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5/9/2018 Curso de Ingenieria Del Vapor - slidepdf.com
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PRINCIPIOS BAS~COSDE LA ~NGENIERIA
OEL VAPOR
Introduccibn 3
lQue esel Vapor? 3
lPor q,ue se usa el Vapor? 3
Producclon del Vapor 3
Terminologia y Unidades 4
Entalpia 4
Entalpfs Especifica 4Capacidad Calorffica Especifica 4
Presion Absoluta y Presion Manometrica 4
Calor y Transferencia de Calor 4
Entalpla del Agua Saturada 5
Entalpla de Evaporacion 5
Entalpfa del Vapor Saturado 5
Presion de Vapor 5
Volurnen de Vapor 6
Calidad del Vapor 6
Vapor Seeo y Vapor Hurnedo 6
Vapor Sobreca lentado 6
Generaci6n del Vapor 7
Condensacion del Vapor 9
Superficie de Calefacci6n 10
Barreras para la Transferencia de Calor 10
E I C ircu ito de Vapor"
Tablas de Vapor l2
preguntas 16
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lntroduccionEI curso de vapor SPI RAX SARCO, pretende
cementer las caracterfsticas y el usa del vapor
como transportador de enerqia para calefac-
cion dornestlca 0 industrial. EI usa del vapor
para produccion de potencia es un tarna esps-
eializado, ya suficientemente tratado y que
queda fuera de losobjetivos de este curso. Se
utllizaran las unidades del sistema interna-
cional.
EI curse va dirigido a todas las personas
relacionadas con el disefio, operacion, mants-
nimiento 0 cuidadoen general de un sistema
de vapor. Sesuponen conocimientos de ffsica
elemental, pera en la primera parte del curso
se definen los terrninos basicos y los. principios
que s e utilizan en la inqenierfa del vapor.
l QUe esel vap o r?Como otras substanclas, el .agua puede estar
en estado solido, Ilamado hielo, en estado
Hquido, que es cuando la Ilamamos agua, a
como gas, Ilamado vapor. En es~e eurso cen-
trarernos la atenci6n en lasfases Hqu ido y gas y
en eleambio de' una fase a la otra. Si se aiiade
calor al agua, su temperatura aumenta hasta
que alcanza un valor a partir del cua] ya no
puede subsistir como Hquldo, A este valor 1 0l lamamos "punta de satureclorr", Cualquier
nueva adicicn de enerqia provoca que pane
del agua hierva y se convierta en vapor.
tEsta evaporaci6n requiere cantidades de'
energia relativamente importantes y rnientras
esta se esta afiadiendo, el agua y el vapor for-
mado permanecen a la misma temperatura.
Igualmente, si conseguimos que el vapor libe~e
la energia que .se afiadio cuandose formo,
condensara y se forrnara agua a la misma tern-
peratura.
lPor q u e
se usael vapor?EI vapor ha sido utilizado como vehiculo de
energfa desde la RIEVOLl.ICION INDUS-
TR IAL Despues de su primara utilizaci6n
para preparar alirnentos, se ha convertido en
una flexible y versatil herramienta para la
industria cuando esta necesita alqun tipo de
calefacci6n. LPor que? Sencillamente, porque
el vapor se produceevaporando aqua que es
relativamente barata y accesible en wan parte
del mundo.
Su temperatura 58' pueds ajustar Don mucha
precision controlando la presion mediante el
uso de valvu las muy simples; transporta eanti-
dades de snerqia relativarnente irnportarrtes
con poca masa y cuando vuelve a convertirseen agua cede cantidades notables de energia
que se transrniten al media que esta calentsn-
do, con 1 0 que las un idadss ca lefactoras no
deben ser excesivamente grandes.
P rod u cci6n del vapo rOuizas la mejor mansra para explicar la for-
rnacion del vapor es consioerar un experirnen-
to ima.ginario (ver fig. 1).
Supongamos que tornarnos un cilindro
con la parte inferior tapada y rodeado de ais-
lante 100% eflciente, con 10 que no hay per-
didas de calor a traves del misrno, Siilntrodu-
clmossn el cilindro 1 Kg. de agua a la tempe-
ratura de forrnacion del hielo, OOC , podemos
utilizarlo como punta de referencia y decir
que para nuestros propositos su eontenido de
calor, 0 entelpla. es O . Cualquier adicion de
calor al agua hara aumentar su temperatura,
hasta Que se alcancen los ioocc (puesto que
el ci lindro estaabierto en su parte superior, 8 1
agua se le aplica unicarnente la presion atmos-
ferical. Cualquier aumento adicional de ental-
pia haee que el agua no pueda seguir m~nte-
niendose en fase liqulda y una parte hisrva
convirtiendosa en vapor ..
La entalp ia total retenida par cada Kg.
de agua Iiquida a la temperatura de ebullicion
se llama "Entalp fa especffica del agua satura-
da" y se designa can el slrnbolo "hj"..
La entalpla adicional necesaria para con-
vertir 1 Kg. de agua en vapor se llama
"Entalpta especlfica de svaporacion" y se de-signa con el simbolo "hfg".
La entalpta total de cada Kg. de vapor es
la suma de las dos anteriores. Se tlama "Ental-
pia especifica del vapor" y se designa con el
simbolo "hg". Estel claro que:
hf + hfg = hg
Cuando al Kg. de agua de nuastro ci lindro
que estaba a la temperatura de 1 0QOC , 58 I e
ha afiadido toda la Entalpfa Espec::ffica de eva-
poracion. 8 1 ag~a se habra convertido total-
mente en vapor a la presion atrnosfarlca. Su
vo lumen sera rnucho mayor que el del agua
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Iiquida. EI factor de multiplicaci6n es 1,.673.
Claramente las molecules del agua liquida se
rnanttenen mucho mas proximas que las rna-
hkulas del vapor. Se puede pensar en que el
proceso de evaporaci6n consists en aiiadir
suflclante enerqia para que cada molecule
pueda vencerla fuerza de cohesion que la
mantiene proxima a sus vecinas can 10 que
abandonara el Hquido del cilindro y se movera
Ilibremente en fase gas.Se puede esperar que,si la presion en la
parte superior del liqu ida aurnenta, las rno-
h~culas sncontraran mayor dificultad en aban-
donar el l iquido. Les deberernos comunicar
mas enerqia para que puedan romper los enla-
ces y rnoverse en tase gas. Esto quiere decir
que la temperatura del agua debera ser mayor
de 1DOoe para que la evapcracion se inicie.
Esto es, realmente, 10 que sucede en la prac-
tlca. S i nuestro cilindro imaginario es provisto
de un piston, libre de rozamiento y S8 coloca
un peso en la parte superior del mismo paraaurnentar la presion del agua, la temperatura
de la misrna estars enci rna de los 1000e cu ando
empiece la svaporacion. A cualquier presion
dada .le corresponds una temperatura unica
par encima de 1 a cual el aqua no puede subsls-
tir como liquido y cualquier errtalp la cuvo
valor est€! por encima de la "Entalpfa espect-
fica del aqua saturada" evaporara parte del
I{quido. Igualmente, si la presion del agua des-
ciende per dsba]o de la atrnosfer ica, les resul-
ta mas facll alas molecules romper sus enlaces.
Requieren un manor nivel de energfa, es
dsclr. se reduce la temperatura a la que S8
lnicla 1a ebutlicion y la correspondlente
"Entalp fa especfflca del agua saturada". En
las "tablas de vapor" se recogen tampsraturas
y prssiones de obullicion junto con las Ental-
p las de aqua y vapor.
I
~
Piston
1 kg de aquaSuministro . . . .de Terrno-Energia
~
metro
I•
F i9. 1 Experimento de produccien de
vapor.
4
T e rm in o lo g fa yunidadesEntalp{a
Es sl terrnino utilizado para deslqnar la ener-
g(a total, debida a la presion y la temperatura,
de un flu ida, lfquido 0 vapor (tales como el
agua y el vapor de aqua], en cualquier momen-
ta y condicion dados, La unidad basics de nne-dida de cualquier tipo de energfa es el joule
(slmbolo J). Puesto que un joule representa
una cantidad de enerqia muv paquefia. actual-
mente se multiplica por 1000 V se trabala en
Kilojoules (KJj.
Entalpia espacfficaEs la entalpia (energia total) de una unidad de
masa (1Kg). Las unidades norrnalrnente usa-
das son KJ/Kg.
Capacidad Calorlfica Especifica
Es 1£1msdida de la capacidad que posee una
substancia para absorber calor Vse define como
la cantidad de energfa (joules) requerida para
aumentar 10C a 1 Kg . de esa substancia. Se
expresa en KJ/Kg.oC. La capacidad caloriflca
especifica del agua es de 4,186 KJ/Kg.oC.
Significa que un aumento de sntalpla de 4,186
KJ hara aurnentar en 10C la temperatura de 1
Kg. de agua.
Presion Absoluta V Presion Manometrica
A la situaeion taorica de vacio perfecto 0
ausencia total de presion se Ie llama "cera
absolute". Presi6nabsoluta es la ejercida por
encima de este oero absoluto. La presion
atrnosterlca es de 1,013 bar abs. a rtivel del
mar.La presion manometrica es la que se lee
en un man6metro standard instalado en el sis-
tema. Puesto que esta presion es la existente
par encima de la atrnosferica, el cera del dial
del manometro ie s equivalents a unos 1,013
bar abs.
Asi. una presion de 3 bar abs irnpllcara 1 . 3lecture de 1,987 bar (retativos) en el rnanorne-
tro.Las presiones par debajo del cera relative
S8 sxpresan en rnilibar (mil milibar = = 1 bar).
Nota: 1 bar'" 100kPa (Pa e Pascatl.
Calor y T ransterencia de Calor
EI calor es una forma de energia y como tal es
parte intecrante de la entalp fa de un Hquido 0
gas. La trsnsterencis de calor es el flujo de en-
talpfa de una materia de alta temperatura a
otra de temperatura rnenor, cuando se lespone en contacto,
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Se debe rscordar que 10 que 58 acaba de
definir como Entalp la se definia antlquamen
teo como Calor Total, el cual era la surna del
C alo r S en sib le y del Calor l.aterrte (equivalen-
tes a la Entalpia del aqua y a ta Entalpfa de
evaporacion que definim os a continuaci6n).
Entalpia de Agua Saturada
Supongamos que disponemos de agua para lie-nar una caldera a presion atmosferica, a una
temperatura de 100e y que el agua inicia la
ebulticlon a 1000C. Se requeriran 4,186 KJ
para aumentar en loC cada Kg. de agua. EI
aumento de Entalpia sera de 376, 74 KJ
(90 x 4,186) al aumentar la temperatura de
lOoe a 1000C. Si la caldera es de 10.000 Ii -
tros (10.000 Kg .) el aumento de Entalpia
para Ilevar el agua hasta su punta de ebulli-
cion es de 376,74 KJ/Kg. x 10.000 Kg.. =3.767.400 KJ .
Reeordemos que este valor no es Ia enta l-
pia del agua saturada sino simplemente el
aumento de entalpfa requerido para aumentar
la temperatura del aqua de lOoe a 100°C. EI
punto de partida en las tablas de vapor es agua
a O O C , valor al que se supone que el contenido
calor Ifico es cero para cualquier proposito,
(E! calor absolute contsnldo serfs considera-
ble si tornararnos com o calor cero el del cero
absolute, equivalente a ·2730C). La entalpfa
especifica del agua saturada a 1DODe es par
tanto 100 x 4,186·::: 418,6 KJ.
Entatpia de Evaporacion
Supongamos por un momenta que ell vapor
que S8 va formando S8 puede descargar libre-
mente a la atmosfera. Cuando el a qua ha a lca n-
zado los lO O oe, S8 continua transfiriendo ca-
lor del homo ai agua pero la temperatura no
sigue aumentando. EI calor adicional se usa
para vaporizer el agua y convertirla en vapor ..
La enta Ip ia que produce un cambi 0de estado
de l iquido a qa s sin var iac icn d e tempe ra tu ra
S8 llama "Enta lp ia de evaporaeion", La e nta l-pia de evaporaeion es la diferencia entre Is
entalpia del agua saturada y la del vapor satu-
rado seco,
E ntalp i del Vapor Satu red 0
Hemos vlsto que e l v ap or qenerado en una cal-
dera corrtiene una entalp fa que es la suma de
otras dos, Esta suma de entalp ias se conoce
como "Entalp ia del vapor saturado ". En csda
Kg. de rnasa de vapor a 1000e y a presion
atmosferica, la entalpia del agua saturada es
de 419 KJ, la entalp ia ds evaporacion es de2.257 KJ, y la entalp ia d el v ap or saturado es,
por tanto, de 2.676 KJ. Estos valores estan
tornados de las tablas de vapor que verernos
con mas detalle rnasadelante.
Par supuesto, ls proporcion entre la
entalpia del ag u a s atu ra da y la de evaporacion
permanece constante a una presion dada, cual-
quiera que sea la cantidad de vapor afectado.
Por ejemplo, si estuviesernos considerando
una masa de 100 Kg , de vapor en lugar de
1 Kg ., cad a uno de los valores del parrafo an -
terior deberfa ser multiplicado par 100.
Presi6n del vaporY a hemos mencionado el term ina "presion
atmosferica". Es slrnplernente la presion que
ejerce la atmosfera terrestre sobre todas la co-
sas y en todas direcciones, La unidad de pre-
sion en el sistem a internacional (51) es e! bar( 1 b ar:;;; 100 I<Pa). L a presion ejercida por la
atmosfera cuando el agua esta hiviendo a
1000e es de 1,01325 bar. Es un valor ta n
prox imo a 1 bar, que la aprox lrnacion es
suficiente en 1 8m ayor parte de casas practices.
Volvamos al ci lindro imag inario, con su
piston libre de rozarnlentos, que hemos
mencionado antes. S i el agua es calentada en
el ci l indro basta que se produce vapor, este
llenara la parte inferior del piston hasta que la
presion del vapor vel agua ss squilibren con
la ejercida par el piston carg ado. En este m o-menta, si se produce mas vapor, ernpujara el
piston hacia arriba dsbido a la m ayor m ovili-
dad de l as molecules y la presion permanecera
constante.S i p ud ie se rn os in troducir ma s agua en 81
ci ltndro para mantener su nivel, 5e ir ia for-
mando m as vapor que empujaria mas arrib a al
piston, A partir del memento en que el pis-
ton no p ud ie se s ub ir mas, si se siqu lese for-
mando vapor.Ta presion aurnentaria.
Y a hernos dicho quesi e l c ilin dro 0 calde-
ra se opera a, una presion superior a la atmos
terica, la ternpsratu ra del ag ua satu rada y de I
vapor es superior a lo s 100°C. S i la presion
fuese de lObar abs, l a tempera tu ra de satura-
cion del aqua serfa de l80oe. Para. alcanzar
esta mayor temperatura, el agua tendrs una
mayor cantidad de "Entalpfa de l agua satura-
da",
Par otra parte encontramos que la ental-
pia de ev apora cion necesa ria p ara c on ve rtir
el agua saturada en vapor es menor a medi-
da qu e la presion au m enta. A p re sio n e le va da ,'las moleculas de vapor tienen menor g rada de
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libertad y por tanto la eantidad suplementaria
de energ ia necesaria para separarlas del ag ua
(donde ya estan a un aha nivel de enerqia]
es menor. A muy altas oresiones, hacia lo s
221 bar, e! nivel de energfa de la s m o le cu le s
de vapor es el m ism o que el de las motecu las
de aqua, con 10 qu e se anula la entalp ia de
evaporaci6n.
Volumen de Vapor
S i 1 K g . (masa) de aqua (1 It. en vo lurnen l se
convier te to talmente en vapor, el resu Itado
sera ex aetamente 1 K g . (rnasa) de vapor. S in
embarg o, al contrario de 10 que ocurre con el
aqua, el volurnen ocupado por una rnasa dada
de vapor depende de su presion. A la presion
atrnosterica, 1 Kg . de vapor oeupa unos 1,673
m3. A la presion de lO bar abs, el rnisrno K g .
de vapor solo ocupa 0 ,1943 m3. E I volurnen
de 1 K g . de vapor a una presion dada es suvolurnen especifico (Vg). EI vclurnan ocupado
por una unidad de masa de Vapor disminuye
cuando la presion aumenta. V iene represents-
do en forma g rM ica en la fig . 2.
20,-- - i i 1 - - , - R =, ' - - - - \---
f- I-I
"_1+' \ -, ,
t _~ r
i ; -, . , - -- !
- ~,
t '~
, ,- ~tr._~- - - 1
~ --L - I
I .\
N : . -t
r . ..t-, - h- + - - , 1 -- .
~
'"I 15
'"u
2
Volurnen Especr'fico· mJ Ikg
Fig. 2 Vapor Saturado Seeo - Presion!V olum en E specifico .
Calidad del vaporVapor Seeo y Vapor Humedo
Hay que deeir que las Tablas de Vapor rnuss-trail las propledades del !Iamado "Vapor satu-
rado seco". Es un vapor que ha sid o e va po ra -
do cornpletam ente, es decir, no contiene g otas
de ag ua liqu ida. En la practica, el vapor a me-
nuda arranca pequcrias qo ias de aqua. con 1 0
que ya no puede ser descrito como vapor satu
rado seco . S in crnbarqo . cs importante que el
vapor utilizado para procesos 0 calefaccion
se a 10 m as seco posible . Verernos mas adelante
como se consique, u tilizando "separadores" V
"trampas para vapor". L a calidad de! vapor se
describe mediante su "fraccion seca", que asla proporcion de vapor completamente scco
6
oresente en ef vapor considsrado. E I vapor se
llama "hurnedo" si contiene gotas de agua
en suspension que no transportan entalp (a
espccffica de evaporaclon Per ejem plo, la
cntalpia espec ifica del vapor a 7 bar con Ulna
fracci6n seca de 0 ,95 se puede calcular del
modo siquiente:
Cada Kg . de vapor hurnedo contendra la
to talidad de la entalp ia del ag ua saturada,
pero como s61 0 hay 0,95 K g . de vapor seco,
con 0 ,0 5 K g . de aqua, 5610 estara presente el
0.95 de fa entalp ia de evaporacion. Por tanto,
' Ia en ta l p ra espedfica sera de :
h9 = hf + (0,95 x h(g)
:= : 721,4 " (0,95 x 2.047,7)
:::2.666,7 KJ /Kg .
E ste valor representa una reduccion de 1 02,4
K J/K g en relacion con la entalpia especfflcadel vapor a 7 bar relatives cncontrada en las
Tables de Vapor. L as oequenas gotas de agua
en el vapor hurnedo oesan perc ocupan un
volurnen despreciable. EI voiumen del vapor
hurnedo es, par tanto, menor que el del vapor
saturado seeo. Volurnen del vapor hurnedo =volurnan del vapor satu rado seco x fraccion
seca.
Son la s gotas de aqua en suspension las
que hacen visib le al vapor humedo. E I vapor
como tal, es un qas transparrentc pero las gotas
de aqua Ie dan un aspecto blanquecino alrefleiar la luz,
Vapor Sobrecalentado
Mienlras haya aqua presents, l a t empe ra tu ra
del vapor saturado se correspondera con la
que se encuentra en las Tablas de Vapor. S in
embargo , si l a t ransf crene ia de calor continua
despues que se ha evaporado toda el aqua. la
ternperatura del vapor segu ira aumentando.
En estos cases e~ vapor S8 Ilarna "sobre-
calentado " entendlendo como tal al vapor qu e
se encuentra a cualquier temperatu ra par enei-rna de la del vapor saturado a la presion cortes-
pondiente. E1vapor satu rado condense rapida
mente sabre cualquier superf icie que este a
m enor tem peratu ra . puesto que le c orn un ic a
entalp ia de evaporacion Que es la enerqia que
transporta en mayor proporcion. Contraria-
mente, cuando e! vapor sobrecalentado cede
una parte u e su entalp ia. 10 hace m ediante
una disrninucion de temperatura. Por tanto
no habra condensacion haste que se a!canee la
temperatura d e s atu ra ci on v , por tanto , el flu-
jo de energ fa desde el vapor sobrecatantado esmenor, en g eneral, que el que S8 ouedealcan-
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zar con vapor ssturado aunque el vapor sobre-
calentado esta a may or tem pera tu ra. Debido
a otras propiedades. eol vapor sobrecalsntado
es el que se utiliza habitual mente para coten-
cia, rnientras que el vapor ssturado es ideal
para aplicaciones de proceso y calefaccion,
Generaci6ndel vaporAntes de pasar a considerar el usa practice
del vapor co nv iene verificar que 105 aspectos
teorlcos han quedado suticlenternente ciaros.
L a energ f8 qu (m ic a co ntenid a en el carbon,
gas IJ I otro combustible de caldera S9 convierte
en enerqia calortfica a l q u ema rs e estos.
Esta enerqia calorffica se transmite a traves
de las paredes del hogar de 1 8 caldera basta el
agua. Mediantela adici6n de esta energia calo-
rificala tem peratura del ag uaau menta y
cuando alcanza el punto de saturaclon, hierve,
L a e ne rg fa calorffica adicionada que ha tenido
como efecto el aumento de la temperatura del
agua, se llama Entalp is del agua saturada
[sirnbolo hfl.
EI ag ua a una temperatura igual a la de su
punto de ebullici6n se llama ag ua saturada. L a
entalpia especifica del agua a O O C se torna
habitualmente como csro, La capacidad calo-
r ifica espec ffica del aqua es de 4,186 KJ/Kg.
oC" Par 10 tanto, aurnentar la temperatura de
1 Kg. de agua de o o e a 100De (punto de ebu-
llicion a la presion atmosferica) raquerira una
entalp ia especjfica de aqua saturada de
4,186 x 100 =418,6 KJ.
Si 18 caldera se alimenta ca n '_000 Kg.
rnasicos de agua (1 .00 0 lts.] la entalp ia del
aqua saturada es de 1,000 x 4,186 x 100 =
41:8.600 KJ. S i el agua de nuestra caldera esta
ya a 1D o e el aumento de entalp fa necesaria
para Ilevaria al punta de saturacion es de:
1000 x 4,186 x 90 = 376.740 KJ
Hay que recordar que este valor no es la
entalpfa total del aqua saturada sino e l a ur ne n-
to de entalpia necesaria para llevar el ag lila
de 100C a 100oe, EI ag ua a lOoe ya tiene
entaipfa (liamada algunas veces entalp ia del
agua frfal. L a entalpia total es siempre de
418.600 KJ para ag ua saturaoa a 1000e en
una caldera de 1 .00 0 K g . E I ejemplo propor-
clona una pr irnera lecclon pract ica de econo-
rrua de combustible. Cuanta mayor sea latemperatura inicial del aqua en la caldera m e-
n 01 " enta Ip la sera necesaria para llsvarla a I
punta de saturacion y, par consipuiente, seranecesarlo quemar rnenos cantidad d e comb us-
tible. Ya tenernos el agua a 1DOoe . Si en nues-
tra caldera continuamos transfiriend o calo r al
ag ua, la entalp fa adicional producida pa r esta
transferencia no provoca un aumento de la
temperatura de! agua sino que la svapora, con=
virtiendola en v ap or.
La entalpia que produce este carnbio deestado sin cambio de temperatura se conoce
como entalp fa de evaporacion (strnbolo hfg)'
As! pues, e l v ap or qenerado en la cald era tiene
: 2 tipos de entalpta, 1 8 1 del agua saturada y la
deevaporaci6n. L a surna de las dos es la ental-
pia del v apo r saturado (sfrnbolo hg).
hf + hfg::: hg
Los ejernplos citados para ilustrar lo s
puntas baslcos suponen presion atrnosferlca.
Consideremos ahara la caldera com o un rect-
pients cerrado. Algenerarse vapor queda com-
prim id o y ejerce una presion en todo 10 que Ie
rodea, inclu id a 1 8 superfic ie del agua. AI au-
mentar la presion de esta superficie del agua,
aurnenta la temperatura del agua saturada
puesto Q'Je la s molecules necesitan mas enar-
g fa para abandonar la superfic ia. M ientras que
a la presion atrnosferica la temperatura del
ag ua satu rada es de 10 0oe, a la presion de 10
bar abs, la temperatura del agua saturada subs
a 1800C_
La fig ura 3 rnuestra 18 entalpfa del aguasaturada a p re si on atmosfertca. Comparernosja
conla figura 4 que rnuestra la en talp fa co rres-
pondiente a 10 bar abs, La entalpfa de cad a
Kg . de vapor saturado en la figura 4 ha crecido,
pero s610 ligeramente (en 102,1 KJ). L a ental-
p fa del agua saturada, en cambio, ha crecido
mueho (e n 343,8 KJ) mientras que la de eva-
poracion a d ismi nu r doiem 241,,7 K,Ij}. L as
reqlas practices que S8 deducen son:
i) Cuando la presion del vapor aurnenta:
L a entalpia del vapor saturado aurnentaligeramente
La entalpia del ag ua saturada aurnenta
La entalp (a de evaporacion disminuye
ji) Cuando la presion del vapor disminuvs:
L a entalpja del vapor saturado dism inuve
ligeramente
L a entalpfa del ag ,ua saturada disrninuve
L a entalpia.ds evaporaci6 n au menta.
Por tanto, cuanto menor es la presion delvapor m ayor es Ja entalpra de evaporacion,
7
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1S00C
Entaipta de
evaporacion
2015.3 kJ
Entalpfa
deEvaporaci6n
2257.0 kJEntalpia de
vapor
saturado
2778.1 kJ
Entalpia de
vapor saturado
2676.0 kJ
Fig. 3 Entalpia de 1 kg de vanor
a p re sio n atrnosferica.
Fig. 4 Entalpia de 1 kg de vapor
a 10 bar absolutes.
G
Tz
E
uo
50 h reca Ien-
tamiento
//
Entalpia/oCI
L _Entalpiil Especif ica
de evaporaclon
Enta Ipia Especifica
d C ' 1 aqua s a t u r a d a
Fig. 5 Grafica Temperatura - Entalpia/oC.
