiencia del Termocompresor
Geometría del termocompresor tiene un gran impacto en el uso de vapor motriz
Gargantas superdimensionadas son ineficientes
Aguja para la geometría de la garganta es importante
Larga sección cónica convergente antes de la garganta es ineficiente para la operación
Dimensionamiento preciso es esencial
No se “informan más o menos” las condiciones de operación
El termocompresor es proyectado de acuerdo con las características del sifón
Modelo CFD ( C omputational F luid D ynamic) es una herramienta esencial
Tecnología moderna junto con la vieja “arte”

Proyecto del Termocompresor Conversión ineficiente de energiía Proyecto Convencional Alta velocidad en la área de mezcla resulta en más energía cinética disponible para conversión para presión Proyecto Kadant Johnson de Alta Eficiencia

Modelo CFD TC con una no óptima introducción de vapor de succión y descarga del tacto motriz
TC con una óptima configuración
Razón de consumo mejora en 20%
Menos vapor motriz requerido

Sumario Termocompresores
Los Termocompresores son herramientas de energía eficientes que pueden ser usadas para control de secadores y aplicaciones de aumento de presión
El correcto dimensionamiento es crítico para la performance
Previsión precisa de los flujos de operación y presiones
Casar las curvas del sifón con la performance del Termocompresor
No Sobredimensionar
Aumento del vapor motriz
Control pobre
Si cambiamos los sifones rotatorios para estacionarios tenemos que cambiar los termocompresores
Geometría de los TC es crítica para obtener la mejor eficiencia
Un termocompresor con geometría pobre va a trabajar pero con un alto consumo de vapor motriz (alto costo)
El modelo CFD es una buena herramienta para optimizar la geometría

Válvulas de corte

Válvulas de corte
PRINCIPALES FUNCIONES DE VÁLVULAS DE CORTE
Mantenimiento, reparaciones o reemplazos de sus componentes
Paradas de planta
Diversificación de procesos
Interrupción de determinados fluidos
GLOBO MARIPOSA ESFÉRICAS

Uso apropiado de válvulas esféricas CONTROL DE FLUIDOS APERTURA Y CIERRE LENTO APLICACIONES ON/OFF Diseñadas especialmente para…
VÁLVULA OPERANDO ENTREABIERTA
Incremento de la velocidad del fluido comienza a erosionar los asientos
PÉRDIDA DE LA HERMETICIDAD
Los asientos deformados no permiten el correcto cierre de la válvula

Construcción de la Válvula de Esfera Cuerpo de acero al carbono o acero inoxidable resistente a la corrosión El eje a prueba de fugas protege al operario y evita las pérdidas por emisiones Esfera rectificada con precisión Manija enfundada con vinilo de color según código Conexiones de bridas, roscadas, SW o BW La mayoría de versiones están disponibles con montaje ISO Asientos blandos antiestáticos de R-PTFE o V-PTFE Paso reducido (versión de paso total disponible) Estanqueidad del eje

Construcción de la Válvula de Esfera
ESFERA
Cada esfera se fabrica bajo rigurosas especificaciones de forma, dureza y terminación superficial
Esfericidad: 20  m
Rugosidad: 3  inch
ASIENTOS
Material reducido mantiene la estanqueidad
PTFE
R-PTFE (incrementa resistencia mecánica)
PDR 0.8
PEEK (alta resistencia química y mecánica)

M10 V/S M10 Vi/Si M10 Hi ISO M10 F/ F ISO M10 P M10 Pi M10 HP M10 HPi M10 Ti ISO M15 ISO V/K V-PTFE PDR-08 Steam @ 10 Bar g Process V-PTFE PDR-08 Steam @ 18 Bar g PEEK Steam @ 39 Bar g PDR 0.8 FIRESAFE OPC PDR 0.8 MPO: 145 Bar g ACETAL MPO: 350 Bar g UHMWPE Tobacco ( Teflon free ) AISI 316L Modulating Control M70i/ M80i V-PTFE Glass-RPTFE Clean Steam Rango M10- 3 Piezas

M33V / M31V ISO V-PTFE Low pressure steam , Condensate , Oils , Gases M33S M31S ISO PDR 0.8 Midium pressure steam , Process water , Edible oil , N atural ga s , Glicol, Compressed air , CO 2 , LPG M31 T ISO UHMWPE Tobacco ( Teflon free ) M33 F ISO R-PTFE OPC FIRESAFE Rango M33 / M31 – 2 Piezas

M40 V V-PTFE LOW PRESSURE STEAM CONDENSATE OIL & GAS M40 S PDR 0.8 MEDIUM PRESSURE STEAM PROCESS WATER EDIBLE OILS NATURAL GAS GLYCOL COMPRESSED AIR CO2 LPG M21 S PROCESS M40 F R-PTFE OPC PROCESS FIRE-SAFE PDR 0.8 M20 S M20 H PDR 0.8 PEEK BOTTOM BLOWDOWN HIGH PRESS STEAM Rango M20 / M40 – 1 Pieza

Menor cantidad de componentes- mas fácil de armar Ventajas competitivas Diseño ergonométrico de la palanca Arandela Belleville en el vástago Asiento + junta “integrada” (una pieza sola) Asiento + junta cuerpo-tapa

Opciones Traba Candado Extension Vastago Manija Oval BW extendido Orificio Venteo

Manometría Otros productos para la industria Válvulas esféricas y de mariposa Válvulas de control Torres para enfriamiento de agua Calentadores de agua Juntas rotatorias

Nuestro Trabajo Proyectos y Servicios

ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS Dosificador de ácido metatartárico en Viña San Pedro, Lontué Pasteurizador para Embosur

Pasteurizador de Antillanca Módulo de Calentamiento Baxter ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS

Sistemas CIP para Estanques de Mulpulmo Convenio de Mantención Preventiva Faenadora Lo Miranda, Planta Digestores, Iniciado en mayo 2006 ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS

Proceso agua de Diálisis en Clínica Santa María CIP para Nestlé Graneros ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS

Calentamiento de alcohol en CCU Proyecto de cogeneración en Watt’s ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS

Torres para enfriamiento de agua en Inducorn (Corn Products Chile) Automatización y control ALGUNOS DE NUESTROS PROYECTOS

ASISTENCIA EN TERRENO: AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

TESTEO DE TRAMPAS: RELEVAMIENTO

AL FIN

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Uso eficiente de la energía del vapor

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