8
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EI significado de esta afirrnaci6n se vera con
mayor claridad cuando considerernos la con-
densacion del vapor. EI grMico de la fig. 5
rnuestra el cambia de estado de agua a vapor
y el efecto de afiadir errtalp ia a una u otra
fase. EI eje vertical es el de temperatura y el
horizontal es la en talp ia divldida par la
temperatura a la eual esta entalpia 58 sstaanadiendo. EI usa de este factor artificial 5i9-
nifica que el area situada entre las lineas del
qrafico y el eje horizontal reprasenta la
entalpia. Ella facilita la lectura en el diaqrarna
de la informaci6n que par otra parte se
.encuentra en las Tablas de Vapor.
En el punta A del grafico, el aqua a DoC
tiene un contenido de entalpia igual a O. AI
aFiadir entalpla la temperatura aumenta a
1 '0 largo de la l inea AS. E I pu nto B es ,e l l de
saturaeion (ebullici6n) Tl, correspondiente
a la presi6n del sistema, Dcsde el punto B alpunto C, la entalp ia de evaporacion se afiade
a temperatura constan te T1. Cualquier adicior
de antalp ia mas alla de este punta C hara
aurnentar la temperatura dell vapor, par ejem-
plo hasta T2, correspondiente 2 1 1 punto D.
La parte del grilfico a la derecha de la linea
que une C y D representa vapor sobrecalen-
tado, EI mismo ejemplo a una presion supe-
rior venera representaoo par una CONa ta I
corno la AEFG.
Condensaciondel vaporTan pronto como el vapor dejala caldera,
empieza a ceder parte de su entalpia a cual-
quier superf icie con rnenor temperatura. AI
hacer esto, una parte del vapor condense.
convirtiendose en agua a la r:nisma ternperatu-
ra. EI proceso es exactamente el inverse del
que tiene lugar en 13caldera cuando 81aqua se
convierte en vapor al afiadirle calor. Cuando el
vapor condense, cede 13entalp ia de evapora-
Cion. Veamos que pasa cuando S8 utiliza el
vapor para trabajar en proceso a en calefac-
cion. La fig. 6 rnuestra un recipients calenta-
do por un serpentfn del tipo de los que se
encuentran en cualquier equipo que utiliza
vapor. EI recipients esta lIeno del producto
que se debe calentar y el vapor pasa par el ser-
pent in. Este vapor cede 5U entalp ia de evapo-
racion a la pared rnetalica del serpent in, el
cualla transfiere al producto.
A med ida que el vapor condense se va
formando aqua caliente que cae a 1 8 parte ba]a
del serpent in , Este aqua lIamada "condensado"
debe ser drenada. Si el vapor condense a una
velocidad superior a la de drenaie, la parte
baja del serpentin se ernpezara a llenar de
agua como rnuestra la fig. 7, Este efecto se
llama "aneqado". Iniciaimente, la temperatura
del condensado sera 1 8 misma que la del vapor.Esto podra Ilevarnos a pensar que este aneqa-
do no es pernicioso, pero vamos a ver que su
formaci6n reduce sensiblernente la efectjvidad
del serpr-nt in, Si bien la temperatura del vapor
y lei lIel condensado recien forrnado es la rnis-
rna, la del condensado disminuye 5i siqus trans-
firiendo en talp ia al serpent in y par tanto al
producto. Este hscho reducira lil dderencia de
temperatura entre el agua condensada y la
pared del serpent in y, por 1 0 tanto, disminuira
el flujo de calor.
Mas adelante se vera tambien que el coefi-ciente de transferencia de calor entre el agua
y el serpentin es rnenor que entre el vapor y
el serpentjn, La cornbinacion de estes dos
efsctos hace que el flujo de calor en la parte
del serpent in que contiene condensado sea
mucho menor que en la parte llena de vapor.
Aunque la entalp ia del agua saturada 5e pueda
utilizer. la maxima transferencia se obtiene sl
8 1 agua S8 elimina del scrpentin 1 0 mas rapida-
mente posible, dejando lugar para el vapor. La
Fig. 6 Tanqu€ con serpsntfn
Calefactor,
Fig. 7 Tanque con serpentrn caletactorparcialmente anegado.
~ __J
9
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manera de utilizer la energ fa residual del con-densado 59 cornentara mas adelante,
S uperficie de
calefacci6nla superficie calefactora del sarpentfn se co-
noee como "superficie de calefaccion", Con
el fin de alcanzarla max ima transfsrencia
calorifica del vapor at producto, hay que usar
toda la superficie de calefacci6n, Esta claro
que si una parte de esta superficie esta cubler-
ta,el area a traves de la cual se p ue de e fe ctu ar
transferencia de calor desde et vapor al pro-
ducto sa reducira en la m ism a proporcion,
Esto e s e xa ctam en te 10 que sucede si el con·
densado queda retenido en la parte baja delespacio dedicado al vapor. Parte de la superfi-
cie de calefsccion astara cubierta por agua y
no sera posible obtener la m ism a tra nsf ere nc ia
de calor del vapor al producto que si utiliza-
rnos la totalidad de la superficie de calefac-
cion,
E t area utilizable para transferir calor es
uno de lo s tres factores ptinclpales que centro-
Ian la cantidad deentalp la transfer ida del va-
por al producto, L a diferencla d e t empe ra tu ra
entre el vapor y 8 1 producto es otrotactor y el
flujo to tal de calor se estirna dirsctarnenteproportional a esta diferenciade temperatura.
E I tercer factor que controls el flujo total de
entalpia as el "coeficiente de transferencia de
calor". Depende de la resistsncia que oponen
al paso de energfa las d ife re nte s p el ic ulas que
se encuentran entre vapor y producto . V am os
a e x am i na r este caso con mas d eta ll e.
Barreras para la
transferencia decalorL a figuras 6 y 7 muestran el vapor y el con-
densado en contacto can la-suoerficie de cale-
faeei6n del serpentfn.. Pcdra parecer que la
pared rnetallca es el unico obstacu lo que im pl-
de la transferencia directa de calor desde el
vapor a1 producto . S in embargo , en la practice
noes aS I y la fig ura 8 es una representaclon
rnasrsalista de 10 que sucede. Pelicu las de aire,
aQua V 6x ido estan prox lrnas a la parsd m eta-
lica y actuan com o barreras para la transferen-
10
cia eficiente de calor, En la parte de pared en
contacto to n el pro ducto, perrnenece estaticauna pel icula del m ism o y posiblamente restos
deqradados d el p ro du cto y oxides del tubo,
EI flujo de calor se reduce se nsib leme nte d eb i-
db a Ia resistencia de estas pel icu las. L a limpie-
za re g u la r es la solucion opti m a para el irn inar
lo s oxides 0 la suciedad, rnientras que la agi-tacion del producto pued e red ucir de alquna
manera el esoesor dal ljquido estatico.
En la parte de la pared en contacto con al
vapor tambien se puede m ejorar la transm i-
sian lim pianda la tuber I a de los 6x idos 0
im p ur ez ss a rra str ad as par el vapor. T arnbien
puede avudar un correcto funcionam iento de
la caldera que impide el arrastre de 90tas con
productos contarninantes. S in embargo, las
petfculas de aire y cond ensado requieren ma-yor atencion,
Sabemos que cuando el vapor entra encontacto conla superficie fr Ia de transferancia
de ca lor, cede suentalp fa de evapc ra cic n y
condense. La condensaci6n puede producir
g otas de agua 0 p ue de fo rm er inmsd iate rn en te
una pelfcula com pleta. lncluso en el caso de
forrnaclon de gotas, estas sa juntan y forman
u na p elfc ula y cuando esta aumenta de espe-
so r el agua ernpieza a resbalar par la pared .
E I agua tlene, sorprendentem ente, una elevada
resistencia a la transferencia de calor. Incluso
una pelfcula muy tina de ag ua representa una
obstrucci6n sig nificativa. U na pehcula de aquade 561 0 O ,25m m. de espesor ofrece la rnisrna re -
sistencia a la transferencia de calor que una
pared de hierro de 17 mm. 0 una de cobre de
120 mrn, Estos valores dan idea de la impor-
tancia que se debe prestar al suministro de
vapor tall seco como sea posib le y a garantizar
la rapida elirnlnacion del condensado tan pron-
to como se form a.L a pellcula de alre tlene todavie un etecto
m as drastlco en contra de la transrnision de
Q
0en (J) <tw UJ Ua z z 2
0 a a <! 0<t
u ~ I-
UJU'l u
PARED U'l oZ <t <t w :: >
VAPOR Il: w I- META- t ; ; 0
« 0 cn a0
Z :J LlCA = : . l-ll:
0 tI: a :: u0-
U U U = : .z z 0
a0: :o,
Fig. 8 Pel iculas Aislantes.
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calor. E s por esta razon Que los rnateriales ais-
lantes mas efectivos estan constitu idos po r
una rnasa de celulas de aire dim inutas reunidas
mediante fibras no conductoras. En g eneral se
acepta que una pel icu la de aire de solo 1 mm .
de espesor puede ofrecer la rnism a resistencia
al flu jo de calor Que una pel fcu la de ag ua de
25 mm . una de hierro de 1 .7 m 0 una de cobrede 12,0 m de espesor, Mas ade la nte dedicere-
m os toda nuestra atencion a la elirninacion de
aire de los sistem as de vapor"
E I circuito d e vap o rlE I vapor que 58 g enera en la caldera se debe
transportar mediante tuber ias a los lug ares
donde se requiere energ fa calorifica. En prim er
luqar, habra una a m as tub erias principales 0tuberias de distribucion, desde la caldera has-
ta la zona consum idora de vapor. A partir de
estas tubertas, otras de m enos diarnetro trans-
portan el vapor hasta los equipos individuales.
Cuando la va lvu la de salida de la caldera se
abre (par supuesto, lentarnente] el vapor sale
inm ediatam ente hacia la tuberja de distribu-
cion. Puesto que esta, inicialmente, esta frfa,
el vapor Ie transrnltira calor. EI aire que rodea
la s tu b er ia s tarnblen esta mas frio que el va-
por , can 10 cual el sistema a medida que se
calienta ernpieza a irradiar calor al aire , E staperdida de calor a la atmosfera provoca que
una parte del vapor condense. E I agua forma-
da par condensacion cae a la pane baja de la
tuberia y circula ernpulada por el fllu jo de
vapor hasta los puntas bajos de la tuberia de
d i st ri buc i6n .
Cuando una valvula de un aparato consu-midor de vapor abre, este vapor que precededel sistem a de distribuci6n entra en el equipo
y vuelve a ponerse en contacto con superficies
m as frias. Cede su entalpfa de evaporacion y
condense, tal como hemos visto en el ejemplodel recipiente calentado mediante un serpen-
tin . Se establece un flu jo continuo de vapor
que sale de la caldera. Para poderlo sum inis-
trar se debe g en era r v ap or continuarnente. Por
etlo, se invecta combustib le al horne y se
bombea agua a la caldera para compensar la
que se evapora. Sabemos que la entalpta espe-
cffica del agua saturada aumenta en 4,186
KJ/Kg cuando la temperatura aumenta 1DC .
S i introducirnos en la caldera agua calien-
te en lug ar de ag ua fda se debera aiia dir m en os
entalpfa para lIevar 8 1 ag ua a su punta de ebu-lliciorr, con la consigu iente reducci6n de la
cantidad de com bustible necesaria para g ene-
ra r v ap or. EI condensado que se forma en las
tuberias de dlstribucion V en los equipos de
proceso se pusde utilizar para esta alim enta-
cion de la caldera con ag ua caliente. Par ella,
e l sis tem a baslco de vapor se debe completer.
como se indica en la figura 9, devolviendo el
condensado al tanque de allrnentacion de la
caldera. H ablaremos de los rnetodos majoresV mas practices para efim in ar e l c ond en sa do
y devolverlo a la caldera, en las tres partessig uien tes d el c urso .
~ ~ - r ~ - - - - - - r - - - - - - - - - - - - - r - - - - - - - ' - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - ~IIIII
I
I
t
Vapor
Vapor
Fig. 9 Circuito de Vapor.
1 1
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Tablas de vaporYa hemos vista que hay una relacion entre la
presion del vapor V la temperatura de satura-
cion: que las entalp la s del agua saturada, de
evaporaci6n y del vapor saturado varian y S8
interrelacionan con la presion y que el vohr-
m en varia tarnbien con estes cambios de pre-
sion. Afortunadamente, existen tablas que
relacionan las propiedades del vapor a varias
temperaturas. Se Haman Tablas de Vapor y
son el resultado de los ensavos efectuados
hasta ahora con el mismo.
Puesto que los vaJores de la entaJp fa se
dan para 1 Kq., S8 trata de la "entalp ia sspecl-
fica del a qu a s atu ra da ". "entalp {a espscifica
de evaporaci6n" y "entalp ia espec ifica del
vapor s atu ra do ".
La informacion dada en las 7 columnas de
la tabla es la siguiente:
Columna 1
Da la presion del vapor que se leara en un m a o
nornetro . L os va lores ernpiezan a la presion
atrnosferica que es la presion 0 del rnano-
metro.
Columna 2
Es la presion del vapor en bar absolutos. Siqni-
fica que su origen estara en 1,013 bar por de·
baio de la p re si on atrnosferica. Nota: L a pre-
sion puede ser expresada en Kilopascales (kPa)_
(1 Bar " , 1 0 0 KPa ).Columna 3
Es la temperatura del vapor saturado en 0c ala presion lndicada en las columnas 1 y 2. Es
tambien la temperatu fa de ebu II icion de I agua
a la rnisrna presion.
Columna 4
Es la entalp ia especfflca del ag ua saturada (hf)
a la presion indicada. Representa los KJ de
entalpfa del agua saturada en cada K g . de va·
por. Representa tambien el nurnero de KJ en
cada K g . de agua saturada a la temperatura
de ebullicion a la rnisrna presion.
12
Columna 5
Da la entalpra especrflca de evapor acion (hf )
a dlversas presiones. Los valores so n 8 1 num~-
ro de KJ de enta lp fa de evaporacion en cad a
Kg. de vapor.
Columna 6
Muestra la entalpia especifica del vapor satu-
rado (hgl a la presion dada. los valores so n el
nurnero total de KJ de entalpfa de v apo r sa tu -
race en cada Kg . de vapor. E ste valor es 1 8surna de los de las colurnnas 4 y 5 (para cada
presion) puesto que
hf 1" hfg= hg
Columna 7
Es el volurnen especffico dell vapor (Vg ) a las
diversas presiones. Es el espacio ocupado par
1 Kg. de vapor (en m3).
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Entalpfa Especifica Volumen
Presion Presion Especifico
Mano~ Absoluta Temperatura Agua Evaporacicn Vapor Vapor
metrtca (hf) (hfg) (hg) (Vg)
bar bar DC kJ/kg k J / k g kJ/kg m3/kg
0,05 32,88 137,8 2423,7 2561,5 28,192
0,10 45,81 191,8 2392,8 2584,6 14,674
015 53,97 225,9 2373,1 2599,0 10!022
0,20 60,06 251,4 2358,3 2609,7 7,649025 6497 2719 23463 2618.2 6204
0,30 6910 289,2 2336,1 2625,3 5,229
035 72,70 304,3 2327,2 2631,5 4,530
040 75,87 317,6 2319,2 2636,8 3,993
0,45 78,70 329,7 2312,0 2641,7 3580
050 8133 3405 23054 26459 3240
0,55 83,72 350,5 2299,3 2649,8 2,964
060 8594 3599 22936 26535 2,732
0,65 88,01 368,6 2288,3 2656,9 2,535
0,70 89,95 376,7 2283,3 2660,0 2,365
075 91,78 3844 2278,6 2663,0 21217
0,80 93,50 391,7 2274,1 2665,8 2,087085 9514 398,6 2269,8 2668,4 1972
0,90 96,71 405,2 2265,7 2670,9 1,869
0,95 98,20 411,4 2261,8 2673,2 1,777
100 9963 417,5 22580 26755 1694
a 1,013 100 00 419,0 2257,0 2676,0 1,673
005 1063 101,40 424,9 2253,3 2678,2 1,601
0,10 1,113 102,66 430,2 2250,2 2680,4 1,533
0,15 1,163 103187 43.5,6 2246,7 2682,3 1,471
0,20 1,213 105,10 440,8 2243,4 2684,2 1,414
0,25 1,263 106,26 445,7 2240,3 2686.0 1,361
0.30 1,313 107,39 450,4 2237,2 2687,6 1,312
0,35 1,363 108,50 4.55,2 2234,1 2689,3 1!268040 1,413 10955 4597 2231,3 2691 0 1,225
045 1463 11058 4641 22284 26925 1 186
0,50 1 513 111 61 468,3 2225,6 2693,9 1,149
0,55 ',563 112,60 472,4 22231 26955 1 115
0,60 ',613 113,56 476,4 2220,4 2696,8 1r083
065 1663 11451 480,2 22179 2698 1 1,051
070 1,713 115,40 484,1 2215,4 2699,S 1,024
0,75 1,763 116,28 487,9 2213,0 2700,9 0,997
0,80 1,813 117,14 491,6 2210,5 2702,1 0,971
0,85 1,863 117,96 495,1 2208,3 2703,4 0,946
0,90 1,913 118,80 498,9 2205,6 2704,5 0,923
0,95 1,963 119,63 502,2 2203,5 2705.7 ~9011,00 2,013 120,42 505,6 2201,1 2706,7 0,881
',05 2,063 121121 508,9 2199,1 2708,0 0,860
1 10 21113 121 96 5122 21970 27092 0841
1115 2,163 122,73 515,4 2195,0 2710,4 0,823
1.20 2.213 123,46 518,7 2192,8 2711,5 0,806
1,25 2,263 124,18 521,6 2190,7 2712,3 0,788
',,30 2,313 124,90 524,6 2188,7 2713,3 0.773
1,35 2,363 125,59 527,6 2186,7 2714,3 0,757
140 2413 12628 530,5 2184.8 2715,3 0743
145 2,463 126,96 5333 2182,9 27162 0.128
1,50 2513 127,62 536,1 2181,0 2717,1 0.714
1 55 . 2 563 128,26 538,9 2179,l 2718,0 0,7011,60 2,613 128,89 541,6 2177,3 2718,9 0.689
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Entalpia EspedficaVolumen
Presion Presi6n Especifico
Mano· Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapormetrica (hf) . (hfg) (hg) (Vg)
bar bar oC k J / k g kJ/kg kJ/kg m3/kg
1.65 2,663 129,51 544,4 2175,5 2719,9 0,677
1,70 2,713 130,13 547,1 2173,7 2720,8 0,665
1,75 2,763 130,75 549,7 2171 t9 272'1[6 0,654
1,80 2,813 131,37 552,3 2170,1 2722,4 0,643
1,85 2,863 131,96 554,8 2168,3 2723,' Ol632
1,90 2,913 132,54 557,3 2166,7 2724,0 0,622
1,95 2,963 133,13 559,8 2165,0 2724,8 0,6,12
2,00 3,013 133,69 562,2 2163,3 2725,5 0603
2,05 3,063 134,25 564,6 2161,7 27263 0,594
2,10 3,113 134,82 567,0 21601 27271 0585
2,15 3,163 135,36 569,4 2158,5 2727,9 0,576
2,20 3,213 135,88 571,7 2156,9 2728,6 0,568
2,25 3,263 136,43 574,0 2155,3 27293 0,560
2,30 3,3'13 136,98 576,3 2153,7 7.730,0 0,552
2,35 3,363 137,50 578,5 2152,2 2730,7 0544
2,40 3,413 138,01 580,7 2150,7 2731,4 0536
2,45 3,463 138,53 582,8 2149,2 2732,0 0,529
2,50 3,513 139,02 585,0 21476 2732,6 0522
2,55 3,563 139,52 586,9 2146,3 2733,2 0515
2,60 3,613 140,00 589,2 2144,7 2733,9 0509
2,65 3,663 140,48 591,3 21433 27346 0502
2,70 3,713 140,96 5933 2141,9 27352 0496
2,75 3,763 141,44 595,3 2140,5 27358 0,489
2,80 3,813 141,92 597,4 21390 2736,4 0,483
2,85 3,863 142,40 599[4 2137,6 2737,0 0,477
2,90 3,913 142,86 601,4 2136,1 2737,5 0471
2,95 3,963 143,28 603,3 2134,8 2738,1 0,466
3,00 4,013 143,75 605,3 2133,4 2738,7 0,461
3,10 4,113 14467 609,1 21307 2739,8 0451
3,20 4,213 145,46 612,9 21281 27410 0440
3,30 4,313 146,36 616,4 2125,5 2741,9 0,431
3,40 4,413 147,20 620,0 2122,9 2742,9 0422
3,50 4,513 148,02 623,6 2120,3 2743,9 0,413
3,60 4,613 148,84 1627,1 2117,8 2744,9 0,405
3,70 4,713 149,64 630,6 2115,3 2745,9 0,396
3,80 4,813 150,44 634,0' 2112,9 2746,9 0,389
3,90 4,913 151,23 637,3 2110,5 2747,8 0381
4,00 5,013 "51,96 6407 2108,1 27488 0374
4,10 5,113 152168 643,9 2105,7 2749,6 0,367
4,20 5,213 153,40 647,1 2103[5 2750,6 0,361
4,30 5,313 154,12 650,2 2101,2 2751,4 0,355
440 5,413 154,84 6533 2098,9 2752,2 0,348
4,50 5,513 155.55 656,3 2096,7 2753,0 0,342
4,60 5,613 156,24 659,3 2094,5 2753,8 0,336
4,70 5,713 156,94 662,3 2092,3 27546 0330
48O 5,813 157,62 665,2 2090,2 2755,4 0,325
4,90 5913 158,28 668,1 2088,1 2756,2 0,320
5,00 6,013 158,92 670,9 2086,0 2756,9 0,315
5,10 6,113 159,56 673,7 2083,9 2757,6 0310
5[20 6,213 160,20 676,5 2081,8 2758,3 0,305
5,30 6,313 160,82 679,2 2079,8 2759,0 0,301.
540 6,4113 161,45 6819 2077,8 2759,7 0,296
5,50 6,513 162,08 684,6 2075,7 2760,3 0,292
14
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Entalpfa Especffica Volurnen
Presion Presion Especffico
Mano- Absoluta Temperatu ra Agua Evaporacion Vapor Vapor
rnetrica (hf) (hfg) (hg) (Vg)
bar bar o c k J / k g k J / k g k J / k g n n3/kg
~
5,60 6,613 162,68 687,2 2073,8 2761,0 0,288
570 6713 163,27 689,8 2071,8 2761 6 0284
5,80 6,813 163,86 69'2,4 2069,9 2762,3 0,2805,90 6,913 164,46 695,0 2:0679 27629 0276
6,00 7,013 165,04 697,5 2066,0 2763,5 0,272
610 7 113 16560 7000 2064 1 27641 1 2 ,69
6,20 7,213 166,16 702,5 2062,3 2764,8 0,265
6,30 7,313 166,13 705,0 2060,4 2765,4 0,261
6,40 7,413- 167,29 707,4 2058!6 2766,0 0,258
6,50 7,513 167,83 709,7 2056,8 2766(5 0,2'55
6,60 7,613 168,38 712,1 2055,0 2767,1 0,252
670 7713 168,89 714,5 205:&.1_ 2767,6 0249
6,80 7,813 169,43 716,8 2051,3 2768,1 0,246
6,90 7,913 169195 71911 2049,5 2768,6 0,243
7,00 8,013170,50 721,4 2047,7 2769,1 0,240
7 10 8,113 171,02 7'236 2046rl_ _ 2769,7 ___ 0,237
7,20 8,213 171,53 725,9 2044,3 2770,2 0,235
730 8,313 172,03 728,1 20426 2770,7 0,232
7,40 8,413 172,53 730,4 2040,8 2771,2 0,229
_7,5_9 8-,_?1~ __ 173,02 7322 20392 2771 7 0227
7,60 8,613 173,50 734,7 2037,5 2772,2 0,224
7,70 8,713 174,00 736,8 2035,9 2772,7 0,222
7,80· 8,813 174,46 738,9 20342 2773 1 0219
7,90 8,913 174,93 741,0 20326 27736 0217
8,00 9,013 175,43 743,1 2030,9 2774,0 0,215
8,10 9,113 175,88 7'45,2 2029,3 2774,5 0,212
8,20 9,213 17637 7472 2027.6 27148 0,210830 9,313 176,83 749,3 2026,1 2775,4 0,208
840 9413 17727 751,3 20245 2775,8 0206
8,50 9,513 177,75 753!3 2022,9 2776,2 0,204
8,60 9,613 178,20 755,3 2021,3 27766 0202
8,70 9,713 178,64 751,2.:......_ 20197 2776,.9 0200
8,80 9,813 1~O8 759!,_2 2018,2 2777,4 0,198
89O 9913 179,53 761,1 2016,6 2777,7 0,196
900 10013 17997 7630 2015 1 2778 1 0194
£il0 10,113 180,41 765,0 2013,5 2778,5 0,192
9,20 10,213 180,83 766,9 2012[0 2778,9 0,191
9,30 10,313 181,26 768,7 2010,5 2779,2 o 189
9,40 10,413 181,68 770,6 _2_OO~ ,O 27Z9,16 018795O 10513 182,10 772,5 2007,5 2780,0 0,185
9,60 10,613 182,51 774.,4 20,06,0 2780,4 0,184
_9,70 10713 182,91 77,62 2004,5 2780,7 0182
98O 10,813 183,31 778,0 2003,1 27f!~J 0181
990 10913 183,72. 779,8 2001,6 2781,4 0,n9
10,00 11,013 184,13 781,6 2000,1 2781,7 ° 1 17710,20 11,213 184,92 785,1 19'97 3 27824 0174
10,40 11 413 18568 788,6 1994,4 27830 0,172
10,60 11,613 186,49 792,' 1991,6 2783,7 0,169
10,80 11,813 l87,25 795.,5 1988,8 2784,3 0,166
11,00 12,013 188,02 798,8 1986,0 2784,8 0,163
11,20 12213 188,78 802,3 1983,2 2785,5 011,61!,-40 12413 189,52 805,5 1980,'5 2786,0 0,158
11,60 12,613 190,24 808,8 1977,8 2786,6 0,156
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Entalpia Especffica Volurnen
Presion Presion--
Especifico
Mano- Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapor
metrica (hf) (hfg) (hg) (Vg)
bar bar oC k J / k g k J / k g k J / k g rn 3 / k g
11,80 12,813 190,97 812,0 1975,1 2787,1 0,153
12,00 13,013 191,68 815,1 1972,5 2787,6 0,151
12,20 13,213 192,38 818,3 1969,9 2788,2 0,149
1240 13,413 193,08 821,4 19672 278816 0,147126O 13613 19377 824,5 19646 27891 0145
12,80 13,813 194,43 827,5 1962,1 2789,6 0,143
13,00 14,013 195,10 830,4 1959,6 2790,0 o 141
13,20 14,213 195,77 833,4 1957,1 2790,5 0,139
13,40 14,413 196,43 836,4 19545 27909 0137
13,60 14,613 197,08 839,3 1952,0 2791,3 0,135
13,80 14,813 197,72 842,2 1949,6 27918 0133
14,00 15,013 198,35 845,1 1947,1 2792,2 0,132
14,20 15,213 198,98 848,0 1944,6 2792,6 0,130
14,40 15,413 199,61 850,7 1942,3 2793,0 0,128
14,60 15,613 200,23 853,5 1939,8 2793,3 0,127
14,80 15,813 200,84 856,3 1937,4 2793,7 0,12515,00 16,013 201,45 859,0 1935,0 2794,0 0,124
15,20 16,213 202,04 861,7 1932,7 2794,4 0,122
15,40 16,413 202,62 864,4 1930.! 27948 0121
15,60 16,613 203,21 867,1 1928,0 2795,1 0,119
15,80 16,813 203,79 869,7 1925l 2795,4 0[118
16,00 17,013 204,38 872,3 1923,4 2795,7 0117
16,20 17213 204,94 874,9 1921,2 2796,1 0115
16,40 17,413 205,49 877,5 1918,9 27964 0,114
16,60 17,613 206,05 880,D 1916,7 2796,7 0,113
16,80 17813 206,61 882,5 1914,4 2796,9 0,111
17,00 18,013 207,17 885,0 1912,1 2797,1 0,110
17,20 18,213 207175 887,5 1909,9 2;97,4 0,10917,40 18,413 208,30 889,9 1907,7 27976 0,108
17,60 18,613 208,84 892,4 1905,5 2797,9 0,107
17,80 18,813 209,37 894,8 19034 2798,2 010618,00 19,013 209,90 897,2 1901,3 2708,5 0105
18,20 19,213 210,43 899[6 1899,1 27987 0104
18,40 19,413 210,96 902,0 1896,9 2798,9 0,103
18,60 19,613 211,47 904,3 1894,8 27991 o 102
18,80 19,813 211,98 906,7 1892,6 2799,3 0,101
19,00 20,013 212,47 909,0 1890,5 2799,5 0,100
19,20 20,213 212,98 911,3 1888,4 2799,7 0,098619,40 20,413 213,49 913,6 1886,3 2799,9 0,0976
19,60 20,613 213,99 915,8 18843 28001 0096719,80 20,813 21448 918,1 18822 2800,3 0,0958
20,00 21,013 214,96 920,3 1880,2 2800,5 0,0949
20,50 21513 216,15 925,8 1875,1 2800,9 0.0927
21,00 22,013 217,35 931,3 1870,1 2801,4 0,0906
21,50 22,513 218,53 936,6 1865,1 2801J 0,0887
22,00 23013 219[65 941,9 1860.1 2802,0 0,0868
22,50 23,513 220,76 947,1 18553 2802,4 0,0849
23,00 24,013 221,85 952,2 1850,4 2802,6 0,0832
23,50 24,513 -222,94 957,3 1845,6 2802,9 0,0815
24,00 25,013 224,02 962,2 1840,9 2803,1 0,0797
24,50 25,513 225,08 967,2 1836,1 2803,3 0,0783
25,00 26,013 226 12 972,1 1831 4 2803,5 0,0768
26,00 27,013 228,15 981,6 1822,2 2803,8 0,0740
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Entalpla Especifica Volumen
Presion Presion Especifico
Mana- Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapor
metriea (hf) (hfg) (hg) (Vg)
bar bar oC k J / k g k J / k g k J / k g rn3/kg
27,00 28,013 230,14 990,7 1813,3 2804,0 0,0714
28,00 29,013 232,05 999,7 1804f4 2804,11 0,068929,00 30,013 233,93 1008,6 1795,6 2804,2 00666
30,00 31,013 235,78 1017,0 1787,0 2804,1 0,0645
31,00 32,013 237,55 1025,6 1778,5 2804,1 0,0625
32,00 33,013 239,28 1033,9 1770,0 2803,9 0,0605
33,00 34,013 240,97 1041,9 1761~,8 2803,7 0,0587
34 00 35,013 242,63 1049,7 1753,8 2803,5 0,0571
35,00 36,013 244,26 1057,7 1745,5 2803,2 0,0554
36,00 37,013 245,86 1065,7 1737,2 2802.9 0,0539
37,00 38,013 247,42 1072,9 1729,5 2802,4 0,0524
38,00 39,013 248,95 1080,3 1721 6 280',9 0,0510
39,00 40,013 250,42 1087,4 1714,1 2801,5 0,0498
40,00 41,013 251,94 1094,6 1706,3 2800,9 0,048542,00 43,013 254,74 1108,6 1691,2- 2799,8 0,0461
44,00 45,013 257,50 1122,1 1676,2 2798,2 0,0441
46,00 47,013 ~60,'3 1135,3 1661,6 2796,9 0,0421
48,00 49,013 262,73 1148,1 1647,1 27952 0.0403
50,00 51,013 265,26 1160,S. 1632,8 2793,6 0,0386
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•I
r
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G r u p o
termodinamicoLa construccion de la trampa del tipo terrnodi-
nemico es extraordinariamente sencilla En la
figura 31 S8 represents un modelo tipico que
consists en un cuerpo "A", una tapa ":8" y un
disco libre "C", Este disco as lal (mica pieza
movil de la trarnpa, En la parte superior del
cuerpo se mecaniza una hendidura anular con
unos resaltes interior "0" y exterior "E" que
constituyen el asiento del disco (fig. 32y 33).
Las caras del asiento y el disco se mecanizan
planas con el fin de que este aslente sabre el
anillo interior y el exterior al mismo tiempo.
Por ests accion la entrada "F" qusda aislada
de la salida "G" 10 cual es esencial si se quiere
lograr un cierre perfecto. En al arranque el aire
y el condensado frio alcanzan la trarnpa y pa-san a traves de 1 orifici 0 de entrada "F". E I
disco "C' e s e rn pu ia do hacia arriba hasta que
58 spova en el resalte "H" de la tapa. 1:1airo
y 8 1 condensado fluyen radialrnente hacla el
exterior J, traves del cspacio cornprendido en-
tre los anillos de asiento "D" y "E" v descar-gan por el orificio "Gil.
La temperatura del condensado aurnenta
de una forma gradual y al descargar libremente
se forma cierta cantidad d e re vao on za do . La
rnezcla resu ltante fluye par la parte inferior del
disco y puesto que el vapor tiene un volurnen
muy superior a,1 del peso correspondiente de
condensado, la velocidad de salida aumenta a
msdida que la temperatura del condenssdo au·
menta. Para comprender 10 que sucede, a conti-
nuaclon hay que recordar el teorerna de Ber-
nouil!i. Establece que en un flu ido en movi-
rniento la presion total es la rnisrna en todos
sus puntos. Esta presion total es la suma de la
presion estatica y de la presion dinarnica. la
sstatlca es la que se puede rnedir can un mario-
metro, rnientras que la dinarnica as la que sar iaproducida par ~as partlcu las del flu fda si de
golpc se te s parase mediante un obstaculo. la
presion dlnarnica aumenta cuando 10 haee la
velocidad de las part iculas, Si aplicarnos este
teorema a la tramps termodinarnica nos dare-
mos cuenta de Que la presion cinarnica del re-
vaporizado y condensado que f luven debajo del
disco aumenta (I medida que su velocidad au-
menta. Puesto que la presion total debe per-
rnanecer constante, la presion estatica disrninu-
ye al aumentar la dinamica. Como resu ltado el
disco empieza a descender y se acerca a los ani-
lias asiento. AI bajar. el revaporizado puede
pasar entre el disco y la tapa de la trarnpa v en-
tra en la carnara de control, como se rnuestra
en la figura 34. Este revaporizado eierce una
presion estatica sobre la totalidad de la super-
ficie del disco.
Fig. 34 Accion de Cierre de una
Trampa Termodinamica
Figl. 35 Trampa Terrnodinarniea en
Posicion de Cerrada
Fig. 36 Trampa Termodinamiea
35
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macho SI ' ! debe girar a mana y es irnp osible sa-
ber el instante en que se debe hacer el carnbio
de un aqujer o a otro Inclusu en case de que es-
te macho tuvies« una decena de aqujeros de
diferen t es diarnetros y [uese ITl an ipulado por
un operador COil experiencia, habra ocasiones
ell que ninquno de los aqujeros corresponderaper iectarnente a 1 0 velocidad ds condensacion.
Valvulas Automaticas
Hemas visto que cuaiquier tipo de valvula rna
nual es ineficaz para la eliminacion de cor-den-
sado y provoca perdidas de energia importantas.
Ninguna de las oociones puede seguir la s varia
ciones en la veloeidad de condensacion sin pro-
vocar aneqarniento de! sistema, 0 perdidas de
vapor.
La unica resouesta al problema es usar
una valvula autornarica que sea capa> de derec-tar la diferencia entre vapor y condensado y
reaccionar en consccuencia. Unu valvula auto
rnatica de este tipo se conoce con el nomhre
"Trarnpa oara vapor" y su funcion es descargar
condensadn si n permitir que escape ef vapor
vivo. Todas '(IS trampas se dlsefian para esta fun
cion, pero no todas 10 hacen de la misma mane-
ra.
Si Ias cond rc Ion es ell cua Iqu ier equ ip 0 de
una olanta calentada par vapor fucsen las rnis-
mas, seria razonable utll izar el mismo tipo de
trampas para todas las anlicaciones. En la prac-tica, sin embargo, una trampa para vapor que es
idR al para drenar. par ejemplu, un horno calen-
tado con vapor, no puedc ser usada satisfacto-
narnente en una bater ia calctactora, Son consi-
deraciones de este upo las que hun Ilevadu a los
diferentes tipos de trampas para vapor disp oni-
bles actualmente en e1 mercado.
Aplicaciones de las Trampas para vapor
Ya se ha mencionado que lin existe una "Tram
pa universal" que rcsuelva todas las apllcaciones
posibles, Por esta raz on, nos debemos tarniliar i-
zar con cads uno de los principales qrupos de
trampas y vel' que veritajas se pueden obtener
de cada tipo.
Durante mucho tiernp o no se tuvo ell
cuenta que la ericrencia rle cualquier equipo ca-
lentado con vapor depende finalrnente de ta
eficiencia en e! drenajc del condensado. En uri
memento en que los costos de combustible
son i rn portan tes, es esenci a I obtene r IC IS max i-
mas prestaciones de la planta con el muiirno
consuma de combust iblc. No se puede tolerar
una msta'acicn de pu rYii de condensado mal di-
sefiada. Tarnbien sc ha hecho re terencia nl dec-
to nocivo del aire ell una instalacion de vapor.
24
Puede Ileyar a causar problemas a las mis-
m as tr arnpas para vapor. Cuando SP . corta el va-
por, el ain~ ocupara toda el espacio interior- del
equipo. Puestu que cste aire debe ser eliminadn
de I s isterna en el arran qu e, 5e r a illteresa nte que
las trampas para vapor' tenqan tambien buena
capacidad de eliminaei6n de aire, Esto sucede
con algunas trampas, pero otras quedan oerrna-
nenternente cerradas en presencia del aire . Por
csta razon ha remos re f e re ncia frecuentem cnte
tanto al aire como al condensado, durante el
examen detallado de los principales grupos de
trampas nara vapor.
R evaporizad 0
Otro asoecto que debe ser cons.oerado. aunquc
sea brevernenie en esta ocasion. antes de vel'
ellli detalle los diferentes tipos de Trampas, as
)a forrnacion de revaporizado. Sabernos que lacntalo ia del condensado rccicn forrnado a Ia
presion y temperatura de! vapor la podernos
obrener a partir de las Tablas. Par ejernplo, (:I
una presion relativa de 7 bar, el condensado
contendra 721 KJ/Kg a la temperatura de
170,50C. Si Poste condensado se descarga a la
atmosfera, solo puedc existir como agua a
lODoe, la cual contiene 419 KJ/Kg de entalp fa
de aqua saturada. EI exceso de entalpfa que es
de 721 - 419 = 302 K J / K g hani hervir una cierta
proporcion del aqua, producicndo UI1(J cantidad
de vapor a 1 ( : 1 presion atrriosferica. Este procesoes conocido COil et nombre de "revaporiz acion"
y el vapor producido a baja presion se conoce
como "revapor iz ado.
La caruidad de revaporizado que se forma en
las condiciones antes citadas se puede calcular
del modo siquien le:
Vapor producido
a la presion
atrnosterica
oxceso de cntatpia
(KJ/Kg)=----
entalpf a cspecifica de
evaporacion a la pre-
sion atrnosterica
302,0 KJ/kg.---
2.257,0 KJ/Kg.
0,134 Kg. revaporiza-
do/Kg. de vapor.
Si III tramps estuviese descarqando 500
Kg/h de condcnsado 07 bar relativos a la atrnos-
fera, la cantidad de revaporizado qenerado sera
de 500 x .0,134 = 61 Kg/h, Claramente repre
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senta una cantidad sustancial de vapor utilizable
a baja presion que no debe ser malgastado. Mas
adelante se veran dilerentes rnetodos para la
utilizaci6n de este revaporiz ado.
Tipos de trampaspara v a p o rHay cuatro grupos pr inuipales de trampas para
vapor:
Grupo terrnostatico
Este tipo idcntif ica el vapor y el condensado
mediante la diferencia de temperatura la eual
opera sobre un elemento rerrnostatico, EI con
densado debe enfriarse por debajo de la tempe-
ratura del vapor- antes de ser eliminado.
Grupo Meci'mico
l.as trampas de este tipo operan rnecanicarnen-
te por la diferenciil de densirlad entre el vapor
y 81 condensado, EI movimiento de un Iiotador
o de un balde actus sobre la valvula de salida.
Grupo Tarrnod inarnico
Este grupo trabaja por la diferencia de vcloc:
dad entre el vapor yel condensado. L C l valvula
consists Poll un di5CQ que cier ra con la alta velo-
crcao del revapor izado y abr€' con la baja velo-cidad del condensado.
Otros Tipos
Este qrupo reune las trarnoas que no puede n S81
situadas en una de las anterrorcs cateqor ras.
Vcarnos con mas detalle carla UIlO de los
Sjrupos.
G r u p oterrnostaticoTipo de presion balanceada
En la f iqur a 12 S8 rnucstro una trampa para va·
per termostatica de : presion balanceada. E I ele-
menta terrnosratico "A" esta fahricado a partir
de un tubo de metal corrugado que pueds ex-
pandirse Y cuntr aerse. Una valvula, "6", en la
parte baja de ests elernento se ajusta cantril cl
asicnto "C", si aqul-!l S IC expandc. La par te su-
perior de este clemente esta fija, con 10 cual to-
das las sx pansioncs 0 contracciones siynificdn
rnovirnientos enla parte ~IIHe"8 E I elemento
va Ileno r : _ i e una mezc!a de alcohol que trene un
ou nto de ebu llicion mas baio que cl de l agua.
Cuando so abre vapor 0 3 1 sistema. I:! I <lire es ex
Ill! Isarlo a t raves de 18 va Ivu la ahierta "8".E I
condensado fr ro sequira al aire y sera dascar-
gado porel mismo luqar. A rncdida que ef con
densado SA va calentanrio, habra transferencia
de calor a la mezcla alcoh61ica que l lena 8'1
elemento. Antes de que el condensado alcance
la temperatura del vapor, la rnezcla alcanzara
su punto de ebullicion. T,Hl pronto como em-pieza a hervir. se produce vapor de alcohol, que
hace aurncntar la presion interna del elemento.
Esta presion es superior ala que hay en el cuero
po de la trarnpa can 10 cual el elernento se
expande, apoyando la valvula "8" en S iU asiento
"C' .
La trarnpa ha cerra do, can 10 cual el va
par que sique al condensado no puede escapar ,
Cuando el condensado que llena el cusrpo S~
cnfrra, tam bien en frli:l a la rnezc!a alcoholica
del interior del elemento haciendo que se con-
dense. Con ello, disminuye 1 3 presion que man-tiene la valvula cerr ads, el elerncnto se contrae
y IJ vatvu la abre. EI corrdensado es descargado
y se puede rciniciar el ciclo.
La presion de vapor flU afeeta la opera-
cion de 1<1rarnpa. La que actua es la diferencia
entre la presion interior y 1<1exterior del ete
mento la cual es funci6n de la diferencia de
temperatura Entre el vapory 8 1 condensado. C o-
ma ya sabemos la temperatura del vapor au-
menta con la presion, con 10 cual la trarnpa
de pres ion ba la ncca de sc a justa autornatica-
men re a cualqu ier variacion de presion. Cuantomayor es la presion de vapor, mayor es la pre-
sian en el elernento que pravoea 1"1cierre de
. .Fig!_ 12 Tr ampa Terrnostatica de
P re sio n B ala nc ea da
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1 ( 1 trampa. S 6 1 0 es necesario un asiento par a
cualqu ier presion dentro de los I (miles de tra-
bajo de una tr arnpa de este tipo.
Ventajas dell Tjpo de Presion Balanceada
Las trampas tsrmostaticas de presion balancee
da SOil pequefias, liqeras y tienen una yran cap a-
cidad en comparacion con su tarnario. La val-
vu la esta totairnente abierta en el arranque, per-mitiendo la descarqa de airel ibremente y pro
porcionando la maxima salida U P . condensado
cuandoes mas necesario. Este tipo de trarnpa
no es. atectado por las heladas a rnenos que ha-
ya una elevacion posterior del condensado que
pueda inundar la trampa cuando no hay vapor.
La trampa terrnostatica de presion balan-
ceade s e au to aiu sta automaticarnente a varia-
clones en la presion del vapor centro de su ran-
'go de trabaio. Su rnantcnimiento es tacit, EI
elemento y 8 1 asiento S8 pueden reernplaz ar y
reponer en pecos minutes sin sacar 1 1 : 1 trarnpa
de la linea,
Desventajas del Tipo de Presion Balancsada
E I elernento ex tensible en este tipo d e tram pas
se pusde dafiar pm qolpes de ariete a par con-
densado corrosivo, aunque los elementos de
acero inoxidablc. introducidos en los ultirnos
afios, puedsn soportar meior cstas condiciones.
Un elemento t ipico ds acero inoxidable cs cl de
la figura 13. La mayorfa de las trampas de pre-
sion ba lanceada no pucden ser utilizadas con
vapor sobrecalentado. EI exceso de temperatu-
ra crea una presion en el interior del elernento
terrnostatico que no es compensada par la pre-
sion que Ie rodea. Como consecuencia, se pue-
de averiar 8 1 elernento. Sin embargo, se ha dise
riado reeientemente un nuevo elemen to encap-
sulado que pucde resistlr vapor sobrecalentado.
La capsula, tal como se ve en la figura 14,
comprende un par de diafragrnas quc sc aco
plan en lugar del tradicional tuba flexible. La
trarnpa opera exactamente como en los otros
rnodelos de presion balanceada, Como en todas
las trampas termostaticas, las de presion balan-
ceada no abren hasta que la temperatura del
condensado esta alqunoscrados por debajo de
la temperatura del vapor (Ia diferencia de
temperatura exacts es turicion de la rnezcla
alcoholica usada en el elemental. Estoes una
desventaja si hay que usar la trarnoa para unaaplicscion en la que no se puede tolerar el
aneqado del espacio destinado al vapor.
Fig. 113 Elemento de Acero Iinoxidable
Fiy. 14 Capsula de Presion Balanceada
Bc A
Fig. 15 Tramps Terrnostatica de E xuansion Liquida- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~
LD
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Tipo de Expansion UquidaLa trarnpa mas popular de expansion liquida
es la de la figura 15. O pera por ~a expansion y
coritraccion de un termostato lleno de I[quido
que responde a la diferencia de 'temperatura
entre el vapor y el condensado. Cuendo no hay
vapor, el aire y el condensado salen a traves de
18 valvula abierta "A". EI elemento termosta-
tieo "8 " esta lIeno de aceite. "C" que esta en
contacto con el piston "de movimiento libra".
En un extreme de la varilla central del piston
"'I':" 58 fija la valvula, "F". Cuando la tempe-
ratura' del condensado que pasa a traves de la
trampa aumenta, el calor se transmite al aceite
"C" con 10 que se expande. Esta expansion
actua sobre el piston "D" y la valvu la "F" es
empujada lentamente hacia su asiento redu-
ciendo progresivamente el flujo del condense-
do. La trampa se regu la para que cierre com-
pletarnente antes de que salqa vapor.
Si se forma condensado de un modo con-tfnuo y a velocidad constants. la valvu la que-
dara en una posicion fija para permitir la salida
de este condensado. Si la cantidad de conden-
ssdo aurnenta, rlenara la tuber ia previa a la
valvula y la enfriara. Este enfriamiento contra-
era el aceite y la valvula retrocedera de su po-
sicion, nerrnitiendo salir un volurnen mayor
de condensado. V icevarsa. si Ilega menos con-
densado a la trampa, estara a mayor tempera-
tura debido a la oroxirnidad del vapor. Esta
mayor temperatura expandira el aeeite V 18
abertura de la valvu la ss reducira.
Estas trampas Sf! pusdsn ajustar median-
te la tuerca UG" , acercando a alejarido la va l -
vula de su asiento para que cierre a la tempe
ratura oeseada (dentro del margen de presion
de la trarnpal en funci6n de las necesidades
del equipo que debe S8r drenado. Normalmen-
te e I aiuste de tempe ratu ra de descarg a es de
1000C 0 menor.
Ventajas del! Tipc de Expansion L iquida
L as Trampas para Vapor de ex pansion lfquidase pueden aiustar para descarqar a muy bajas
temperatures. Este hecho puede reducir el
consumo de vapor en aplicaciones en las que
se puede tolerar un eierto anegamiento del
espacio destinado al vapor.
Igual que la trarnpa de presion balances-
da. la de expansion Ilqu ida esta total mente
abiena cuando se enfria, produciendo una
descarqa de aire correcta y una descarga de
condensado maxima en los arranques, Es un
tipo de Trampa que no se puede helar a me-
nos que quedellena de condsnsado par un
aurneruo de nivel en la tuberra de salida. Este
tipo de trarnpa ss puede utitiz ar can vapor
sobrecalentado y puede soportar vibraciones y
golpes de ariete,
Dssvantajas del Tipo de Expansion Liquida
Si la presion del vapor en la trarnpa esta sujeta
a variaciones importantes y rapidas elelemen
to no respondera a los cambios tan rapida
mente como la trarnpa de presion balanceada.
E I tuba flexible del alarnanto S8 puede ver
afectado por condensado corrosivo, Puesto
que la trarnpa de expansion Ifquida descarga
condensado tt una temperatura de ioocc 0
inferior, no debe ser utilizada en aplicaciones
que requieran una eHminacion inrnediata del
condensado.
Ttpo de Expansion Metillica
E I principio de operacion de este tipo de tram -
pa es muy similar a~tipo de expansion I iqu ida.
La diferencia P.S que el movimiento de la val-
vula se obtlens par la expansion de una varilla
rnetalica, en luqar de un elernento lleno de
aceite.
La cantidad de movimiento obtenible
por variaci6n de un grado de temperatura en
una varilla rnetalica es mucho menor que en el
caso del aceite, Por esta razon, el tipo de ex-
pansion rnetalica no es tan flexible en opera-
cion como el tipo de expansion liuuida. Con
el fin de obtener un rnovimiento apreciable.Ta
varilla metalica deberfa tener 1 m. de lonqitud,
EI desmesurado tamafio de la trampa resultan-te ha provocado que no se uti lice.
Tipo Bimetillico
En este tipo, el rnovimiento de 18 valvula se
obtiene par 81pandso de una lamina cornpues-
ta de 2 metales que se dilatan una cantidad
difsrente cuando se calientan. Si dos laminas
delqadas 0 dos discos de dos rnetales, conve-
nienternente eleqidos, se solidarizan y a conti-
nuaci6n se aumenta la temperatura, tomaran
una forma curva como se ve en la figura 16.
E I meta I que se expands mas ocupa la parteex tcrna de la curva. Cuando se enfrfa, S8 recu-
pera la posicion inlcial,
Fr io C~Iiente
. . . . . . " " I
Fig. 16 Lamina Blimet2Hica
La figura 17 muestra una tramps para
vapor que utiliza una sola place birnetalica.
Un extrema de la misma esta fijo al cuerpo
27
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-. - : . . -_ - _ -\:- - _
-_ I. .Fig_ 17 Trampa Birnetalica
de Simple Asiento
' ~ ' : - - ' ' '' ' '' ' 'C - - ' T ' , - - - - - -
i f ( G
I I ; . . ~ )r f r " - - - - - _ ,
\\C -
Fig. 18 Trarnpa Birnetalica
de Doble Asiento
de la trampa, m ientras que el otro esta conec-
taoo a la va IVlJIla. Aire y condensado pasan li-
brernente a traves de la va lvu!a abierta hasta
que el elernento bimetalico se apr oxirna a 1<1
temperatura del vapor. Cuando I<Jalcance, el
extrema libre. se cu rvara hacia abajo y cerr ara
la valvula. La tramps perrnanecera cerrada
hasta que el cuerpo se Ilene de conoensado
suficienternente fr 10 para que permits al ele-
menta birnetalico recuper ar la posicion inicial
y abrir la valvula.
Hay que tener en cuerrta do s puntos
rrnpor tantes respecto a esta trarnpa bimet~1 j-
ca. En primer luqar, el birneta I se cu rva a una
eierta temperatu ra tija, de ta l rnanera que III
trampa abre Y crcrra a una ternperatu ra deter-
rn inada independienternente de las pres iones
del vapor (y par tanto de sus temperatu ras).
En la practice esto 5(:' rumple s610 aproxirna-
darnentc por cuanto hay una influr'!rlCi<:l de la
presion sobrs '( 1 va Ivu la. En segundo lugar,
cuando la valvula de la f~gu ra 17 apoya en su
asiento, la presion de vapor en el interior de la
trarnpa actua para rnantenerla cerrarla con Ira
28
el esfuerzo del bimetal. Mientri:!s que el birne
tal no encuentra ninguna oposicion para
cerrar la va,lvu la. cuanoo se expande por
calentam iento, tiene mas dificu ltades para
abrir de nuevo una vez que ha cerrado. E sto
significa que el conriensado debe enfriarse
considerablernerrle antes de que la valvula
pueda abrir, con el anegado parcial que esto
provoca, Adernas, puesto que la fuarza ejerci-da par un simple elernenro birnetatico es bas-
tanto pequefia, se debe utilizer una cantidad
irnportante de bimetal 10 que implica una
lentitud en la rcaccion frente a carnbios de
temperatura tanto [ J i cUCI abrir como para cerrar
la valvula.
Se nan hecho difcrentes pruebas para su-
perar cstas desventajas de las trampas bimeta
licas simples, usando tormas y disposiciones
diversas de los elementos bimctalicos y de las
valvulas, La tiqura 18 rnuastra una de estas
variaciones, que usa una valvula de doble as.ento. La presion de la parte superiorsc transrnite
i : : i lit inferior mediante un orificio de paso con
10 cual la s tucrzas que i'ictlHm i'I ambos lades
de ia valvu la son iquales. Esto significa Que la
valvula no tiene ninguna tendencia de movi-
rrniento en relacion can su esiento y Sf! lirnitaa
segu ir los movimientos de expansion 0 con-
traccion del b imetal debidos a cambios de
temperatura Para dar suticiente movimicnto
i:l la valvula. el bimetal torna ta forma de una
lamina larqa a la que se da n difer en te s curva-
turas con objcto de reducir I-! I espacio necesa-
rio para contener la.
lrnaqinemonos que esta tramps va conec-
tada a \]11 si s terna de vapor can una presion
re~ativa de 7 bar y se ajusta pare que la valvula
cierre en el instants en que el vapor lleqa al
elernento, Cuando el condensada alcanza la
trarnpa, se acurnula enel cuerpo, puesto que
no puede escaper JI cncontrar la v~lvula cerra-
da, La transfer encia de calor de la trarnpa al
aire que le rudea provoca que condensado y
oirne ta I se entr ien gradualmentc hasta que elelemento se contraiqa y abra la valvula, permi-
uendo ~lldescarga URI conoensado Cuando el
vapor alcanza de nuevo l a t ra rnpa , el clemente
se expands. la valvu la cicrra y se repite el ciclo.
Sin ernbarqo, si 8 1 equ ipo produce una canti-
dad cor-stante dt"! condensado la trarnpa podra
tornar una posicion que perrnrta una dcscar qa
cant inua de condensado a una tempar atura
par debaio de la de saturaciun del vapor. Con
10 qUR llevarnos dicho, se cornprende que la
oper aciun de la trampa sera satis+ acto ria siern-
pre que haya una cierta lonqitud de tuho antes
de fa m isrna donde puerla I:!rl friarse el conden-
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.. .:..:- : : ' : : - : ; : - _ ' . :- : : .. - .. : : . -. - .. : : . : - : .:.-: . . ,. . --: .-~.~. . . ; ; : ; : .
Fig. 19 Trampa Birnetalica con [a valvula
en la salida
Fig. 20 Posicion de Cerrada en unaTrampa Birnetalica con Valvula
en la salida
sado sin aneqar el espacio destinado al vapor"
No sucedera as! cuando la presion de vapor
del equipo ernplece a [luc tuar. Si la presion
desclende, la temperatura del vapor dism tnu ira
consecuenternente y no poora expandirse el'
bimetal 10 suficiente para que la valvula apoye
ern su asiento. La trampa perdera vapor. Si la
presion at/menta, la mayor temperatura pro-
vocara que el elemento se expanda mas que
ruanda el vapor estaba a 7 bar relatives. La
v a Ivu la apovara can m a s f uer za en su asiento
y el condensado debera enfriarse masque antes
para abrir la valvula. Se aneqara el espacio
destinado al vapor.
Una tramps birne ta lica de este tipo debe
se r reajustada manualrnente 5 i las condiciones
varian mucho en relaci6n can las de aluste ini-
cial, Otra desventaja es qUI:! una valvula de do-
ble ssiento difici Imente da un cicrre perfecto
con 10 que el vapor puede escapar. Es sensiblea la suciedad debido a la poca tolarancia de
que 5e dispone para evitar el soplado de vapor.
Otra disposici6n utilizada es situar la valvula
en la parte de salida del orificio en luqar de
haeerlo en la parte de entrada, tal' como se ve
en la figura 19. Aquf el elemento birnetalico
actua sobre la valvula mediante un vastaqo
que pasa a traves del orificio del asiento. Esta
claro que la presion del vapor aetna en el sen-
tido de abrir 1 8 valvu la en contrasts con la
tramps de la figura 17 en que 1 1 ' 1 presion inten-taba cerrarla.
Una vez m as considerarnos el caso en quedisponemos de vapor a 7 bar relativos y se
ajusta la tramps para que la valvula eierre
cuando el vapor a esta presion rodee el 1::I"le-
mento, tal como se rnuestra en la figura 20 .
Cuando el condensado lIena la trampa y
ernpiaz a a enfriar el elornento. la presion del
vapor ayuda al bimetal a abrir la v a lvula, Esto
significa que so necosita rnenos enfriamiento
para abrirla que en el caso de la trampa de la
figura 17. S; 1 8 presion del vapor aumenta. la
mayor tem peratura hare que el bimetal presio-
ne la valvula co n mas fuerza sabre su asiento,
pero este efecto S8 ve compensado por la ma-
yor presion que actua en el sentido de apertu-
ra de aquella, Si la presion disrnlnuve, sucede
10 contrario, es decir el bimetal ejerce rnenos
fuerza pero la presion debida al vapor en Sen-
tido contrario tarnbien es menor. Esta dispo-
siclon se aproxima al tipo de presion compen-
x x
Fig. 21 Elemento Birnetalico con
forma de Cruz
bimetalicas
Fig. 22 Trarnpa Terrnostatica con
Laminas Bimstafieas
29
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Presion del Vapor
Fig, 23 Efecto de los Brazos Bunetalicos
sada, aunquc 81 ajuste f rcnte a variaciones de
presion es rnucho menos tina que en el casu
de las trampas de este tipu . Se pueden sportar
rnejoras dediseiiodel propio elemento birneta-
lieo.
En 1:llyunn, \.d:'U~, Iu s laminas birnetalicas
tienen una forma qUI:! irnp lica una variac.on en
la tuerza que se efectua sobre la va IVLJ la a me-
rlida que varia la temperatura. Un ejernplo es
el elernento que se mucstra en plantaen la
flgura 21. Un ciertn nurnero de CSto5 elernento s b irn eta lic os S8 disponen dos a d05 oarn
actuar sabre la va lvula como muestra la liqura
22. L os brazos tiencn diferente long itud y an-
cho con ' 0 que snt ran en aceion en secuencia
produciendo una fuerza sobrs la valvula que
va creciendo a medida que las ternperatu ras
aurnentan y mas brazos entran en contacto
con su pareja, La fiqur a 23 ilustra clararnente
como las ditcrcntes parejas de brazos eut ran
en accion para cerrar la valvula al aumentar la
presion y la temperatura del vapor. S i bien la
tram pa no p uede sequ i r ICl CIJfV(l de satu ra e ionde I vapor tan exactarriente como una t rarnpa
de presion balanceada, el uso de elementos
bime talicos de este tipo da una aproxi macion
suticicntc. Otra disposicion es l(:l de Ii-! figul'a
24 en la que 58 usa un nurnero determinado
de discos en combinacion con un rnuelle que
absorbe parte del rnovirniento que se produce
cuando los discos flexionan. Cuando ya no Sf'!
puerie comprirnir mas el muelle, cualquier
rnovirn isnto del hirne tal se transrnrtc dirccta
mente d la valvula.
Ventajas del Tipo Bimetalico
L< ls t rampa s birnctalicas qener alrnente son pe-
30
Fig. 24 Trampa Terrnostatica eon
Discos Bimetalicos------------ --~-------
querias !-!n tarnafio y, sin embarqo. uenen una
g ran capacidad de descarqa dp . condensado . La
valvula esta totalrnente abierta cuando la tr am -
pa esta fria, 10 cual da una gran capacidad de
dr enaje del aire y del condensado en lo s arran-
ques, que es cuando mas se necesita Con un
discfio adecuado del cuerpo y una descarqa
Iiiore de condensado a la salida, este tipo de
trampa no se hiela al'HI trabaiando a la inter
perle. Los cuerpos de alqun tipo de trarnpa
bimetalica sc disefian para que no sufran nin-
yim dana en cl caso en que 5C pr oduzcanhela
das. Las trampas b irne tal ic as Sf! pueden cons-
tru i r de ta l forma que puedan resist ir golpes
de arietc. condensados corros ives. prasiones
de vapor elevadas y vapor sobrccalcntado, Los
elementos birnetalicos pueden trabajar p.n un
amplio margen de presion de vapor sin neee-
sidal! de variar cl till 1 ,'10 del or iticio de la va I·
vu la, si bien rW!-!dl' r I' \ I!si tar ajuste la posicion
de 1 3 misma.
S i 1 3 va lvula esta a 1<:1salida riel orificio
del a sio nto , a ctu ara como retencion y evitara[ lujo inverse a troves de la trampa. E I conden-
sado es dl-!scarg aclo a una ternoeratu ra par de
bajo de la del vapur 10 cual signifiea que parte
de la cntalp ia de saturaci6n del aqua se puede
tr ansferir a~ cquiposiempre que el anegado de
un a parte del espacio destinado al vapor 5e
pueda tolerar. EI mantenimiento de este tipo
de trarnpa no prescnta problemas, puesto que
las partes inte rnas 5C pueden reemplazar Sill
separar e1 cuerpo rle la lm ea,
Desventajas del T ipo Bimetal ieo
En qener al las trampas birneta licas rio r esp on-
den con rapidcz a los cambros de caudal 0 de
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presion puesto que el bimetal tiene una reac-
cion relativamente lenta a las variaciones de
temperatura.
Puesto que el condensado es descarqado
a una temperatura por debajo de la del vapor
habra anegamiento en el espacio destinado a
vapor a menos que haya un tramo de tuber ia
de enfriamiento suficientemente largo entreequipo y trampa. En general las trampas birne-
ta l icas no son deseables para equipos de pro-
ceso en los que la eliminaci6n inmediata del
condensado es vital para alcanzar los rnaxirnos
rendimientos.
Si hay contrapresion en la descarga de la
trampa el condensado debera enfriarse mas de
10 norma I antes de qu e abra la va Ivu la. Se de-
be ra recalibrar teniendo en cuenta esta condi-
cion.
Grupo rnecanicoTipo de Flotador Libre
EI ejemplo mas simple de una tramp a de flota-
dor Ii bre es el de -'a figu ra 25. Cuando eI con-
densado entra a la tram pa a traves de "Au
el nivel de agua aumenta y el flotador "6" es
levantado de su punto de repose, "C". Esto
perm ite al condensado pasar librernente a tra-
ves del ori fici 0 de la va Ivu la "0". Si el flujo de
condensado disminuye, tam bien 10 hace el
nivel de agua en la trampa y el f lotador empie-za a tapar la salida "0". Cuando se ha descar-
gada todo el eondensado, el flotador cierra
cornpletamente el orificio, evitando cualquier
perd ida de vapor. La accion del flotador per-
mite una descarga continua en funci6n de la
cantidad de condensado que lIega a la trarnpa.
Ventajas del Tipo de Flotador Libre
La trarnpa para vapor de flotador libre necesi-
ta poco mantenimiento puesto que son pocas
las partes que pueden dariarse.
Desventajas del Tipo de Flotador Libra
La figura 25 muestra que la salida "0" esta
mas abajo que la entrada "A". Esto proper-
ciona un sellado can agua que irnpide la salida
de vapor. Este sello tiene un efecto negativo
puesto que irnpide la salida de aire del siste-
ma a tr aves de la valvula principal. Por esta
razon. se debe instalar una valvula manual pa-
ra la purga de aire, "E". Otra desventaja es
que puede ser diflcil obtener un buen asiento
con el flotador, de tarnafio notable, en el pe-
quefio orif icio de salida.
Fig. 25 Trampa de Flotador Libre
F i9. 26 Trampa de Flotador y Palanca
Fig. 27 Trampa de Flotador con
Eliminador Terrnostatico de Aire
Tipo de Flotador y Pal.anca
La figura 26 muestra una trampa para vapor
de flotador y palanca. EI condensado entra en
el cuerpo de la trampa a traves de la entrada
"A" y el flotador "8" sube a medida que
31
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aurnenta el nivel del agua. La palanca "C" une
el flotador a la valvula de salida "D", la cual
abre gradualmente a medida que el flotador
sube. La posicion de la valvula varia de acuer-
do con el nivel del aqua en el cuerpo de la
tramps, dando una descarga continua de con-
densado para cualquier caudal que no sea su-
perior a la capacidad maxima de la trampa. Si
la carga de condensadp disminuye y el vapor
Ilega a la tramps, el Ilotador bajara hasta su
posicion inferior. La valvula se apoya flrrne-
mente en su asierrto impidiendo la salida de
vapor. EI mayor rnconveniente de estas tram-
pas 'tal como 10 hernos estudiado haste ahora,
es que el aire no puede salir a traves de la val-
vula principal en el arranoue, A rnenos que se
instate alglln medio para eliminar este aire, el
condensado no podra Ilegar a la trampa y est a
se bloqueara. A veces se instala una valvula
manual "E" en la parte superior de la trarnpa,pero esta solucion tiene la desventaja de que
requiere oparacion manual cada vez que deja
de Ilegar vapor 1 :1 la trampa.
Una rnejor sotucion es la que S8 rnuestra
en la figura 27. EI mecanismo del flotador es
el mismo que en el ejemp!o anterior, pero la
valvula manual ha sido rsernplazada par un
elemento autornatico, "E", de ellmlrracion de
aire. De hecho se trata de un elemento termos-
tatico del tipo de los ya comentados anterior-
mente. La valvula "F" esta tatalmente abierta
cuando la trarnpa esta fr la, con 10 que el alre
descarqa perfectamente en el arranque. Tan
pronto como el vapor rlega a la trarnpa el ele-
mento "E." se axpande y empuja la valvula
"F' contra su asianto "G" con 1 0 cual 8 1 va-
por no puede escapar. Si durante la operacion
entra airs en la trampa, quedara acumulado en
la parte superior. SU efeeto de enfriamiento
provocara que el elemento termostatico S8
contraiga, permitiendo la descarga de aire,
Aunque la Ilegada de condensado sea muy
irnportante, el agua nunca puede Ilegar a des-cargar a traves del elemento termostatico. S i
esto ocurra, significa que la trampa esta mal
drrnensronada para et.caudal de condensado
a eljminar.Algunas trampas del tipo de flotador
incorporan una v a Ivula de salida directa de va-
por en luqar del elemento terrnostatico elimi-
nador de aire. S f'! trata simplemente de una
valvu la de aguja que actua como by pass de la
valvula principal y perrnite Ii'! salida de vapor
que podrfa bloquear la trarnpa impidiendo la
llaqada de condensado. EI problema de blo-oueo por vapor 58 estudiara mas adelante con
mas detalle.
32
/
Fig, 28 Trampa de Balde Abierto
(0 Cubeta Abierta)
Ventajas del Tipo de Flotador y Palanca.
Este tipo proporciona una descarqa continua
de ' condenssdo a 1 8 temperatura del vapor.
Ello hate que SBa 8 1 mas indicado para aplica-
cinnss en las que la transferencia de calor es
importante en relaci6n can el area de calen-
tamiento disponible.
Puede descaruar cantidades importantes
a psquefias de condensado con la rnlsrna elec-
tividad y no se ve afectado par subitas e im-
portantes fluctuaciones de la presion. Cuando
lleva elemento termostatico incorporado,des-
carqa aire libremente. Las trampas de flotador
que incorporan el sistema de antlbloqueo me-
diante valvulas de aguja son 8 1 unico modele
utilizable cuando este fen6meno sea sucaptl-
ble de aparecer.
Desventajas del Tipo de Flotador y Palanca
EI flotador S8 puede dariar par golpes de aris-
te o Este tipo de trampas puene ser daiiado por
heladas y su cuerpo debe ser aislado si ssta a
la intemperie en lugares con ternperaturas par
debajo de cero. Una desventaja cornun a todos
los tipos de trampas rnacanicas es que el lama-
no del orificio de descarqaes tunci6n de la
fuerza del flotador y de la presion del vapor,
que 58 opone. La fuerza proporcionada oor el
flotador es constante. con 10 cual si la presionde' vapor aurnenta, el tarnafio permitido para
R I orificio de descarqa disminuye (la fuerza
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hacia arriba del f lo tador es contrarrestada por
la fuerz a hacia abajo que es igual 31 producto
de la presion del vapor por la superficie del
orificio de salida). En la practica, las trampas
rnecanicas tienen diferentes tarnari os de asien-
to de v a Ivu las para cada gama de presiones,
Por ejamplo, un modelo npico de nampa de
flotador y palanca tiene diferentes asientos de
valvula para presiones hasta 4.5 bar, hasta 10bar, hasta 14 bar y as!' sucesivarnente,
Tipo de Balde Abierto (0 Cubeta Abierta)
Un balde abicrto par su parte superior puede
S Ll bstitu ir a la n o v a para actuar sobrs 1<:1al-
vula. Este balds f lotara en el condensado cuan-
do este vado, pero caera por su propio peso
cuando se Ilene de conriensado, Una trarnpa
de este tipo es ~a de la fiqur a 28. Unida al fon-
da del balde "A" va una varilla "B" a la que
se su iete la valvula "C". Varilla y valvula estan
en e I interior de un tubo "0" abierto por suparte inferi or. En la pa rte su per ior de este
tuba va el asiento de la valvu 1 0 "E".
Cuanoo el condensado entra por "F" en
primer lugar Ilena el cuerpo de la trarnpa por
e~ exterior del bolide. Este flota y la valvula se
apoya en su asiento. S I sioue entrando con-
densaoo en la trarnpa, ernpiez a a llanar el bal-
de. Cuando esta suficienternen te lIeno, el peso
inter ior prOVUCd que el balds baje basta el
fonda de la tramps abriendo la va Ivu la. 'La
presion de vapor empuja el aqua a traves de l
tuba central hasta que el balde puada vo lver
a flotar. Se repite el cicio. De la descripcion
del funcionamiento se deduce que las trampas
de este tipo tienen descarqa intermitente.
Ventajas del Tipo de Balde Abierto
Las trampas de balde abierto en general son
robustas y se pueden uti lizar para altas prssio-
nes y vapor sobrecalantado. Soportan los gol-
pes de ariete y lo s condensados corrosivos y
uenan un mecanisme tan simple que es rlif ici l
que se dafie.
Desventajas del Tipo de Balde Abierto
Puesto que el peso del balds determina el a reade la valvu la para una presion dada, impl ica
que solo se puede descargar condensado en
una yi'lrnil de presion de terrninada. Esta lirnita
cion rnecanica provoca que este tipo de tram-
pa ticnda a scr qrande y pcsada en re lacion
con SU capacidad de descarqa. Esta razon hace
que SP.fI poco usada
No incorpora ninqun mecanisme de des-
aireaci6n por '0 que unicarnentc 5C puederealiz ar m ediante lind valvu la manual 0 un
elemento tcrrnostatico. 5e puede practicar Lin
E _Fig. 29 Tramps de Balde Invertido
Fig. 30 Valvula de Hetencion
paquefio aqujero en la parte alta del tubo de
descarga para que el aire pueda salir libremen-
te. pero si la cantidad de aire a descarqar es
importante 5e recomienda un sistema com-
plernentar io, Este tipo de trampa se puene
da nar por he Iadas y el cuerpo ceteri orarse sioueda lleno y a la internper!e.
Tipo de Baldel nvertido (0 Cubeta Invertida)
Una trampa uti l izada mas comunmente que la
de balde abier to es la de balde invertido rnos-
trada en la f igu ra 29. En este tipo, la fuerza de
operacion la proporciona el vapor que entra
en el balde haciendo!o flotar en el condensado
que llena la tr arnpa. Cuando falta vapor en la
plants. el balde "AU esta en la parte inferior
de la trarnpa y la valvula "8" esta totalmente
aoierta, E I aire descar qa a troves de un pequefioonfieio "C" en [a parte superior del balde. E I
CQrldf!flIS<:1UO entr a en Iii tr arno a por "E" y el ni-
33
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vel de agua aumenta tanto en el interior como
en el exterior del balde. Este permanece en ta
parte inferior con 10 que el .agua puede pasar
a traves de la valvula abierta "8". Cuando el
vapor lIega a la trampa, entra en el balde y 10
hace flotar. cerrando la valvula "8" mediante
un sistema de palanca. EI vapor contenido en
el balde escape lentamente par el orificio "C"
y al misma tiempo va condensando. S i sigue
lleqando vapor, la tramps permanece cerrada,
pero si lIega mas condensado lIega un momenta
en que el balde ya no puede Ilotar. vuelve a so
posicion inferior, la valvula abre y el condensa-
do sale. Tarnbien este tipo realiza una accion
de descarga interrnitente.
Ventajas del T ipo de Balde Invertido
La tramps de balde invertido 58 puede fabricar
para que resista altas presiones y es utilizable
con vapor sabrecaleritado si se coloca una re-
tsncion en la entrada. Resiste razonablernente
condiciones de golpes de ariete V par su cons-
titucion rnecanica es d ificil qu e 58 dane.
Dssventeias del Tipo de Balde Invertido
EI pequefio tarnsfio del agujero practicado en la
parte superior del balde irnplica que se elimine
el aire muy lentamente. Tampoco S8 puede ha-
cer un orificio excesivamente grande porque se
perder ia demasiado vapor durante la operacion
normal. Sisrnpre debe quedar agua sufieiente
en la trarnpa para que actue de sella alrededor
de la parte inferior de~ balds. Si la trarnpapierde este sello de agua, el vapor saldra direc-
tamente al exterior a traves de la va Ivu la. Esto
puede sucsder en aplicaciones en las que se
produzca una ca ida importante de presion del
vapor con 1 0 que el condensado contenido en 8 1
cuerpo de la tramps se revanoriza. EI agua que
queda en la trarnpa es ernpujada haela afuera a
traves del orificio de entrada hasta que el balde
baje abriendo la valvula. Eli estas clrcunstancias
ira seliendo vapor hasta que Ilegue a la tramps
una cantidad de condensado superior a la de
agua y vapor que salen a traves de 1 8 valvula
abierta. Cuando esto ocurra S8 volvera a [lanar
el fondo de la trampa restableciendo el sello.
Si se debe utilizar una trampa de balde
invertido para una aplicaci6n en la que son de
preveer fluctuaciones irnportantes de presion,
es necesario instalar una valvu 1 2 1 de retencion a
1 8 entrada de la trampa, Esta valvula evitara la
perdida de sello. Un model a sencillo es el de la
figura 30. Agua V vapor pueden circular libre-
mente en la direccion indicada par la flecha,
pero el flujo inverse es imposible puesto que
provocara el cierre de la valvula sabre su asien-
34
to. EI exceso de temperatura del vapor sobre-
calentado puede causer mas facitmente la per-
dida de sello en una trarnpa de balde invertido.
Tarnbien en este caso la valvu la de retenci6n es
esencial. Algunos fabricantes colocan la reten-
cion en la propia tramps. La trarnpa de balde
invertido puede ser dafiada par las neladas si
se instala a la intemperie. Como en lo s otros
tipos de trampas rnecanicas, un pequefio
aisiamiento puede ser suficien1e para superar
este problema si las condiciones no son derna-
siado severas.
D H
Fig. 31 Trampa Termodlnarnica Tfpica
Fig. 32 Disco de Trampa Terrnodmamlca
E
Fig. 33 Asiento de Trampa Termodinamica
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G r u p o
termodinamicoLa construccion de la trarnpa del tipo terrnodi-
narnico es extraordinariamente sencilla. En la
figura 31 se reoresenta un modele tfp ico que
consists en un cuerpo "A", una tapa "18" y un
disco libre "C". Este disco es la unica pieza
m6vil de la trampa. En la parte superior de l
cuerpo se mecaniza una hendidura anular con
unos resaltes interior "0" y exterior "E" que
constituyen el asiento del disco (fig. 32 y 33).
L as caras del asiento y el disco se mecanizan
planas con el fin de Que este asiente sabre el
anillo interior y el exterior al rnisrno tiempo,
Par esta accion la e ntrad a "F" qusda aislada
de la salida "Goo 10 cuar e s e se nc ia ls i S8 quiere
lograr un cierre perfecto, En 0 1 arranque el aire
y el condensado fr 10 alcanzan la trarnpa y pa-sa n a trsvss del orificio de entrada "F". E!disco "C" es empujado bacie arriba hasta que
se apoya en el resalte "H" de la tapa. EI airc
y el condenssdo fluyen radialrnente hacia el l
exterior a rraves del cspacio comprendido en-
tre' los anillos de asiento "D" y "E" y descar-
gCimpar 8 1 orificio "G".
La temperatura del condensado aumenta
de una forma gradua~ y al descargar librarnents
se forma cierta cantidad de revaporizado. La
rnezcla resultants fluye por la parte inferior del
disco y puesto que el vapor tiene un vo lu men
muy superior al de~ peso correspondiente de
condensado, la v elo cid ad de salida aumenta a
medida que la temperatura de l condensado au-
menta. Para comprender 10 que sucede, a conti-
nuaci6n hay que recordar el teorerna de Ber-
nOLJ~II~. Establece que en un flu ido en movi-
miento la presion total es la rnisma en todos
su s pu ntos. E sta presion tota I es la suma de la
presion estatica V de 13 presion dinarruca. L a
estatica as la que se puade rnedir con un rnano-
metro, rnisntras que la dinarnica esla Clueseriaproducida par las particulas del flu ido si de
golpc se tes uarase mediante un obstacu!o. La
presion dinarnica aumenta cuando 1 0 hace la
velocidad de las part icu las, Si aplicarnos este
teorema a la trampa terrnodinarnica nos dare-
mOS cuenta de que la presion oinamica del re-
vaporizado y condensado que fluyen debajo del
disco aumenta a medida que su velocidad au-
menta. Pucsto que la presion total debe per-
rnanecer constante. la presion estatica disrninu-
ye al aumentar la dinarnica. Como resu Itado el
disco empieza a descender y se acerca a los ani-
Ilos asiento. AI bajar , el revaporrzado puede
pasar entre el disco y la tapa de la nampa y en-
tra en la carnara de control, como se muestra
en la figura 34. Este revaporizado ejerce una
presion estatica sabre ta totalldad de la super-
ficie del disco.
Fig. 34 Accion de Cierre de una
Trampa Termodinamica
Fig. 35 Trampa Terrnodinamica eo
Posicion de Cerrada
Fig. 36 Trampa Termodinamica
35
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Cuando esta presion HS suficiente para
veneer la del flu ida O J laentrada, que actus solo
en la parte central del disco, cstc cae definiti-
vamente y se apoya en to s unillos asiento tul
como SC vc en laflgu ra 35, evitando cualquier
flujo a tr aves de la trarnpa. EI disco perrnanece
fi rrnernente apretado contra su asiento hasta
que se condsnsa el revap or izado de la camera
de control debico a la transterencia de calor a1 3 atmosfera y al cuerpo de le trampa Can esto
disminuye la presion que actua en la parte su-
perior del disco perm i tiemlo que sea ernpujado
de nuevo par 1 3 presion de entrada. Si no ha y
condensado que descargar,una pequeria canti-
dad de vapor vivo eritr ara enla camera de
control y volvera a cerrar el disco muy rapida·
rnenta En la practica esto no sucede porque
el tiempo que Ir anscurre hasta que In presion
en 18 camera de control baja 10 su Iiciente para
permitir la reapcrtura es bastante largo y el
condensado lIeg(l holqadamente a la parte infe
rror del disco,
L a fig ura 36 muestra una disposicon habi-
tual de una trarnpa terrnodinamica, que rccoqe
mejo ras de diserio: La adicion de un filtro irnp i-
de que part iulas de suciedad puedan bloquear
105 oriticios de salida. de pequefio didmetro, 0
bien que sc depositen en los anillos de asiento
impidlt'!ndo un cicrrc correcto, La tr arnpa
trene tres ori fieios de paso que conducen desde
la hendidura cornpr endida entre los dos anillos
asiento hasta la conexion de sal ida. Cuando 18trampa descarqa hay un flujo sirnetrico de con-
densado haoia el exterior dcsde el centro del
disco. Esto qarantiza qw'! permanezca para lela
a su asien to durante la fase de descarqa, evitan
do problemas de desqastes diferenciales r:i-1USa-
dos par la inclillacion que se produce en mode-
los con un solo orificio de salida, Un exarnen
detallado del disco de una trarnpa lermodiua-
mica reve!a que mientras una cara as plana I < : l
otra tisne una 0 mas hsndiduras concentncas.
L a trarnpa 5e usa norrnalrnente con la cara de
handidur as del lado de los ani lias asiento. E stas
hendiduras rornpen las I incas de flujo a lo an-
cha del disco retardando el rlescenso de la pre-
sion estatica hasta que el condensado que pasa
a tr aves de Ii:! tramp a estc cas! a la temperatura
del vapor. Ello qarantiz a que 58 vacrc la c a s t
totalidad del condensado. Si 10 '1disco se [;0 loca
al reves: la I rarnpa cerrara cuando el corldl-!r1s<t-
do este algunos qr ados por debajo de III tempe-
ratura dcl vapor. Con esta dispusir.ion. qucdara
corujensildo en el cquipo <ll cerrar la tr arnpa. La
decision de colocar p i disco en un sentido a enel otro depende de c(-HlIO 10 rcqu icra la msta!a-
cion en cues tion.
36
Ventajas del Tipo Termodmarnico
Las trampas terrnodinarnicas operan dentro de
su margen de presiones sin ajuste 0carnbio del
tamario de valvu la, Son cornpactas, simples, lige-
ras y tiencn una gran capacidad de descarga de
condensado en cornparacion con su tarnafio.
Este tipo de trarnpa puede sar utilizado con
presiones elevadas y vapor sobrecalentado y no
10 aver ian los gal pes de aricte a las vibraciones.AI estar constru idas en acero inox idable pre
sentan un alto grado de resistsncia a los con-
densados corrosives. No se aver ian por las
heladas y ,en ninqun caso se conqcloran Sl se
instalan en un plano vertical y desearqando
librernente a la atmosfera. Sin embargo, la
operacion en esia posicion lrnolica un desqaste
del contorno del disco.
Puesto que la unica parte movil cs el disco,
se pusde efectuiH Iaci Imt!lItp. el rnantenirniento
SI'n sacar la tramps de la Ifnea. EI disco evita el
retorno de condensado. can 10 que no se nece-
si1(:l vi'llvu 1 3 dp . retencion.
Dssventajas del Tipo Termodinarnico
l.as trampas terrnodinarnicas no trabajan c orrec-
tarnente con presion de entrada baja 0 presion
de descarqa elevada. En ambos casas. 1 8 veloci-
dad a traves de la porte inferior del disco sera
!-!xigua y no provocara suticiente dcprcsion. EI
modelo de la figura 36 requiere una presion m i -
ni m a de 0,25 bar relativos y puede sopor ta r
una presion rnaxima de descarga igual al 800/0
de la presion de entrada. Puedcn descarqar can-
tidad de aire en el arr anque si la presion de en-
tr ada aum enta lentamente Sin ernbar qo, un au-
menta rapido de presion provoca velocidad su-
ficiante pn el aire pam cerrar la trarnpa iqual
que 10.haee 8 1 vapor. En estP. Ci:lSU ~p. debe insta-
lar en paralelo un elirninador termostatico de
aire. Si I;; Lrarnpa esta expuesta u ternocraturas
ambiente muy bajas, el revaporiz ado de la ca-
mara de control obviamente condensara mas
rapidarnente de 1 0 normal, Ella causara una
apar tur a y cierre de l disco mas frecuente, pro-vocando un desgaste excesivo y reduciendo la
vida de la trarnpa. Atortunadarnente solo ais-
lalillo 1 ' ( 1 tapa con un "I sotub" sc puede llevar
la freeuencia de operaciona UII nivel aceptable.
L a operacion del disco es mas bien ruidosa. 10
cual puede impcdir 1 2 1 uso de una trampa ter-
mod in arn ic a ell a lq un as in sta la cio ne s.
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Otros tiposTipo de lmpulso
La trampa dc impulse t ipica es la de la tigura
37. La valvula principal "A"forrna parte de un
cilindro hueco que lleva un r esal te delqado "8"
EI cilindro puede moverse arriba y abaio dentro
de una gu ia "C". Cuando e1equipo esta parade,
1.:1valvula "A" pcrmanccc sabre su asiento ;;D",
En el arranque primer 0 el aire y despues el
condansado frio llaqan a la trampa y la presion
que 5e ejerce en la parte baja del resalte '"B"
haee subir Iii valvula principal y la trarnoa des-
carqa. Parte del condensado nasa par el espacio
cornprendido entre "18" y su guia "C" Ilegando
a la camera de salida a traves de "E".
L a presion en esta parte superior del pis-
ton disminuyc dcbido al aurnento de velocidad
del condensado con 10 cual es alga menor que
la de 1 3 parte inferior y la valvula permaneceabierta. Cuando el condensado sc aoroxirna a liJ
temperatura del vapor, una parte del rnisrno
revaporiza al pasar par el estrechamiento que
hay entre "B" y "C", Este rcvaporizado se acu
mulaen la carnara de la parte superior del disco
e intenta salir par el orificio "E". Como el reva-
porizado tiene un volurnen consider ablernente
mavor que la masa correspondiente de condon-
sad0 tarda en pasar a traves de "E" v ernpieza
(I g!-!n!::!rar una sobrepresion en la carnara, for-
zando al piston hacia sbajo. E I caudal de con-
censado se reduce debrdo a la forma conics de
la gu fa, con 10 que la tramps nermencce en una
posicion que perrni te 1<'1descarqa del condensa-
do a medida que va III-!gando Cuando !-!Ivapor
Ilega a la nampa, aumenta sun mas 'Ia presion
en lo parte superior del piston con 11 0 cual la
vafvula cierra totalrnente. l.a tramna no da un
\". . . . . . . . . . . . .
' . - . ' p ' _ . , <,-: I I
. . . ~ - . : ; . I I
I I . . _ _ ~ : _ ~ ~1 : ....- _.., ....",.,.
.... . _ . _ . . - _ _ _ "' ' : . . : . . , .. .
DFig. 37 Trarnpa de lrnpulso
cierre herrnetico puesto que siernpre puede pa
sar algo de vapor iii traves del orificio "E".
Ventajas del Tipo de lmpulso
La trampa del tipo de impulso tiene una buena
capacidad de descarqa decondensado co n un
tarnafio relativamente pequefio. Puede trabajar
en una arnplia gami:l de presiories sin carnbiar
e~ tarnafio de valvula. Se puede utilizar para
altus p resiones y con vapor sobreca lentado. Eli
mineel aire call facilidad y no se bloquea par
IC l presencia de este,
Desventejas del Tjpo de Impulso
Las trampas de impulso no siempre cierran to-
talrnente y pueden perder vapor- cuando las
Fig. 38 Trarnpa de Lahar into
37
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carqas son psquefias. L as a fc cta se nsib lern ente
cualquier tipo de suciedad que entre en el cuer-
po de If! trarnna debido a lias psquefias toleran-
cias existentes entre piston y cilindro. Pueden
pulsar cuando reciben carqas bajas causando
ruidos 0 qolpes de arieta e incluso aver (as me-
canicas en la pr opia valvu la. No pueden trabajar
cuando 1 0 contrapresion excede en un 400/0
a la presion de entrada.
Tipo de Laberinto
La f igura 38 rnuestra una trarnpa sencilla de
laberinto. EI condensado entra por "Au y
encuentra un nurnero de de fle cto re s ajustables
"B'" que aumentan de diarnetro en el sentido
de entrada a s alid a. El condensado pierde pre-
s ion q radu a lr ne nte al pasar par cada una de cs
tas ·restricciones. Como consecuencia. parte dell
condensado revapor iza en cada una de las ca-
maras generadas por los bafles, con 10 que el
flujud e co nd ensad o se frena, impirliendo
1 1 8
salida de vapor. L as places deflectoras pueden
ser variadas de posicion aiustando el eje "C".
Si 8 1 espacio que se deja entre los detlectores
y el cuerpo de la tramps es irnportante pasara
condensado y vapor. Si las tolerancias, por el
contrario, son m uy pequefias s61 0 descarqara
condensado trio.
Ventajas del Tipo de lLaberinto
Este tipo de trarnpa es paquefio cornparado con
su capacidad de descarga y no presents aver ias
mscanicas al no tener partes rnoviles,
Desventajas del Tipo de laberinto
L a tramps de laberinto debe ser ajustada rna-
nualmente cuando hay variaciones irnportantes
de la presion del vapor 0 de la carqa de conden-
sado. Si el ajuste no es el adecuado a las condi-
ciones de operacion, se puede producir pardlda
de vapor a anegamiento par condenssdo.
PlacaOrificio
Consists en un agujero fijo dim ensionado para
el paso del condensado que. teoricem ente se va
a generar en el equipo 0 planta a drenar.
Ventajas de la Placa Orificio
No requiere mantcnimiento al no tener partes
m6viles. Pueden incorporar un filtro que evite
su obtu raclon. Son extrsmadamente pequefias
en relaci6n con su capacidad de drenajc y se e li-
minan practicarnente las perdidas par radiaci6n.
Desventajas de la Placa Orificio
L as p r inc ip alc s .lesventajas de la placa o rific io
radican en teller que fijar el tarnario del aquiero.
el cual debe ser Iorz osarnente pequefio. EI aire
s610 puede descarg ar rnuv Icntam ente en el
38
arranque. Aun cuando se instalen filtros, la su-
ciedad puede blaquear el oriflcio, Si no l Iega
condensado, se perdera vapor constanternente a
traves del orificio. Este aurnentara de diametro
gradualmente por erosion, incrernentando can-secuentemente las peroidas potenciales de va-
por.
Como en general las carg as maximas de
condensado Ileg an a representar de 3 a 4 vecesla carga normal, es loqico que los orificios de
diametro fijo causen anegamiento del esoeciodsdicaoo al vapor cuando tales condiciones se
presentan.
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•I r
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INSTALACION CORRECTA DE LAS
TRAMPAS PARA VAPOR
Punta de Drenaje
Separadores de Condensado
Prevencicn de la Suciedad
Aire en los Sistemas de Vapor
Efecto del aire en la
ternperatu ra de I vapor
Efecto del alre en la transferencia
d e c alo r
lPermanecen separados 0mezclados
, ei a ir e y el vapor?
Eliminaci6n del aire
Seleccion de una trampa para vapor
A. Anegamiento por condensado
B . Elevaci6n del condensado
C. Golpes de ariete
D. Vibraciones
E .
F .
G.
H.
I.
J.
Candensado corrosive
Heladas
Sobreca lentamiento
Bloqueo por airs
Bloqueo par vapor
Trarnpeo en grupo
Dimensionamiento de
las trampas para vapor
Presion del Vapor y
Capacidad de las trampas
1. Presion diferencial
2. Tamafio del orifieio de descarga
3. Temperatura del condensado
Medici6n del Consumo de Vapor
Preguntas
43
43
44
45
45
45
45
46
47
47
48
5051
51
52
53
53
54
55
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57
57
57
57
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Punto de drenaje
Las veritajas resu ltantes de una correcta elec-
cion del tipo de trarnpa para cada ap licacion
S8 pueden perder si ei condensado no encuen-
tr a facilrnente su cam ino hasta la tram-
pa. Por esta raz6n, se debe estud iar con cu ida-
do el punta de drenaje. Consioerernos 10 que
sucede a' condensado en una tu berra de cnsrr i-
bucion de vapor cuando en una parada dejan
de Ilegar vapor y condensado. Obviarnente. el
condensado que quede se acurnulara en los
puntas bajos del sistema. Por 10 tanto estos
puntos bajos deben estar equipados con tram-
pas.
Sin embargo, la cantidad de condensado
que S8 forma en una tuber ia de distriuucion.
rrnportante en los perfodos de arranque. es
suficiente para aconsejar la colocscion de pun-
tas de drenaje a intervalos de no mas de 50m ,adernas de drenar los puntas bajos antes men-
cionados. En operaci6n normal, el vapor fluye
par la tuberia de distribucion a velocidades de
hasta 1 45 Km/h arrastrendo el condensado.
La figura 39 muestra una tuber ia de drenaje
de lSrnrn conectaoa a la parte inferior de una
tuoer ia de distnbucion. Aunque la tuberta de
15mm tiene capacidad suficiente, no puede
recoqer todo e I condensado que circula a 10
largo de aquella a gran velocidad. Una instala-
cion de este tipo ser ia ineficaz.
La solucion al probl.ema es la oisposicion
rnostrada en la figura 40. Se intercala una "T"
en 1 3 tuber ia de distribuci6n, 'a cual actua de
pozo de goteo. EI condensado cae en este po-
zo y a lc an za ta cilrn en te la tuberia de 15mm
hasta la trampa. Este pozo degoteo es tan
irnportante en el sistema de drenaje como la
propia tramps.
Separadores
de condensadoLas calderas modern as tienen una gran capaci-
dad cornparada con SU tarnario y hay que te-
ner mucho cuidado para evitar situaciones de
excesiva sobrecarqa, Un incorrecto tratamien
to del aqua de al imentaci6n y picas de consu
me- pueden provocar el arrastre de aqua hacia
las tuberias de distribuci6n. Ya hemos vista
que el vapor hurnedo contiene menos ental-
pia de evaporaci6n que el vapor saturado seco
a la rnisrna presion y reduce la eficiencla de l
proceso a del equ IPO de calefaccion. Par esta
razon. 5e deben tomar med idas para gara ntiza r
el mayor titu 10 posible (fracclon seca) del
vapor qenerado. Si bien el tipo de drenaje
rnostrado en la figura 40 el im inara todo con-
densado que se forme en la tu ber ia, no podrael iminar las gotitas de hurneoao arrastradas
par el propia vapor.
L a s otucion mas 51 rnple a este problema es
la instalacion de un separador de qotas, del
que se muestra un modelo t ipico en la fig.ura
41. Una pantalla central obliga al vapor a cam-
bier de direcci6n y a adquirir un movimiento
circular. EI vapor seco puede pasar sin diticul-
Fig. 41 Separador
.-la Tram ps
par a V apor
Vapor Vapor
,'_ ." ::' :;,T._ "'_ -:' . . ' _ . ,', ',_ ~ . ,.,', '
. : . • . : : : . : / : . ~ : : / ' ; : ' : : ' ~ ? : : / : : ' : : . ' } : . : ' : . ~ : : . : : . ~ : , ~ , : : ; ~ : · \ ·. · · : : { · : · : : : \ : : : : ; · ; i" · : : I .\ : ) . .< - ,' .. ,' --:.':', ::.'.- ':;:. , . ';~";.'
P O Z O : G = l j . · · • •u ber ia D elg ada
Condensado
Fig. 39 Instalaci6n de Drenaje Incorrecta
Tr arnpa
para V apor
Fig. 40 Instalaci6n de Drenaje Corrects
43
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tad pero las gotas de agua, mas pesadas, se re-
cogen en el punta de drenaje inferior. Una
trarnpa adecuada elimina el aque separada jun-
to can el condensado que pudiese haber en
este tra mo de tuber fa de distribucion. La fuen-
te mas comun de vapor h u medo es el arrastre
desde la caldera y par esta razon se debe ins-
talar un separador inmediatamente a la salida
de la misma. Tarnbien es deseable instalar sepa-
radores antes de cualquier equipo que requie-
ra vapor seco para su funcionamiento.
Prevenci6n
d e la suciedadCuando se instals una tuber ia nueva, habitual-
mente quedan en su interior trozos de solda-
dura, empaquetaduras, ju ntas e incluso torni-
1 1 0 5 y tuercas utilizadas durante el rnontaje.En tuberias viejas hay depositos de oxides y
carbonates que se pueden desprender y circu-
lar a 10 largo de la tu ber fa del vapor. Esto no
representar la- ningun problema sl esta sucie-
dad se drenase llbremente, pero en 1 8 practica
queda acumulada en la trampa impid iendo 'el
derre de su valvula y causando peroidas de
vapor. La pro pia trarnpa puede averiarse par
la acclon constante del vapor a altas velocida-
des pasando a traves de S U I valvula parcialmen-
te abierta. Una vez que se ha producido este
desqaste, la va Ivu la no vuelve a cerrar correcta-
mente, aunque se elimine 1 8 suciedad. Es prac-
tica habitual instalar antes de la tramps una
der ivacion para reeoger la suciedad. tal como
S8 ve en la figura 42. Sin embargo, la veloci-
dad del condensado puede provocar que no
toda la suciedad entre en esta denvaci6n y
que una parte de la misma lleque al ia trampa.
Par otra parte, si la derivaei6n 1 ' 1 1 0 se vacia
regu larrnente. una vez llena no puede recoqer
mas part iculas. las cuales lleqaran a la trampa.
Una disposiclcn de este tipo deja mucho quedesear.
Es preferible Tnstalar un fi Itro antes de
cualquier trarnpa, medidor, valvula reductora
I) de requ laci6n. La figu ra 43 muestra la sec-
cion de un filtro tipico. EI vapor fluye de 1 8
entrada "A" a la salida "C" a traves del cilin-
dro perforado "6". Mientras el vapor y el
agua pasan sin dificultad a traves del cil indro,
las particuias de suciedad no pueden pasar por
los orificios del mismo. Ld tapa "D" S8 puede
abrir para Ilmpiar requ larmente la malls fil·
trante,
La figura 44 muestra un filtro angular aeo-
44
plado a una trarnpa con el que forma una uni-
dad compacta. Evita la necesidad de instalar
dos elementos separados en la Ifnea. Las ven-
tajas de esta disposicion son tales que un nu-
Trarnpa
para Vapor <i===~
Boisilio
Fig. 42 Bolsil!o Colector de Suciedad
tA
'Malia
F i It rant e --'-l~---"v
(Cedazo)
B
Fig. 43 Filtro
Trarnpa
para Vapor
Filtro
Filg. 44. Unidad Filltro-Trampa
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rnero importante de modelos de trampas Ilevan
filtro incorporado, como hernos visto ante-
riorrne nte wando se pasaba revista a los dife-
rentes tipos de trampas,
Aire en los
sistemas de vaporEtecto del air e en la temperatura del vapor.
En una rnez cl a de gases, cads uno de elias
ejerce una presion parcial. L a surna de las pre
siones parciales de estos gases es la presion
to tal de la mezcla. L a presion parcial ejercida
par cada g as en particular depende de la pro-
porcion de l mismo presents en la mezcla.
E jemplo: im ag inemos una mezcla de 2/3
de vapor y 1/3 de aire con una presion tot a Ide 3 bar abs. E I vapor ejerce una presion par-
cial de 2/3 de 3 bar abs (2 bar abs] y e ' aire
sjerce una presion de 1/3 de 3 bar abs (1 ba r
abs). La erua Ip la disponible para transferencia
de calor en 1 3 mez cla precede totalmentc del
vapor, pucsto que el aire no contribuye en
absolu te . E I problema es que en lug ar de va
por a una presion de 3 bar 10 tenernos a una
presion de 2 bar abs. S i observamos las Ta-
bias de Vapor se ve que la temperatura del va-
por satu rado a 3 bar abs es de 1 :33,50C pero a
2 ba r abs esta temperatura es de s610 120oC .
Si bien la presion que se le e c or re sp on de a u na
ternper at u ra de 133,50C, la ternperatu ra de ~a
mezcla vapor/a i re es de hecho 13,50C merior.
Esto signi fico que si el rnanorne tro del ejern-
pia anterior sefia la 2 bar (3 ba r abs) V en luqar
de vapor coex iste una mczda de 2/ 3 de vapor
y un 1/3 de aire la temperatura sera 1 3,50C
menor de 1 3 previsible por la presion leida
Efecto del aire en la transferencia de Calor.
Cuando una unidad calentada con vapor sepone en servicio. el espacio destinado al vapor
esra lleno de aire. AI entrar el vapor, conduce
< 8 1 aire h a c i a el punto de drenaje 0 hacia la zo
na opuesta a la entrada, Una parte del rnismo
lleqara tarnb ien a la supertic ie de transfereric ia
donde perrnanecera como una pel icu la cuan-
do se vava produciendo condensado. Esta pe-
I fe u la de aire es una barrera irnpor tante a la
tr a nsrnision de calor desde el vapor a la super
ficie de calef accion del equipo. Ya hernos vis
to antes que una pel icu la de a ire Jr. s610 1 rnrn
de espesor puede ofrecer la rnisrna resistencia
ell f lujo de calor que Lilla pe l icu la de aqua de
25mm de esoesor.
N o todo el aire que lIega a los puntos de
dr enaje es de s.carg ad o inm ed iatam en te POl" las
trampas. I ncluso en el caso de que sean de un
tipo que oueda elirninar aire facilmente este
necssita un cierto tiernpo para salir V debe en-
contrar facilidades para alcanzar e' punto de
descarg a. Parte del aire puede quedar retenido
forrnando bolsas que, por el efecto aislante
antes m encionado, representan puntos friosen el proceso. En algunos casas, el aire puede
aislar tempbralmente una trarnpa, imoidlendo
la salida d e c on de nsad o, sirnplernente porqus
se trate de una trampa cuyo tipo no elirnina
aire facilrnente. Esto sucede cuando queda re -
tenida una colum na de airs que se cornpr im e
entre lil tram pa y el condensado impidiendo la
Ilegada deeste a la v a Iv u la de drenaje,
lPermanecen separados 0 mezclados el aire y
elvapor?
Adernas del aire presente en el equipo antesde su a rra nq ue , s igue entrando mas en el apa-
rato junto con el vapor y se mezcla con el.
Cuando el vapor condense, el aire perrnanece
y se deposita en las superfic ies de condense-
cion, Puesto que el vapor fluye natu ralmente
hacia el punta mas alejado del de entrada, es
razonable esperar una concentracion aprecia-
ble de aire en este extrema. Sin embargo,
cuando el vapor- f luve a 10 largo de una tu be-
ri a 0por la superficie de inter carnbio de un
calefactor de cualqu ier tipo, las turbulencies
que se producen provocan una mezcla del va-
po r vel a ire p re se nts .
A s ipues, el vapor y e l aire en rnovimiento
tienden a mezclarse; pero e n c on di cio ne s esta-
ticas, como las que se producen en recipientes
cerrados de gran volu men, la condensaci6n del
vapor deiara Ii bre el aire que teridera a caer
hacia la parte baja del espacio considerado. EI
aire es mas pesado que el vapor en l ias misrnas
condiciones de ternperatu ra y presion v , por
tanto , una rnezcla de aire y vapor es mas pesa-
da Que el vapor solo, Can 10 que lIevamos di-cho se deduce que lo s puntos finales de la s
1 Incas de vapor deben ser dr enados de aire ,
con el fin de que este no lIegue a 105 equines
de Ii a planta. Adernas, en estes equ ipos se debe
elirninar e I dire en 105 "puntos rernotos" cs de-
eir, en los puntos mas alejados del de entrada
de vapor. O onrle se pueda eleq ir. el drenaje de
aire se situara en la parte super ior de la zona
opuesta a la entrada de v ap or, e sp ec ia lrn en te
en los cases en que las trampas no teng an g ran
capacirtad de eliminacion de aire .
45
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Vapor.
:'/
/i. ~ .
Aire
....~: . :. . : < .
· ; : i ) ~ ,. ~ : ' ; " · . ;. ~ · . : : : , : .
: ~ l i " f ! r ! ) ~ i ; : i !---
T rarrm a para Vapor
Fig. 45 Eliminacion Conjuntode Aire y Condensado
Fig. 46 Eliminacion del airemediante un Eliminador Terrnostafico
Elirninacion del aire
Las figuras 45 y 46 muestran como la posi-
cion de la entrada de vapor en un equipo con-
diclona las necesidades de el iminaci6n de aire.
Los espacios dsstinados al vapor en ambas
figuras son identicos can la diferencia de que
en la figura 45 8 1 vapor entra par la parte su-
perior y en la 46 par la inferior. En ambos
casas, el condensado cae par graved ad hacia el
fondo dande es eliminado a traves del punto
de drenaje por su tramps correspondiente.
Considerernos primero la figura 45. EI vapor
entrando poria parte superior empuja el aire
Tr arnpa a Flotador COil SLR
Fig. 47 Venteo de una Paila Volcable
46
Eliminador
deAire
Aire
I.
>....t:
' : . :' .
•I
I I
~ , I". I
Vapor
hacia el fonda donde es descargado par la
trampa, que debera tener en este caso buenas
cualidades de eliminaci6n de aire. No 5e nece-
sita f1ingun otro elernento de venteo , Si pasa-
rnos ahora a la figura 46, la situacion es bas-
tante diferente. EI vapor que entra tarnbien
empuja el aire pero, en esta ocasion, hacia la
parte superior. A menos que S8 prevea alg lin
equipo para que el aire descargue, quedara
retenido en la parte mencionada provocando
una zona trIa en la superficie de calefacci6n.
La turbulencia en el vapor provocara una mez-
cia parcial del aire que sera trasladado a otras
Coleetor
Aire Caliente
Condensado
Vapor
VaporCondsnsado ..
Fig. 48 Venteo de una planchadora continua
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partes de la superficie de intereambio donde
se depositara en forma de pel kula, reducien-
do considerablernente la transmisi6n de calor.
Es esencial instalar alqun tipo de venteo en la
parte superior para elirninar este aire rapida-
mente antes de que tenga tiempo de mezclar-
se con el vapor en una proporcion considers-
ble.
EI uso de vatvu las manuales para este pro-posito tiene todas las desventaias que se han
visto al mencionar su utilizacion en la elirnina-
cion de condensado, por 10 que es rnejor insta-
lar un venteo autornatico. Puede ser del tipo
de presion equi lilbrada, au nque tarnbien 5e
usan trampas de tipo birnetalico y de expan-
sion I iquida. La valvu la de una trarnpa term os-
tatica eliminadora de aire debe estar tota lrnen-
te abierta en el arranque de la plants puesto
que se debe descargar rapidamente gran canti-
dad de aire. Debe cerr ar antes de que se alcan-
ce la ternperatu ra del vapor, pero si se acurnu la
aire durante la operacion normal de la planta,
debe ir abr iendo en respuesta al descenso de
temperatura.
En las figu ras 47 y 48 se muestran ejem-
plos practices de el irn.nacion de aire en una
rnarm ita basculante y en una planchadora
cant inua, Ambas piezas tienen espacios
destinados al vapor donde, debido a los
sentidos del f lujo, es facil determinar en que
puntas el airs puede quedar retenido y, por
tanto, donde 58 deben instalar los eliminado-res de arre.
Selecci6n de una
trampa para vaporHay quien dice que fa mavor ia de las trampas
para vapor son va l ida s pa ra cualquier ap l i ca -
cion (en tanto que las condiciones de opera-
cion esten dentro del campo de presiories y
capacidaues de descarga de la tr arnpal. Sin
embargo, no debemos contentarnos con que
la trampa traha]e moderadamente bien, sino
que debemos alcanzar la maxi ma eficiencia
en todos los equipos que usan vapor. Esto sig
nifica que 58 debe seleccionar una trampa para
cada aplicaci6n concreta.
la tista siguiente contiene un nu mero im
portante de pregu ntas que deben ser conside-
radas al elegir una tr arnpa.
A, eSe debe descarqar el coridensado tan
pronto como S8 Iorrna?
B. < '. La linea del retorno de condensado esta
a nivel superior que el equipo Que se purga?
C. LHay riesqos de golpes de ariete en la
Iinea?
D. (Hay vibraciones 0 movimientos excesivos
en el equipo?
E. c Contiene el condensado substancias co-
rrosivas?
f. < '. Esta la trampa instalada a la intemperie?
G. z Se utilize vapor sobrecalentado?
H. (Hay cantidades irnportantes de aire?
I. cHav posibilidades de bloqueo por vapor?
J . z Comprende la instalacio n d iv ersas unida-
des calentadas can vapor?
Veamos a continuaci6n esta lists con mayor
de talle.
A. Anegamiento par con dens ado
En la rnavoria de los equipos calentados con
vapor es deseable y muchas veces imprescindi-ble, dascarqar el condensado tan pronto como
se forma. S i bien la entalpia del aqua satu r sda
del condensado es utilizable, se obtiene una
transferencia de calor mas irnoortante si u nica-mente el vapor esta en contacto con la super-
f icie de transferencia. Las razones de este
fenorneno se han visto claramente en un ejerm-
plo anterior.
Las trampas del tipo mecanico son las ido-
neas para aplicaciones que requ ieran una rapida
etirnmacion del condensado. Las del tipo ter-rnostatico no drenan condensado haste que
este se ha enfriado una cantidad de grados PDf
debajo de la ternperatu ra de I vapor, CDn 1 0
que se produce un cierto anegamiento del
espacio desti nado a este. Si n em ba rgo, en
a Igunas ocasiones e! anegamiento puede ser
aceptable 0 incluso deseable. Como ejernplo,
consideremos la diterencia entre las necesida-
des de purga de un radiador de vapor y una
unidad caiefactora. Mientras 81 espacio dedi-
cado a I vapor en un radiador es grande com
parada 'con la superficie de calefacci6n, la
eapacidad de vapor de una unidad caletactnra
es pequefia cornparada con la transferencia de
calor requerida. E I radiador puede utilizar
oerfectarnente la entalp ia del agua saturada
del condensado antes de descargarlo, pero en
la unidad calefactora no se puede hacer. Por
esta razon, el radiador podr ia ser squipado
can una trampa terrnostatica mientras que la
IJ nidad ca lefactora 10 debe ser con una trarnpa
que elirnine el condensado inrnediatarnerite.
En este ultimo caso. por pequefio que fuera elanegamiento, reducir ia 1 8 transterencia de
calor V provocar ia que el calefacror soplase
47
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aire frio. EI condensado retenido en la unidad
calefactora es tarnbien una fuente de cerro-
sion y por tanto de reduccion innecesaria de
vida de los tu bos del calefactor. EI porcentaje
tolerable de aneqarniento del espacio de vapor
es ellararnente un factor sign if icativo en la
seleccion de ~a trampa. L a eleccion incorrecta
del rnisrno es fuente, en muchos casas, de
bajos rendimientos del equ ipo.
B. Elsvacion del condensado
La v elo cid ad a la cual la trarnpa puede descar-
gar el condensado depende del tarnafio del
orificio de la va Ivu la V de la presion diferen-
cial 0diferencia de presi6n entre la entrada y
la salida de la trampa. Si una trampa descarqa
a la atmosfera. la presion diferencial a traves
de la rnisrna es ig ual a la presion de entrada.
La mismo sucede si la trampa descarg a en una
I inea de retorno situada a nivel inferior y que
perrnite al condensado Ilegar, por gravedad, altanque de alimentaci6n de caldera (a menos
que un retorno subdimensionado cree con-
trapresionl, Desqraciadarnente una disposrc6n
de este tipo es poco frecuente bien porqueel
tanque de al i rnentacion de la caldera esta a un
nivel superior de la trarnpa, bien porque el
circuito de retorno circula por n iveles super io-
re s para evitar obstrucciones. En estes casos,
el condensado debe ser irnputsado mediante
una bomba 0 par 1 8 propia presion del vapor,
hasta supunta
final. En esta seccion, nos inte-resan especialrnente los problemas que puedan
su rgir par la elevacion de condensado median-
te la presion del vapor a la entrada de la tram
pa. Por cada 0,11 bar (11 kPa) de presion de
vapor en la trampa, el condensado puede se r
elevado a una altura prox r ma a 1m. Para ele-
'liar el condensado, la trarnpa debe ser de un
tipo en el cual todo el cuerpo este sometioc
a la presion total del vapor.
Todas la s trampas de ba Ide y ta mayor
parte de las habituales en el mercado son de
este tipo. Hav desventaia a I e le va r el conden-
. sad a par este metoda. En primer lugar, no
siempre S8 dispondra de la presion de vapor
necesar ia a la entrada de la trarnpa. Si. por
ejemplo,la presion normal de operacion es de
1.65 bar (165 kPai teoricarnente es posible
elevar e,l condensado a 15m. Sin embargo, en
el arranque, la presion de vapor perrnanecera
durante un ciert o tiempo a un valor proximo
a 0 ba r 0 i ncl usa por debajo. Hasta qu e osta
presion aurnenta, e~ condensado no puede ser
drenado y se acumu la ra en e I espacio dest ina-do al vapor. Este hecho provocara un periodo
lk ralentarnicnto mas larg o. E I condensado,
48
edemas, evitara la sal ida de alre a traves de ta
trampa co n 10 cual el problema ernpeorara. Si
elequipo tiene control de temperatura, la ac-
cion de este control puede reducir la presion
del vapor por debajo del va lor al cuat la eleva-
cion de eondensaclo se efectuaria corrects-
mente hasta la Illnea de retorno. Una vez mas,
el espacro destinado a I'vapor quedara anegado
hasta que abra la va lvula de control, resu Itan-
do una deficiente regu laci6n de temperatura
y un riesqo de qolpes deariete cuando el va-
por I~egue subitarnerite al e sp ac io anegado. Se
debe recordar que ciertos tipos de trampas
tienen lirnitada la contrapresion a la que pue-
den descarqar. Es partrcu larrnente irnportante
en las trampas de tipo termodinarn ico, mien-
tras que las birnetalicas han de ser nueva-
mente calrbradas si deben descarcar con una
contrapresion irnpuesta por la elevacion de
condensado. Las trampas se pueden instaler
enla parte baja 0 en la superior de la tuber iaascendente, sequ n las necesidades de cad a ins-
talacion en particular.
Trampas en la parte baja de la tuber Ia.
Siempre es preferible instalar la tram pa por
debajo del punta de drenaie de la unidad en
cuestion. L a figura 49 rnuestr a la mejor dispo-
sicion para elevar condensado oirectarnente de
Retmno de I)Condensado U
Vapor
Marmita 1!
A. Filtro
B . T r arnpa a Hotador ABC D
C . Mirilla ~ lLf-"7u: .lH.L. . 1 - -D. Valvula dr: <d '2:t ~
"etHncion
Fig. 49 Trampa al Pie de la Elevacion--_
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la trarnoa. La trarnpa esta en la parte inferior
de la tuber ia de elevacion y cerca de la unidad
a drenar. Esta precedida de un filtro y seguida
de una va l vu la de retenci6n Esta se instals pa-
ra evitar que el condensado Ilene la parte des-
tinada al vapor durante las paradas. Es desea-
ble conectar la tuber ia de elevacion a la parte
superior de la tu ber ia principal de retorno de
condensado.
Trampas en la parte alta de 1 0 3 tuber ia de ele-
vacion.
H ay o ca sio nes en la s que no es posib le instalar
trampas en la parte inferior debido a la dispo-
sici6n del equipo, La figu ra 50 muestra un re-
cipiente. equ ivalente a1de una unidad de tr ata-
rniento superficial, calentado con un serpen-
t in lleno de vapor. La tu ber ia baja por un la-
do del recipiente, circu la par el fondo del rnis-
rno V sale al exterior subiendo por la pared
opuesta antes de alcanzar la trarnpa. EI final
del serpentin no puede salir por el fonda delrecipiente porque introduciria una junta que
puede perder I iqu ida corrosive. E I vapor
condensa al ser admitido en el serpentln
.. Vapor
I
Tr arnpa par a VaporI ,
Serpentin
Fig. 50
Trampa luego de la elevacion - Incorrecto
Vapor
. . .Tuberia
Delgada
----__,~-~---. . . . : : . ~ ~ ; :- "
- ~ - - - ~ j : :I U"
.c'
Se rpcnt in de
g ra il T ar na fi o
Fig. 51Trampa luego de 1 8 1 elevaci6n - Correcto
Fig. 52 Vapor/Agua en tuber ias
Vapor
Condensado
Vapor
t W · ~ & ; ~ " A 1 W 4 ; ~ ; ; t $ " i ' ; ; I :Condensado
Vapor
Condensado
Condensado
V este condensado 5e acumu la en la parte baja.
AI misrno tiempo, el vapor puede pasar por
encima de aquel V alcanzar 131r arnpa que C8-
rrara inmediatamente. No abrira hasta que el
vapor que llena la tuber ia previa a la trampa
condense. Sin embargo el vapor continuara
entrando V Ilegando a la trampa hasta que se
hava formado sufic iente co ndensado en la
parte baja del serpent in. Este condensado sera
ernpujado por el vapor hasta la tramps que
abr ira. Cuando la trampa abre, el nivel delcondsnsado disrninuve con 10 que el vapor
puede t leqar nuevarnente a 181rampa. Se repi-
te el proceso con e~ resu Itado de que el ser-
pent In nunca queda libre de candensado por
to que la eficirencia tsrrnica HS baja, Esta situa-
don se puede mejorar con ia d isposicion Que
se rnuestra en la figura 51. En lugar de un ser-
pent In plano, este desciende gradualmente en
la direccion del flujo de vapor y forma un
coda sif6n antes de iniciar el camino ascenden-
t e o
Un tuba de pequefio diarnetro conectado
a 1 8 1 trarnpa se inserta dentra ccf'tubo del ser-
49
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pent in hasta el flU nto bajo de 1 codo sif6n.
Cuando Ilega vapor en el arranque, el primer
condensado que sc forma cae en 81 coda sifon,
sellando ~a parte final del tubo de pequerio
diarne tr o e irnpidiendo que e,1 vapor lleque a
la trampa. Debido a este psquerio diarnetro,
tarnpoco las burbujas de vapor pueden "egar
a la trarnpa, 10 que suceder ia si 58 mantuviese
el diarnetro del serpent in. La mayor parte de
las trampas pueden ser instaladas en el punto
superior del tuba de pequefio diarnetro siem-
pre que la instalaci6n 58 etectue del modo
descrito. Sin embargo, 5, 1 se uti n Z<' l I .H l.3 trarnpa
de balde invertido, hay que insta lar una reten
cion, a la entrada, para evitar que el sello de
agua que necesita la .trarnpa se pierda a traves
de la tuber ia de pequefio diarnetro.
c. Golpes de ariete
Tan pronto como el vapor sale de la caldera,
se inicia 1 ( 1 condensaci6n en las tuberias debi-
do a las percidas de calor, Esta condensacron
e s p artic u larmente importante en el arranque
cuando el sistema esta frio. En la figu ra 52 se
ve como las gotas de condensado 58 van depo-
sitando en 81 fondo pudierido Iorrnar. even-
tualmente, una. barrera compacta que es arras-
trada a gran velocidad a 1 0 largo dela tuber ia.
Cuanda este condensado encuentra un obs-
taco 10, ta I como un cambio de direccion de la
tuber is, sera frenado subitarnente. L a energfa
ci netica del condensado a alta velocidad seconvier te en energia de presion que es absor-
bida por la tuber ia. S i la velocidad es muy alta
a el peso de condensado jrnportante. la canti-
dad de eneruia liberada puede ser suficie nte
para romper algu n elemento de la instalaci6n.
Incluso can la ba]a velocidad y poco peso, el
ru ida creado en el sistema por ell impacto pus-
de provocar molestias irnportantes. La inci-
dencia de los qolpes de anete sera mayor 5i 58
forman bolsas de condensado en los puntos
bajos del sistema de vapor. Son fuente cornun
de problemas los pandeos en las tuberfas 0 el
uso incorrecto de reductores concentricos,
como 5 e ve en I'a figura 53. Un reductor insta-
lado correctarnente como el de la figu ra 54 no
permite ac u mulaci6n de condensado. I ncluso
un fi Itrro instalado como en la figura 55 es una
fuente potencial de go lpe de ariete. Es mucho
meier instalar los fi ltr os en un plano horizon-
tal para evitar que la balsa de condensado
pueda se r a rra str ada par el vapor que circula a
gran velocidad Can el fin de mi nimiz ar la po-
sibilidad de qolpes de ar iet e. las lineas de va-
par deben insralarse con una pendien te en la
dir eccion del Ilu]o y can puntos de drenaje
50
instalados a intervalos regu lares y en los pun-
tas bajos. Despues de las trampas deben insta-
larse valvulas de retenci6n que impidan e!
paso de condensado en sentido inverse que
inundar fan las tu berias cuando se produiera
una parada.
AI al imentar de nuevo con vapor en el
arranque, las valvu las de comunicaci6n deben
ser abiertas poco a poco con el fin de que si
hu biese ouedado condensado en el sistema
este sea arrastrado lentarnente hacia los pun-
tos de drenaje y no a gran velocidad. Losgol-
pes de ariete pueden producirse en serpentines
sumergidos en tanques, S i bien no tienen cam-
bios de direccion, el vapor que entra conden-
sa muy rapidarnente. EI resu Itado es un peso
comparativamente importante de agua arras-
trada par el vapor el cual a su vez tiene una
velocidad rnuv alta deoioo a la rapidez de la
condensacio n. Es irnportante que el serpentin
tenga una pendiente positive y que en su parte
final tenga un coda sif6n y un tubo de eleva-
cion de psquerio diarnetro hasta la trarnpa,
como se ha visto en la figura 51. Si el coriden-
sado debe ser elevaco oespues de la tramps.
las dificu Ita des proceden del hecho de no dis-
poner de suficiente presion a la entrada d e 1 0 3
trarnpa E I equ ipo quedara anegado y los gol-
Vapor
Fig. 53 Reducci6n Concentrica
Incorrecta
Fig. 54 Reducci6n ExcentricaCorrecta
Fig. 55 F iltro formando un punto bajo
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pes de ariete se ra n in ev ita ble s cuando la pre-
sion de l vapor vuelva a au rnentar. Este es el
caso de equipos can control autornatico de
tcrnper atu ra. L a mejor disposic Ion en estes
cases es drenar e~ condensaclo par g ravedad
basta un tanquc receptor a presion atrnosfe-
rica v usar una bornba para elevar e! conden-
sado a mayor nivel.
Es aconsejab!e instalar una trampa robusta
como 'a termodinarnica. la de balde inver tido
a la birne ta Iica cuando hay r iesqo de gal pes de
ar iete . L os qolpes de ariete 58 pueden presen-
tar tarnbieri en el sistema de retorno de con-
densados. E 11 0 es evidente desde que las tram -
pas descargan condensado a la temperatura de
satur acio n 0 u na temp eratu ra proxima en una
tuber ia de retorno de condensado eornpleta-
mente inundada E I revaporizado que se for
ma cuando el eondensado pasa pa r la trampa
debe abrirse paso en la tuber ia lnundaoa, oca-
sionando violentos golpes de anete. Una solu-cion de eomprom iso es usar una tramps para
vapor que e l im i ne el eondensado a una tempe-
ratura in ferior a la de saturacion rninirnizando
el revaporizado que se forma (fig. 56}. Para
esta disposlci6n,es necesar io d isponer de un
bolsi " 0 de drenaje adecuado v de la suf'iciente
1 0ng itL ld de enfriam iento antes de la trampa,
si no el equipo 0 la tuber ia de vapor se llenaran
de coridensado. Ell la practice. la descarga de
condensado en una tuberia inundada debe
evitarse siempre que sea posible. En la f iqura57 se ilustra el unico sistema seguro de evitar
problemas.
D. Vibraciones
La mayor parte de los pr ocesos y equipos de
calct accion no estan sujetos a v ib racio nes
excesivas con 10 que este factor rararnerite
ticne influencia en la se Iccci6n de 18 trampa.
Sin embarqo. esto no es as i en algun s aplica
ciones ta les como bornbas. rnarti lias ac ciona
do s can vapor, equ ipos 1115ta lad05 en bar cos y
otros. Indudablerne nt e la mejor trampa en es-
tas condiciones es la de tipo ter rnodina m ico.
La u nica parte rnovi I es el disco de acero ino-
x idable que no se ve afectado III siquiera por
v ib raci one s severas 5i el movi miento no es
(~XCCSIVO tarnbien se pucde utili tar trampas
tl'jillOS~allcas de expansion l iquida. Este tipo
requ iere una eierta lonqi tud de enfriam iento
entre trarnpa y punta de dr enajs para que el
condensaclo se errf r ie Iuer a del espacio desti
nado (1 1 vapor. En los b.ir cos se preseritan otras
comnhcacrones. L as Vlt)t .rciones casi siurnpreva n acompafiadas de qolpcs de ar iete debiclo
a la irnp osibihrlad de etectuar un trazado arie
Tuber ia principal de Vapor
Trama de refr iqeracion
Tramps ..---- ~L
Retorno de Condensado
Fig. 56 Descarqa en una tuber ia inundada
Tuberra principal de vapor
~~===:::::::=::::::;;:
Trarnpa para Vapor l\ A la
..... Atmosfera
~..-=::::::;;;;::~~
Retorno de
Condensado
Bomba
Fig. 57 Descarga de Trampas en elcolector de una bomba
cuado puesto que se dispone de [loco espacio.
Adernas el vaiven de un barco puetle tarnbien
afectar la operacion de un flotador 0 una
eu beta. Tarnbien en este caso la tramps ter-
modinarnica es la que mejor 58 cornporra V
esta es la razon por la que se encuentra tan
lr ecuenternente en instalaciones navales.
E. Condensado corrosive
EI agua no es suficienternente pu ra para po-
derla usar d i recta mente en la alirnerrtacion de
una caldera, sin alqun tipo de tratarniento pre-
via. No es ex trafic . por tanto que puede co n
tener solidos disuel tos (que pueden precipitar
formanclo lncrustaciones en la superfi ic de
in tereambio de la caldera) y gases, tales como
ox {gena y dioxide de carbone: Estos g ases
son arr astrados por el vapor hasta las zonas de
intercarnbio terrnico de fa planta, donde per-
rnanecen al coridensar el vapor, Cuando I(J
conc ntracion de g ases aurnenta, estos pueden
d isolverse en el condensado, convicrtierido!o
en corrosivo. S i la ca Idera p rodu ce arrastrns deaqua e impurezas sotidas, estas se verau intr o
duclcJas en l a i ns ta la ci on y consecuen truu'utr:
51
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una buena parte de elias iran a parar al con-
densado.
Cuando se habla de tratamiento del agua
no debemos tender unicarnente a obtener con-
diciones satisfactorias en la caldera, sino Que
debernos lograr tarnbien que no sean atacadas
\a~\\i~e.t\a~ . e . tl2!\atno o . e . cana.e.n<;auC)'?,.E~correcto tratarniento del agua es esericial en
calderas modern as, de pequefio tarnafio com-
parada con su potencia. Si la cal idad del agua
no es la adecuada, se puecen producir arras-
tres nocivos, Se debe consultar la opinion de
expertos cuando se sospecha que se tienen
condensados corrosives debido a mala calidad
del aqua de a lirnentacion.
Otras fuentes de corrosion tienen relacion
co n procesos en los que vapor y condensado
pueden entrar en contacto can la substancia a
calentar. Por ejemplo, durante el proceso de
vu Icanizaci6n se puede formar una cier ta can-
tidad de acido sulfurico que corroe las partesmas debi les de las trampas y otros acces orios.
En ciertos procesos se ha de invectar vapor VI·
vo directarnente a Iiquidos que son de natu rale-
za conosiva. Cuando la valvu la de paso esta
cerrada y se cierra tarnbien la va Ivu la principal,
el vapor que h a qu edado en las tu ber r a s con-
densa, produciendo un cierto grado de vacio
que puede faci litar el paso de liquido corrosive
hacia lias tuber las de vapor. Este l iquido 10 en -
contramos finalmente en la s trampas que son
atacadas en sus partes mas debiles, Un proble-ma similar puede ocurrir en tanoues elf! los
que se calientan mezclas corrosiv es m ediante
serpentines de vapor, con sus correspondien-
res trampas. En este caso la entrada de ~iquido
a las tuber Ias de vapor se puede producir par
pequefios pores de los serpentines.
La manera mas sencilla de evitar estas for-
maciones de vacio en las tuberias consists en
instalar una valvula de retencion que este ce-
rrada cuando se alimenta con vapor y abra al
deiar de hacerlo, para permitir la entrada de
aire {fig. 58}. De este modo, la tuber ia siern-
pre estara, como m inimo, a la presion atrnos
ferica. Algunas trampas estan tab rica das con
rnater iales que pueden resistir cier tos tipos de
corrosion durante per iodos de tiempo largos.
Sin embargo, raras veces la instalacion de es-
tas trampas es la solucion correcta al proble-
ma, debido al efecto que Iia corrosion produce
en otras partes del sistema. La mejor manera
es eliminar la causa de la corrosion en su ori-
gen. Se puede producir una corrosion muy
rapids en sistemas de trabaio interrnitente y
que no se drenen convenientemente. En pre-
sencia de ai re, el condensado, que se acu mu la
52
en pu ntos determinados, puede produci r
corrosiones severas.
Un ejemplo 10 tenemos en los sistemas de
calefacci6n que no se utilizan en los rneses de
verano .. Siempre que sea posibte, se deben dre-
na r completamente estos sistemas cuando
e st -an i ll er a de US!). E~oxiqeno y e\ (flox"loo ce
carbona son responsables de la mayor parte
de las corrosiones en los sistemas de vapor.
Aunque no son peligrosos cuando estan pre-
sentes como gases, si que causan problemas
cuando 5e discetven. La proporci6n en la que
pueden disolverse en un I iquido aumenta cuan-
do la temperatura de este disrninuve. Par esta
razon Ilos sistemas can eliminacion de aire
correcta yen los que se drena el condensado a
la temperatura del vapor: no sufren dafios por
corrosion. No es recomendable descargar los
venteos en las tuber ias de retorno de conden-
sados porque se facilita la corrosion en los
trarnos de tuber ia posteriores a las trampas.
F. Heladas
EI condensado de 'as tuberias que estan insta-
ladas en el exterior se puede helar en in vier-
no cuando se corta el vapor. Las trampas, en
estes casos, pueden sufrir las consecuencias,
No es raro ver trampas dafiadas por esta causa.
Se puede evitar este problema de distintas
maneras. Ou iz a la mejor solucion ia constitu-
yen las trampas termodinam icas, puesto que
no so n dafiadas por las he ladas, Como alterna-tiva, hay que tener presents que cualqu ier
trampa que abra por descenso de tempe ra tu ra
Valvula de
retencion instal ada
como rornpedor de
vacio
I
Trampa para
Vapor
.~-- ~ -~---
Regulador de
Temperatura
Fig. 58 Valvula de retenci6n actuandocomo rornpedor de vacio.
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tampoco sufrira dafios siempre que deje salir
todo el conderrsado. Como soiucion de
emergencia se podrfa pensar en aislar las
trampas, aunque ella no sea una garantia total
s! las condiciones son muv duras V si se esta
mucho tiempo sin vapor. En algunos casas, se
podria lIegar incluso al calentamiento externo
do las trampas grandes.
G. Sobrecalentam iento
En relacion can el efecto del vapor sobreca-
lentado sobre las trampas hay dos pu ntos im-
portantes a tener en cuenta:
En primer luqar, que las temperaturas de
sobrecalentamiento pueden ser muy altas V,
ell segundo lugar, Que estas temperaturas no
guardan niquna relacion con la presion del
vapor. L as temperaturas del vapor sobrecalen-
tado, en general, son rnuv altas porque este
vapor se produce casi siempre para utilizarlo
en tu rbinas () maquinas para qenerar potencia,Ademas, tarnbien suelen ir mtimarnente rela-
cionadas con altas presiones, Rara vez se en-
cuentra vapor sobrecalentado en procesos de
ca lefaccion. pues to que para estes casos es
mejor el saturado. S610 en algunas instalacio-
nes 5e aumenta ligeramente la ternperatu ra
del vapor en relaci6n a la de satu racion para
que du rante la distribuci6n del mismo no se
corivierta en vapor hu medo, antes die alcanzar
el proceso. Contrariamente a 10 que se podria
suponer. tarnbien se requieren trampas para
drenar Iineas sobrecalentadas. En el arranque,
puesto que el sistema esta frio, incluso el va-
por sobrecalentado Ilega a enf riarse suficiente-
mente para produci r condensado. Cuando el
sistema ya esta caliente, las perdidas por radia-
cion deben ser cornpensadas por el vapor, que
cede parte 0 todo su sobrecalentamiento y
condensa, a menos que la tasa de sobreca len-
tamiento 0 la cantidad de vapor Que cir cu la
sean irnportantes,
Las trampas que se usan con vapor sabre-
calentado S8 construyen can materiales que
resisten tanto la presion como la ternperatu ra.
L as trampas termodinarnicas y las birne talicas
son las que se utilizan norrnalmente. Call las
trampas de balde invertido ex iste el riesqo de
que ei sellado de agua alrededor del lade abler-
to del balde se evapore con el sobrecalenta
miento. Se puede evitar instalando una valvu la
de retencion a la entrada de la trampa. Par es-
ta razon, las trampas de ba Ide invertido para
altas presiones y temperatu ras a menudo ya
Ilevan incorporada una va Ivu la de retencionadecuada. Puesto que la presi6n y la tempera-
tura del vapor sobrecalentado no guardan
ninguna relaci6n, la mayor parte de las
trampas terrnostaticas de presion balanceada
no pueden ser utiliz adas en Ifneas can este
tipo de vapor. La rnavor ia de los fuelles
terrnostaticos no pueden soportar temperatu-
ras par encima de 1 3 del vapor saturado para
una presion dada.
H. Bloqueo par aire
En lias per iodos de paro, el sistema de vapor
se Ilena de aire. Adernas, du rante el funciona-
miento, el vapor arrastra consigo aire e incon-
Presion
mm H20
Fig. 59 Eliminaci6n de Aire en una
T rampa de Balde Invertido
Eliminador
~==~:::::r de Aire
Final de
Linea
~ . . . . . . . J " " . .Trarnpa de
Balde
Invertido
Fig. 60 Eliminador de Aire enParalelo con la Trarnpa
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densables .. Y a se ha vista que la presencia de
aire aqrava los problemas de corrosion y que,
adernas, puede afectar neqativarnente el rendi
m iento del equipo. Otro problema, que puede
y debe ser evitado, es la tendericia de alqun
tipo de tramps a quedar bloqueada por a Ire.
Cuando se arranca una planta, todo el aire que
ha Ilenado el sistema du rante la parada debe
se r e lim in ad o 10 mas rap idamente posible. EI
vapor empuja al aire hacia las trampas, donde
es descarg ado. Por esta razon, si la trarnpa no
elirnina el aire facilm ente, se debe solucionar
con alg una instalacion especial. Todas la s
trampas del tipo iermostatico estan com ple-
tamente abiertas cuando estan frias y perrni-
ten que el aire descargue iibrernente tanto en
lo s arranques como cuando lIega aire a la
trarnpa en marcha normal. L a instaiacion de
un elim i nador de a i r o e ter rnostatico en el inte-
rior de la trampa de f lotador g arantiza que
estas tarnbien se cornportara n correctarnenteen presencia de air e 0 inconderrsables. S i bien
las trampas de balde invertido nunca quedan
total mente bloqueadas par aim , 10 dejan esca-
par muy lentamente debido al pequorio tarna-
no que necesariamente debe teller el agujero
de ventilacion del balde. Recuerdese que la
presion que actus sabre el aire para expu lsar lo
es solo 18 dif erencia entre el nivel de agua en
el balde y fuera de el. ta l como 58 ve en la
figura 59,
Hay una manera de superar esta dif icultad.Alqunas veces las trampas de balde invertido
se equ ipan con un termastato en el propio
balde. Cuando esta abier to . por ejernpto en la
puesta en marcha, au menta la capacidad de
descar qa de aire, S in embargo, como la tram
pa esta siernpre llena de aqua, las diferencias
de temoer atu ra que deben pr ovocar la apertu-
ra y cierr e del termostato cuando la instala-
c ion esta en servic io . son peuuefias V tos pr o
blemas de funcionam iento son cornentes.
Adernas. e l aire. despues dcl terrnostato, debe
encoritrar el camino de salida hasta fa valvula
principal sin quedar acumu lado en ninqun
otro sitio . L a mejnr rnanera de solucionar la
ehrni nacion de ,life cuando se uti liz an trampas
de balde inver t ido es instalar un eliminador
de aire ter rncstatico por encima de la tram pa
ta I como se muestra en la frqura 60 . L a cons
rruccion V operacion de un elirninador de (lire
son ident leas a las de uno Ia rn pa tc rr no sta tic a
L as tram pas terrnodinarnicas SOIl capaces de
descarqar el airs en los arranques a menos que
la presron aurnerite rnuv r apidarnentc . S i ela i re es forzado a sat i r a traves de la trampa a
g ran velocidad. el efec to dinarnrco puede cau
sar el asentarniento del disco en su asiento can
10 que la tramps quedara bloqueada po r aire.
En lo s cases en que este hecho representa un
problema, 5e debe instalar un elim inadar de
aire termostatico en parale!o co n la trampa.
I. Bloqueo par vapor.
EI bloqueo de las trampas por vapor es una
causa frecuente de la operacion ineficaz de un
equipo v , sin embargo, es un fenornerio bas-
tante iqnorado. E 1 problema basico queda i Ius-
trada en la fig ura 61 Una unidad calentada
ca n vapor es drenada mediante una trampa
terrnostatica correctamente dirnensionada e
instatada. L a unidad a la que esta conectada la
trarnpa trabaja con vapor a una presion de
IIno s 3 b ar rclativ os y hay u nos 5m de tube-
ri a de 25mm entre la salida A y 1 8 trarnpa B .
Cuando se ruanda vapor al sistema, este esta
tr io y la tram pa esta abier t a c ompl et amen te .
E I aire y el condensado descarg an debido a lapresion que ejerce el vapor, Cuando este Ilega
a la trarnpa, esta l J It ima cierra. deja ndo el tra-
010 de tuber ia de A a B Ileno de vapor.
lrnaqinernos por un morncnto que esta tu-
ber ia este Ilena de aire en lug ar de vapor pero
con la trarnpa cerrada. A unque la presion de
tr a bajo es de 3 bar re latives, la diferencia de
presion entre el punro de drenaje y la tram pa
es muy pequefia Es solo la debida a los pocos
cent {metros de ditcrencia de nivel, tal como
se ve en la f iqura 61 . Por esta razon. to d o e~condensado que se forme debera lIeqar a la
VilPOI
.-Il~---'Equ,PO
5m fie tublCrld de 25 mm BA~~------------------~l
~ . .rarnpa para
Vapor
Fig. 61 Bloqueo par Vapor
Trarnpa
FT con
1 SLR
Sitcn 1 1 1 . I "
1/l1~
Fig . 62 C il indro Secador __j
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trampa por gravedad, con 1 3 dlficultad que ge-
nera el que toda 18 tuber ia este llena de aire:
La mismo sucede cuando la tuber ia esta Ilena
de vapor, fenorneno que se conoce como blo-
queo po r vapor. Una solucion podr ia ser que
la tuber ia de descarqa del sistema fuese de
g ran diarnetro. Pero habr ia que colocar en e~
equipo una conexion de salida del rnismo
diarnetro que la tuberia de descarqs, pues el
estranqularniento provocado por una cone-
xion de pequefio drarnetro causar ia sella de
vapor en ese punta. Adernas el tuba de gran
diame tro ser ia mas car o y dif icil de instalar.
La rnejor solucion es insta lar Ia tr arnpa 10 mas
cerca posible de la unidad que debe ser
dreriada. 5i se uti liza una trampa terrnostatica
de presion ba!anceada 10 mejor es insta.arla a
1mol ,5m del punto de drenaje. Esta manor
longitud de tuber ia reducira la posibdidad de
sello de vapor. Si se instalase una trarnpa
termostatica de presion mas cerca del eouipo,e! condensado tardar ia mas tiempo en enfr iar-
se y se provocar ia anegamiento dell esoacio de
vapor.
Si se util iza una trarnpa de tipo rnecan iCD,
debe ser instalada siernpre cerca de! punta de
drenaje Si elto no es posible, sera necesar io
instalar una valvula complementaria en la
trampa, que perrmta elirninar continuamente
el vapor que de otra manera, la bloquear fa.
EI eilindro de secado de la Figura 62, es un
caso en el qu e es irnposible instalar la trampscerca del punta de rirenaje, puesto que debe
ser colocada despues de la Junta rotativa, E I
si lon 0 tuba de eliminacion de condensado
esta rodeado de vapor co n 10 que las perdidas
de calor riel vapor que pueda quedar bloquea-
do en este tuba son muy lentas, La unica so-
lucian es ins talar una trampa de flotaclor que
disponga de la valvula cornplementar ia de la
que se ha hablado en el parr afo anterior. Otr o
ej8mplo irnpor tante de bloqueo par vapor es
cuando la tr arnpa debe ser instalada en la
parte alta de un tra mo ascenden te in rned rato
al pun to de drenaje La solucron para este
caso. utiliz ando un tuba de pequefio diarnetro,
va ha sido descri ta en 81 espacio dedicado a
la clevacion de condensado.
J. Trarnpeo en qrupo
Veamos la disposicion de la figura 63, Dos
un.dades caientadas par vapor, A y B siruadas
una junto a la otr a, trabajan a p re sion es de
0,4 y 7 bar re tat ivos respectivarnente. EI dre-
naje de cada unidad se cornuruca con el de la
otra y arnbas van a un [ramo cornun en el que
se instala una tr arnpa. La mayor presion de la
Vapor. . . . .~~
I.. '.;J'..~........ V alvula, de/L. RetenCi6n__t
Trarnna para Vapor
Fi9_ 63 Trarnpeo en Grupo
Vapor
Fig. 64 Trampeo en Grupo Incorrecto
Vapor
Tr arnpa para
Vapor
Fig. 65 Trampeo Individual Correcto
unidad B qarantiza que e I condensado que s'e
fo rm e alc anz ara facilmente la trampa para ser
descargado. Cuando Ilegue vapor a la tram pa
cerrara Este vapor lI.egara antes que el con-
densado de la unidad A debido a Ia dlterencia
de presion, por 10 que esta segunda unidad
quedara anegada. Es tan obvio que nadie
haria una lnstalacion de este tipo. Sin embar-
go, ya es mas cornun un ir a una sola trarnpa
un coruu nto de unidades que trabaian a la
rnisrna presion Esta practice puede tener ell
rrusmo efecto que se ha comentado para el
caso de presiones dist intas.
En efecto. La perdida de presion que ge
nera el vapor en movimiento es proporcional
a su velocidad. Si el consurno de vapor en las
d istin tas u nid ad es conectadas no es el rnisrno,
la presion real en el punto de drenaje sera ma-
yor en aque llas en que el consume de vapor
55
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sea rnenor y por 10 tanto la velocidad del rnis-
ma y la per dida de carga, tarnbien mas peque-
fias . E stam os oues en el mismo caso ya consi-
derado de presiones distintas en los puntos de
drenaje y aun con el agravante de que la uni-
dad que tiene mas cOnSUrno de vapor v . por
10 tanto, mayor necesidad de purqa, e5 la que
queda anegada al tener la presion mas baja
en el punto de drenaje. Incluso cuando las
cargas sean identicas, las tuberias de conexi6n
desde los puntas de drenaje hasta ta trarnpa
tendran longitudes distintas. La f~gu ra 64
muestra clararnente que el condensado pro-
cedente de "D" alcanza primero la trarnpa,
tarnbien lleqara vapor de "0" a la tramps an-
tes de que hava descargado correctarnente
todo el condensado de "A", "8" y "C".
Completemos la exposici6n indicando que el
caso ideal considerado de demanda ecu ilibra-
da de vapor en diferentes equipos no se pre-
senta en la practice. puesto que au nque las
carqas promedio sean €quivalentes no 10 son
las puntuales. La demanda de vapor de una
unidad que este en proceso de arranque y
tr ia es obviamente mayor que ' a de una 'uni-
dad ya caliente. Esto es va l ido para pr ocesos
en los que hay baterias de equipos que no Ira-
bajan en paralelo sino sucesivamente. La ra-
z6n por la que se agrupan unidades conecta-
das a una sola tr arnpa es de tipo sconornico.
Ouiza en un momento oeterminado pudo
estar alga justif icado este proceder.'Sin embargo, la cornparacion del costo
actual de un sistema de purgas correcto con
las perdidas que produce un uso del vapor no
adecuado lleva siempre a d isposicicnes como
la de la figura 65.
Dimensionamiento
de las trampas
para vapor
Los beneficios obtenidos de ta correcta selec-
cion de! tipo de trampa para vapor se pueden
perder si estas no se dimensionan adecuada-
mente. Es una practica a eliminar 8 1 elegir el
tarnafio de la trampa en fu ncion del diarne tro
de la tuberia a la que va conectada. Para di-
mensionar una trarnpa. S8 necesita conocer la
cantidad de condensado a descargar, en fun-
cion dell tiernpo. Los fabricantes de equiposcalentados COil vapor ofrecen datos confiables
de las tasas de condensaci6n de sus aparatos.
56
S I no S I? dispone de esta informacion se debe
recurrir al calcu 10 teorico 0 a la medida real
del condensado producido. Mas acelante se
ind icara un rnetodo para real iz ar esta medida,
Ya se ha hecho incapie en la diferencia de
carga de condensado en el arranque y en
marcha normal. Sabemos que el vapor con-
densara mas ranidarnente en el arr anque
cuando el sistema esta frio. Por esta razon es
una practlca cornun dimensionar la trampa
para descarqar el doble del condensado
presente en marcha normal. Una trampa
subdimensionada causa anegam ientos cuando
menos se pueden tolerar. La figura 66 muestra
graticamente las fluctuaciones de la cantidad
de condensado en un proceso continue real.
Cuando el equipo es puesto en marcha a . las
8 h. se produce un pico de 250 kg/h de con-
densado. hacia las 8 h. 30 min. el equipo alcan-
za su valor de regimen y la cantidad de con-
densado descieride a 150 kg/h. Despues de la
cornida. a las 13 h. 30 rni n, hay un nuevo pica
de 200 kg/h, menor que el de las 8 h. porque
el equipo permanece caiiente. Hacia las 14 h.
15 min .• se ha recuperado el valor del regimen.
Para este caso es clara mente deseahle una
tramps dimensionada para asumir una capa-
cidad de descarga igua I al doble del condensa-
_c 150- -01100
50 j - - -
08 9 10 11 12 1 2 3 4 5
a . r n , rnediodia n.rn.
Fig. 66 Caudal de Condensado en un
proceso continuo
150
,f:
JI' 100
50
o ~ ~ - -~ ~ - -~ ~ ~ - -~ ~ - -~8 9 10 11 12 1 2 3 4 5
rnedrod ia,m . p.1ll ,
Fig, 67 Caudal de Condensado en unproceso intermitente
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do presente en marcha normal. E 1 segundo
qrafico figura 67, rnuestra 1 0 que sucede en
un equipo co n un proceso interm itente. A las
8h. cuando el equipo arranca, S8 produce un
pica de 200 kg/h de condensado. Durante el
dia se van procuciendo picas en la rasa de
conoensacion. en lugar de la situaci6n esta-
cionaria vista en la figura 66. S i bien podr Ia -
rnos pensar tarnbien en una trampa can unaeapacidad de desearga igual a l doble del pro-
medic diario. hay que tener presente que
algunos tipos de trampas tienden a perder
vapor cuando las caroas son demasiado
pequefias. Par ejernplo. el tipo bimetatico no
puede responder rapidarnente cuando fluctua
la presion del vapor. EI tipo d e flo tad or es. en
general, m as corwenierrte en estas condiciones
en las que la presion de I vapor 0 la c an tid ad
de condensar lo a thenar estan suietas a f~uc·
tuaciones irnportantes y frecuentes
Presion de vapor
y capacidad de las
trampas para vaporSabemos que para que una trampa funcione.
Ia presion a la entrada debe ser superior a la
presion a Ia salida. L a cantidad de condensadoque puede descarqar una trampa viene deter-
minada por los tres factores siquientes:
1 .- P re si6 n d ife re nc ial
2.- Tarnafio del orif icio de descarg a de la
trarnpa
3. Temperatura del condensado
Exarninernos cada uno de elias con mayor de-
talle.
1 ·.- P resio n diferencial
La cantidad maxima de condensado que pue-de oescarqar una trampa aumenta cuando 1 0
hace la presion diferencial (diferencia entre la
presion a la entrada V a la salida de la trarnpa]
En otras palabras, la capacidad de una trampa
que descarguc a la atmosfera y que este all-
mentada con vapor a 5 bar sera mayor que ia
de 'a rnisrna tr arnpa alirnenrada can vapor- a .2
bar. S in embargo, la capacidad no aumenta en
proporcicn con la presion No es correcto su-
pone r que 1 8 p resio n a la entrada de la t ra mp a
es aquella a I<Jque 5e produce el vapor, puesto
que las per didas de carga en el equipo cas:
siem pre provocan que la presi6n del vapor en
la trarnpa sea menor que la presion del vapor
suministrado 31 equ ipo.
SI una tram pa descarga el condensado a la
atmosfera, la presion de salida sera ta atrnos
ferica, con lo que la presion diterencial coin-
cidira ca n la presion relativa indicada por un
rnanornetro que situasernos a la entrada de la
t r a rnpa. Sin embarg-o, si la trampa descarg a en
una tub eria presurizao a hay que averiguar ladifer encia entre las dos presiones (entrada y
salida) para conocer el valor de la presion
d itere neia I. Log rca me nte, en este segu ndo
caso se producira una reduccion del condensa-
d o d es ca rg ad o.
2.- Tamafio del orificio d e d es ca.r ga
E I tarnafio del orificio de descarga no s610 de-
term ina la capacidad dela trampa sino que, a
menudo, fija la presi6n diferencial max ima a
la que puede trabaja r. Com 0 se ha visto a I
describir los tipos de trampas, Ja mayor partede elias !levan 1 0 3 valvula par el lado de alta
presion. s610 se exceptuan algunas trampas
hirne talicas en las que la valvula actua par el
lado de salida del asiento. En el caso de tram -
pas con la va~vuja del Iado de alta presion,
esta se mantiene anovada can tra su asiento
debido a la presion diferencial. Segun el tipo
de trarnpa en cuestion, el elemento termosta-
tico, el flotador 0 el balde deberan ejercer
fuerza suficiente para separar la valvula de su
asiento venciendo el esfuerzo debido a esta
presion. En cualquier trarnpa dada (excepto
para [as que tienen valvuias d e c orr ed er al este
esfuerzo es de una magnitud fija y conocida
para cada presion.
Fuerza : P resion diferencial x area del or ificio .
Si el esfuerzo que puede realizer el ele-
mento terrnostatico, flotador 0 balde es infe-
rior a estc producto de la presion diferencial
por el area del orificio de la valvula de salida,
Ia trampa nunca lIegara a abrir. Par esta razon,
a cada pre sio n d ife re nc ial corresponds un orr-fieio max imo a considerar para que la trampa
funcione. En el caso de las trampas co n la
valvula del 'ado de salida, la situacion es dis-
tinta. En este tipo, la presion del vapor tiende
a abrir la valvula can 10 que, si el etem ento
oirnetatico no tiene la fuerza suticiente, la
trampa puede quedar permanenternente abier
tao
3.- Temperatura del condensado
La capacidad de una trampa no S8 debe basar .
en la cantidad de agua fr ia que puede descar
gar, a una presion diferencial dada. E l conden-
57
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150
jAgual a 1000e
140
130I
I I I
120 r II
110 ' ~ + f·
ro Agua a 16.5O C100
. . . Por debajo de la Temperatura·0
'" 90 del Vaporf-ro o FE N
80 -1 ,11°C PQr debajo de lax E
·m E-~
Temperatura del Vapor~ - - - . , _ _ 70C'i
-0 . : > t -c o
600 5.50e par debajo de lauc o Temperatura del Vapor0. 50'"u 3°C POf debajo de la
40 Temperatura del Vapor
30 Agua a la Temperatura
del Vapor20
10
0
0 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Fig. 68 Velocidades de descarqa de Bar Manornetricos
condensado ca l isnte
sado que Ilega a la trarnoa esta a una tempera-
tura que, en general, supera a la de ebullicicn
a presion atrnosterica. Por ella, cuando sale de
la trampa y encuentra una presion mas baja se
g enera una cierta cantidad de vapor (r evapo-rizado) Este vapor t iende a ocupar una parte
importante del orificio de salida, reduciendo
su area efectiva. A med ida que la temperatu ra
del condensado aumenta, tarnbien 1 0 hace la
cantidad de revaporizado que se forma, can 10
que dism inuye la capacidad de descarqa de la
trarnpa. La figura 68 muestra como la tempe -
ratura del condensado afecta la capacidad de
descarqa de la tram pa.
Medici6n del
consumo de vapor
Es i nteresante veri ficar f isicamente de vez en
cuando el consume de vapor de un equipo,
mediante la medida de la cantidad de conden-
sado que se forma. La figura 69 muestra uri
metoda adecuado para efectuar esta m ed ici6 n
en una rnarrruta encam isada y calentada por
toda su superfic ie ex terior. Antes de iniciarcualquier ensayo se deben tener en cuenta los
p un ta s s ig u ie nte s:
58
1. Nunca se debe dar c re di bi li da d a un solo
ensayo. Se d eb en efectuar un minima de
tres ensayo s y trabajar can 5U prornedio,
siernpre que los resu ltados de todos elias
sean apr ox im ados. S i un 0 de los ensavosda resu ltados muy distintos. 58 debe efec-
tuar nor cuarta vez.
2. Antes del inicio de cada uno de los ensa-
yes se debe verificar que la m arm ita esta
Ilena hasta 8 1 misrno nivel y que la tem pe-
ratura del contenido es sicm pre la rnisrna.
3. EI final del ensayo debe venir fijado por la
temperatura de est€ contenido si bien en
alqun caso se puede uti lizar COIllO referen-
cia la corisistencia del misrno. Todos lo s
ensayos debe n terminar alia rnisrna tempe-
ratura 0 al mismo nivel de cons is tenci a
4. Puesto que s610 se qu iere rnedir el con-
densado que se forma d u ra nte el ensavo.
ta marm ita debe estar completarnente va-
cia al principia. Del rnisrno modo, 58 debe
procurer que la tu b er fa de vapor este per-
fectam ente drenada hasta la valvu la de ad-
m isi6n de vapor a la m arm ita can el fin de
no medir condensado formado en atro
lugar.
5. EI revaporizado que se pueda form ar debe
se r condensado de nuevo, con el fin deevitar tener que recurrir a estirnaciones
tsoricas del revaoor tzado forrnado, que
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Terrnornetro
Fig. 69 Equipo para medir el Consumo de Vapor
pueden conducir a error. Para ello se debe
mandar el condensado a un tanque sufi-
dentemente lIeno de agua fda que debe
ser pesado antes y despues del ensavo. Si
no se dispone de un tanque de capacidad
suficiente se debera recurrir a varies tan-
ques pequefios, teniendo el cu idado sufi-ciente de no producir perdidas al pasar de
un tanque a otr o.
6. Es conveniente ir anotando el peso de!
tanque receptor cada par de rninutos can
el fin de tener una idea de c6mo va varian-
do el consume de vapor.
7. Si es posible, se debe rnantener la misma
temperatura del vapor en todos los ensa-
vos, 5i no se pueden evitar variaciones im-
portantes, se deben tomar lectures de la
presion peri6dicamente para poder intr o-
dueir las correcciones necesarias en lose e l leulos.
EI' ensavo se debe conducir del modo siguien-
te:
A. Llenar la marmita con la cantidad adeeua-
da de substancia y medir la temperatura.
B. Pesar el tanque Ileno parcialrnente de agua
fria.
C. Introducir el tubo de salida de condense-
do hasta que quede par debajo del nivel
deagua
fr ia.
D. Abr ir la valvula de drenaje situada en la
parte inferior de la marmita. Abrir tarn-
bien rnornentanearnente la valvu la de en-
trada de vapor para que arrastre todo el
condensado que puediese quedar en 1 8
zona de calefaccion V cerrar en este or-
den, vapor y pu rg,a.
E. Abrir la valvu la de vapor y anotar la hora.
F. Anotar de un modo regular V perodico lahor a, la presion del vapor y el peso del
tanque.
G . Cuando la substancia eontenida en la mar-
rnita alcance la temperatura 0 la consis-
ten cia adecuadas dar par terminado el en-
saya cerrando la valvula de vapor V ano-
tando la hora.
H. Dejar que se escurra todo el condensado
ell el tanque. AI final, reeoger el que hava
podido quedar en la tuberia en un reci-
piente situado a un nivel mas bajo V ana-
d irl a a I tanque.I. Cuando la presi6n del vapor sea cera, abrir
la valvu la de purqa, situada en la parte in-
ferior, recoger el condensado que pueda
salir V afiadirlo tarnbien al tanque.
J. Pesar el tanque nuevamente.
La diferencia del peso al final y al principia
indica la cantidad de vapor que ha condense-
do durante el ensayo, can 10 que se puede
calcular el consume promedio en el per iodo
considerado. Tarnbien es posible obtener con"
sumas para intervatos de tiernpo deterrninados,10 cual perrnite conocer los valores maximos y
rnfnirnos,
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spir sarco
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Introducci6nDebido a los incrernentos del costa de la ener-
9i, es necesari a qu e los si sternas de vapor y
condensado e ste n d ise na do s correctam ente y
se realice en ellos el rnantenirniento precise
para garantizar la max ima eficiencia. Par esta
raz6n dedicarnos la ultima parte de este cursea a sp ec to s practices de l ahorro de energ ia en
sistem as de vapor
Eficiencia
de la calderaL as calderas y los equ ipos asociadas deben
se r d isefia dos para que su op e racio n sea eficaz
pa r 10 que su dim ensionam iento debe ser co-
rrecto . Una caldera que teng a que atender pi-cos de demanda por encirna del valor m ax im o
en marcha cont inua, forz osarnente 10 hara
con nienor cficiencia. L a presion tendra ten-
denciia a bajar y se produciran arrastres. En
resumen, la caldera no 'podra sum inistrar
vapor de calidad a la presion adecuada yen el
m om enta preciso.
5i L H 1 C l caldera debe trabajar a un porcen-
taje pequefio de su carg a nom inal, las peroidas
pa r radiacion se convierten en significativas y
par tanto, tarnbien se produce una disrninu-
cion de la eficiencia. Par su puesto, no es faci Ih allar la situ ac ion opt irna en un equipo en 8 1
que normal mente se producen var iaciones en
la demanda de vapor. Dos c ald eras 0 m as dar!
mayor flexibilidad. Pero la caldera cs solamen-
te una parte de la instalacion. Es tanto a mas
impo rta nte dispo ne r de u nos que madores y
equipo asociado que respondan al consumo de
vapor mantcniendo la relacion correcta com-
bustible/aire. Es un tcrne muv amplio en el
que se debe consultar a los proveedores de cal-
d eras, q u em ad ore s y equ ipo asoc iado sie mpre
que sea necesario. L as perdidas mayores en
cualqu ier caldera vienen provocadas por los
g ases calientes que se descarg an a la chim enea.
5i la combustion es buena, el exceso de aire
se ra p eq ue fio y los g ases de escape contendran
un porcentaje de CO2
e tevado mientras que el
de 02 sera bajo . A I m ismo tiernpo, si la caldera
esta trabaja ndo e n su n ive I de carqa ef i caz y
las superficies de calefacci6n estan limpias, se
transrnitira un alto porcentaje de calor y la
temperatura de los g ases de escape sera baja.
S i la combustion es pobre, can mucho exceso
de aim , la m ayor cantidad de g ases de escape
se llevara una cantidad importante de calor a
la chirnenea, E stos gases contendran un por-
centaje de C02 mas bajo rnientras el de. 02sera mayor. Par otra parte , s i se esta produ-
ciendo par encirna de los valores norninales
o las superfic ies de calefaccion estan sucias,n a se po d ra tra nsm iti r todo e I ca Io r n ec esa ri o
y la tem peratura de los gases de escape au-
rnentara.
L a manera habitual de medir la eficiencia
de una caldera consisteen m ed ir lo s po rce nta-
jes de C02 y 02 en los gases de escape junto
can su tem peratu ra V recurrir a tab las adecua-
das. L as mediciones deben efectuarse correc-
ta y frecuentemente a distintas cargas de la
caldera. C uando se trata de unidades g randes
se justifi ca la med ida cant inua de los para-
metros indicados. L a finalidad de la caldera es
sum inistrar vapor de buena calidad a la pre-
sion correcta. De poco serv iria obtener una
com bustion eficiente si el vapor sum inistrado
contuviese cantidades sensib les de agua 0 adi-
tivos. L as calderas habitualm ente se disefian
para trabajar a presiones relativam ente eleva-
das. E sto significa que las burbujas de vapor
que abandonan la superfic ie libre del agua
so n pequefias COil 10 que los arrastres son di-
ffei les. S i la presion desciende par cualquier
causa, el tarnafio de las burbujas aumenta
crea n do tu rbu Ie IlC ia suf icien te pa r a produci r
arrastres, Esta es la principal raz6n de trabajarcon Ia ca Idera a la presion nom i na I. E I cora-
za n de cualquier sistem a de vapor es e l tan qu e
de a l i r n e n t a c i o n de caldera. Proporciona 1 8 1
rase rv a d e c on de nsa do y ag u a nueva de la que
aspiran las bombas de alirnentacion. E ste tan-
qu e de aIirnentacion debe ser di rnens ionado
r:orrcctam ente para perm itir fluctuaciones y
posibles paradas del surninistro: es norm al dis-
pone r de agu a su fic iente para su m in istrar va-
por durante una hora a plena carya.
Sc debe tener tarnbien en cuenta que se
pueda alrnacenar el condensado que Ilega ma-
sivarnente en los procesos de arranque. A lgu-
nas veces la temperatura del agua call ten ida
en el tanque esta lim itada por 1 8 1capacidad de
las bornbas para irnnutsarla, A te rn pe ra tu ra s
elevadas puede produci rse cavitacion. que se
evita aumentando la altura de la columna de
aspiraci6n de la hornba. Cuando ·no se puede
elevar el tanque de al im entacion cabe pensar
en la instalaci on de un ta nque de servi 60 en
un pu nto 8 1 1 to al qu e S 8 comu nica el ca lor ne-
cesario para aumentar la temperatura del aqua.
Un tanqu e can ag u a a temperatu ra e levada re-
67
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presenta mas perdidas que hay que t ratar de
evitar. Un sistema sencillo para ev i tsr fugas
par la superf ic ie lib re del Iiqu ido consi ste en
utilizer bolas de plastico que f lotan en toda
esta superficie. Estas bolas tienen un efecto
beneficioso comp lementario al reducir la
absorc ion de ox ie no y d iox ido de carbono
par el agua. Un correcto aislamiento delta nque ariade una h orro ad i c i anal importante
y adernas logra que la temperatura de 1 8 sala
de calderas perrnanezca en niveles aceptables.
Mas adelante se oornentara la mejor manera
de recuperar el condensado para devolverlo
al tanque de alimentaci6n de caldera.
Medici6n del
caudal de vaporUno de los mayores problemas que surqen
cuando se intentan controlar los consumos
enerqeticos es que no se dispone de rnedicio-
nes adecuadas. Si se quieten cfectuar ahorros,
hay que empezar par medi r: Si bien el consu-
mo de cornbustib Ie es faci I de contro lar no se
puede decir 10 rnisrno en relaci6n can el vapor,
si se usan rnetodos clasicos. Aun con rnetodos
adecuados, puesto que el votumen depends de
la presion, las rnediciones se deben efectuar a
una presion apropiada y constante. Por esta
raz6n es conveniente colocar el rnedidor des-pues de una valvu la reductora de presion de
calidad que mantenga esta constante. Las me-
diciones -tomadas deben ser corregidas en
funci6n de la presion. Esta correcci6n se pue-
de realizar autornanca y constantemente
utilizando los medias idoneos. La medicion
del vapor es rnuv util, no solo en 11:1ala de cal-
deras sino en otros puntos de la instalaci6n,
puesto que puede inforrnar d6nde 5e consume
realmente. Los medidores convencionales del
tipo placa orificio deben ser verificados de vez
en cuando para corregir los errores provoca-
dos por posibles erosiones en el orificio de
medida. La medici6n del caudal de vapor es
la unica manera de verificar la idoneidad de
las decisiones de ahorro de enerqia que se to-
men y puede dar, adernas, informacion valida
Y util del rendimiento de la planta, transfer en-
cias de calor correctas y funcionamiento de
las trampas.
68
Reducci6n de las
perdidas de calorA islam iento
T odas las fu en tes paten cia les de perdida de
calor en un sistema de vapor deberian se r a is-ladas. Como ejernplo. tenqase en cuenta que
100 m de tuber ia de 50 rnrn de diarnetro sin
aislar. que transporten vapor a tD bar relatives.
in trodu cen un consu rno ad ic iona ~ de u nos
180 kg/h de vapor con una temperatura am-
biente de 150C. Tarnbien las valvulas y las
bridas deben ser objeto de atenci6n puesto
que, pur eiernp!o. las perdidas producidas par
un par de bridas equivalen 8 las de 0.3 m de
tuber ia. A los precros actuales del combustible
debe ais larse can una eficacia no menor del.
800!o . E I aislarn ie nto no debe ser contem pla-
do s610 como un medio de ahorrar cornbusti-
ble, puesto que las e levaoas perdidas por
radi acion causadas como consecuencia de un
aislamiento insuficiente 0 ineficaz provocan
condensaciones excesivas en la linea, facilitan-
do los arrastres de agua par el vapor, que se
convierte. par este rnotivo, en vapor de mala
calidad. Un buen aislamiento necesita tarnbien
una buena conservaci6n para garantizar que el
coeficiente de transferencia no aumenta can
el tiernpo. Este coeficiente es rnuy bajo en los
rnateriales que se usan, compuestos par
millones de celdas microsc6picas que formanuna ba rrera a la transrn isi6n del ca lor. Sin
embargo si estas celdas Ilenas de aire se
rornpen 0 se lIenan de agua. la capacidad de
oponerse al paso del calor se pierde. Par esta
raz6n es tan importante la protecci6n, e inclu-
so la impermeabiliz acion. cuando haga falta,
del aislarniento.
Cabe recordar en este apartado las perdi-
das de calor que se producen innecesariamen-
te por la existencia de tuberias que permane-
cen fuera del servicio. Muchas veces, cuando
se elimina un equipo de un proceso, se poneuna brida ciega en la tuberia de alimentaci6n
junto al equipo, en lugar de hacerlo en el
punto de toma de la tuber ia general. EI ramal
queda lIeno de aqua y vapor y las perdidas por
radsacion, cuando no directas par perforaci6n
del tuba, son tan constantes como innecesa-
nas.
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. .
Operacion in t erm itente
Con el fin de reducir al m inirno las perdidas
par rad ia c ion du rante IL l d is t ri buc Ion de I va
par, es conveniente dlVldlr las diferentes pro-
cesos en secciones que se puedan aislar cuan-
do no esten en servicio. Logicamente se aq ru -
paran en una seccion aquellos equipos que
trabajen al rnisrno t iernpo. Los ahorros que
se pueden conseguir dependen, ~6gicamente,
del proceso. pero en general, son muy impor-
tantes. Si bien el aislarniento se puede efec-
tuar con valvu las rnanuales, es preferible usar
valvu las reductoras de presion y regu ladoras
de temperatura equipadas a su vel carl una
valvu la solenoids que cierre segun 6rdenes
suministradas por un ternporiz ador.
En algunos cases es posible realiz ar par os
intermitentes en la propia caldera, principal-
mente si 8 1 combustible es fuel 0 gas, en que
tal operac ion se efectu a au tornaticarnen te ,En este caso hay que tener en cuenta que en
los arranques S 'O pueden tener problemas
deb ida a las dilataciones, esfuerzos en la
caldera, arrastre de aqua 0' presiones bajas del
sistema. Las velocidades de condensaci6n
seran elevadas y si las tuber ias no se han vacia-
do cornpletarnente por gravedad, hay riesgos
importantes de golpes de ariete. Debida a es -
tos posibles problemas, siempre que se pro-
duzcan parosi ntermitentes 0 aislarnientos
par zonas hay que asegu rarse de que S8 elim i·
na correctarnente el condensado por los puntosbajos del sistema. Para estos casos puede ayu-
dar mucha el usa de trampas de expansion
l iquida instaladas en by-pass can las trampas
que se u tiiizan en regimen normal.
Reducci6nde presi6n
Todos los equipos que trabajan can vapor
tienen una presion de funcionamiento maxi-
ma por razones de segu ridad. Si esta presion
es inferior a la de producci6n de I sisterna, hay
que instalar una valvula reductora adernas de
las de seguridad necesarias. Sin ernbarqo, no
es este el un ico caso en que se debe uti f izar
una va Ivu la reductora de presion. La mayor
parte de las calderas estan d isefiad as para
producir vapor a presion alta y no es conve-
niente trabaiar a presiones menores par la
disminuci6n de eficiencia y par los arrastres
de agua que pueden producirse. Por esta
razon. es preferible generar a presion elevada
e instalar va Ivu las reductoras de presion antes
de los eq u ipos que requ ieren presi ones mas
bajas. Esta disposicion tiene la ventaja de que
se pueden utilizer tuber ias de menor diarne
tro para el transposrte puesto que el volurnen
especifico del vapor disminuye cuando la
presion aumenta. Puesto quela temperaturadel vapor satu rado depe nde de su presion, e I
control de esta ultima rnaqnitud es un metoda
S8nci 1 1 0 y e f icaz de con tr olar aquella. E I usa
de presiones bajas en los equipos es conve-
nicnte porqueel calorlatente, que es el que
se aprovecha generalrnente, es mayor cuanto
menor es la presion y tam bien porque se pro-
duce menor cantidad de revaporizado, al ser
men or la tempe ratu ra de I condensado, que
muchas veces. se pierde.
Se pueden dividir las vslvulas reductoras que
se encuentran habitualmente en el rnercadoen dos grandes qrupos:
•B • •
•• •• •• •
A-
Entrada "
Fig, 70
Valvula Reductora de Acci6n Directa
V alvulas de accion directa
En la figura 70 se puede ver una de estas val-
vulas, Se trata de la de disefio mas simple. La
presion reducida a la salida de la valvula actua
en ta parte inferior del diafragma "A" opo-
niendose a la presion aplicada par el resorts
de Carl trol "B", esta die renc ia de presion
determina la mayor 0 manor apertura de la
va Ivu la pn nei pa I "C" YI par tanto, eI fl ujo a
traves de la valvu la reductora. Para que la
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valvula pase de la posicion abierta a fa cerrada,
debe haber un aumento de presion en la parte
inferior del diafragma. Esto produce una va-
riacion inevitable en la presion de salida. Esta
variaci6n sera mayor cuando la valvula est€:
ce rrada, a casi ce rrada y dism inu i ra a rned ida
que aumente el caudal. La presion de salida
actuando en la cara inferior del diafragma tien-de a cerrar la valvula; este mismo efecto se
produce par la acci6n de la presi6n de entrada
en la parte inferior del obturador. Cuando se
ca libra la va lvu la a la presion deseada el resor-
te de control debe ser capaz de equilibrar tan-
to el efecto de la presion de entrada como el
de la salida. Cualquier variaci6n en la presion
de entrada alterara la fuerza que produce en
el obtu radar y esto provoca ra una variacion
en la presion de salida.
Este tipo de valvula tiene dos inconvenien-
tes: permite pequefias fluctuaciones de la
presion de saIida y t iene una capac idad pequefia
en relacion can su tarnafio. Sin embargo, es
perfectamente adecuada para un conjunto de
aplicaciones sencillas donde la precision no es
esencial y en las que el flujo de vapor es pe-
oueno y suticienternente constante.
0----1E----++---
G~~~~'::! ! !
Fig.. 71 Valvula Reductora can Pilato
Vidvulas con piloto
Cuando se requiere un control de presion pre-
ciso a mayor capacidad se debe usar una val-
vula reductora can piloto. Una valvula de este
tipo se muestra en el esquema de la figura 71.
La presion reducida actua en la parte inferior
del diafragma piloto "C" bien a traves del tu-
ba de control "F", cuando se instala, bien
directamente a traves de "I" compensando la
presion que ejerce el muelle de ajuste "8" por
la parte superior. Cuando la presion reducida
70
disminuye, actua la presion del muelle, abrien-
do la valvula piloto 'IE" y admitiendo vapor a
traves de "0" hasta la parte inferior del dia-
fragma "K". La presion de este vapor tiende
a abrir .Ia valvula "H", contra la accion del
rnuelle antagonista "G", permitiendo que pase
mayor cant idad de vapor vivo y se vue Iva a
alcanzar la presion adecuada a la salida. Si la
presion de salida aumenta excesivamente a c-
tuara en el sentido de cerrar la valvula piloto,
E I flu ido reten ida en la parte inferi or del
diafragma principal, "K" ira hacia la salida
de la valvula a traves de la tuber ia "L" y el
orificio "J" can 10 que la valvula principal,
empujada par el muelle "G", tendera a
cerrar.
La vii Ivu Ia pi Iota quedare en una posicion
que permita eampensar el flujo a traves de "J"
y mantener la presion necesaria bajo el dia-
fragma para que la valvula principal permanez-
ca en la posicion requerida en funcion de la
presion de que se dispone a la entrada y la que
se desea a la salida. Cualquier variacion de pre-
sion a de carga sera detectada inrnediatamente
par el diafragma piloto que actuara para ajus-
tar la posicion de la valvula principal. La pre-
sion reducida se fija mediante el volante "A"que varia la cornpresion del mue!le "B". Las
valvulas de este tipo ofrecen muchas ventajas
en relacion can las de aeei6n directa, Solo es
necesario que fluya una eantidad pequefia de
vapor a traves de la valvula pilato para presu-
rizar la camera inferior del diafragma principaly abrir totalmente la valvula principal. Por
tanto, solo son neeesarios pequefios cambios
de la presion de salida para provocar cambios
irnportantes de caudal. Adernas, la perdida de
carga que provocan estas vaIvu las no es irnpor-
tante. Un aumento de presion a la entrada, se
traduce en una mayor fuerza de cierre sabre
la valvula principal, aunque esto se compensa
con la accion de la presion de entrada en fa
carnara del diafragma.
La contrario sueede en el supuesto de un
descenso de presion. Se trata, por tanto, de
una valvula que controla perfecta mente la
presion de salida aunque se produzcan varia-
ciones en la de entrada. En algunas valvulas
se sustituye el diafragma principal par un pis-
ton. Puede repr esentar una ventaja en valvulas
muy grandes que requerir ian diafragmas de
gran diarnetro. En las peouefias, par el contra-
rio, se presentan problemas de ataseamiento
del piston en su camisa.
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-_ -./ - -.. -
/ /,I
/ I1 j
1 II II I1
- - -
Separador
Flltro
Man6metro
Valvu la de Saquridad
v alvu la de Corte
Valvula Rcductora
Fig. 72 Estacion Reductora de Presion- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~
Selecci6n e instalaci6n
La primero y esencial es seleccionar el mejor
tipo de valvula para cada aplicaci6n. Cuando
se trate de cargas pequefias en las que no sea
vital un control fino, pueden ser suficientes
las valvulas reductoras de acci6n directa. En
los otros casos. es mejor seleccionar una val-
vula con piloto, particularrnente si se produ-
cen periodos sin demanda durante los cuales
no deba aumentar la presion a la salida. Igual
que sucsde con todas las valvulas de control,
se debe evitar el sobredimensionamiento de
las valvulas reductoras. Una valvula que t ra-
baje habitualmente demasiado cerca de su
asiento, puede sutrir erosiones por el paso
constante de vapor a alta velocidad. Adernas,
en esta posic ion. eu alqu ier pequefio rnovi-
miento de esta valvula producira un cambia
de caudal relativamente importante. Can un
modelo mas pequefio. correctamente dimen-
sionado, S8 obte ndria un me jor ajuste vel
riesgo de aver ia ser ia menor. Cuando es ne-
cesario provocar descenso de presion muy
importantes es preferible trabajar con dos 0
mas valvulas en serie.Cuando las variaciones de carga son muy
importantes es preferible trabajar con valvu las
en paralelo. Si bien el dimensionamiento es
importante para el buen funcionamiento de
una valvula reductora, tarnbien 10 es su insta-
lacion correcta. La figura 72 muestra una dis-
posicion ideal para la valvula reductora con
piloto. PU8stO que la rnavor parte de los pro-
blemas de una valvula reductora son causados
por la presencia de humedad 0 suciedad, se
han de instalar antes de la valvu la un separa-
dor y un f iItro de malla f ina. E I fi Itro debe ser
colocado lateralmente para evitar que el cuer-
po se Ilene de aqua y garantizar que toda la
superficie de filtracion sea efectiva. Las tube-
ris antes y despues de la va Ivu la sera n de I
diarnetro adecuado para evitar peroidas de
cargas compleme ntarias V excesivas. Las va1-
vu las de eierre deben ser de apertu ra tota I a
bien del rnisrno diarnetro de las tuberias y no
del de la va lvu la reductora. Si fa tu ber i 0 la
instalacion de salida no pueden resistir la pre-
sion de entrada, se debe i nstalar una va Ivu la
de seguridad a la salida de la valvula reductora,regu lada a la maxima presion que pueda so-
portar esta parte de la instalaci6n y edemas
con una capacidad de descarga de vapor igual
a la que puede pasar a traves de la valvula, to-
talmente abierta, a esta presion maxima.
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a. Kg DE FLASH POR Kg DE CONDENSADO
Fig. 73 GrMica de Vapor Flash----------------~
71
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V,.por Flash ....
t..",,_,,·: _ .
Condensado y
Vapor Flash
Fig'. 74 Tanque Flash
Usa del
revaporizado
Cuando un condensado caliente y a presion es
descarqado a una presion mas baia. su tempe-
ratura alcanza muy rapidarnente la del punta
de ebullici6n. EI excedente de calor se utiliza
como entalpia de evaporaci6n de parte de)
condensado. L? cantidad de revaporizado que
se forma par cada ki lograma de candensadase puede calcular como 5e ha hecho en un
ejemplo anterior 0 se puede leer directamente
en una tabla como la de la figura 73. Par ejem-
pia, si un kilogramo de condensada a 14 bar
relatives se descarga a la atmosfera (0 bar rela-
tivos) se forman 0,19 Kg. de revaporizado, Si
el condensado hubiese estado a 7 bar relatives,
5610 se producin'an 0,13 Kg. que quedar ian re-
ducidos a 0,05 Kg. si en lugar de descargar a
la atmosfera se hiciese a un recipiente a 3 bar
relatives. Estos ejemplos muestran claramente
que la cantidad de revaporizado que se forma
72
TanqueFlash
tI
Condensado
depende de la diferencia entre las presiones a
la entrada y a la salida de la trampa. Cuanto
mayor la primera y menor la segunda, mas
cantidad de revaporizado se forma. N6tese
que la figura 73 se basa en la suposicion de
que la trarnpa descarga el condensade en
cuanto S8 forma. La cantidad de revaporizado
sera mucho menor cuande la trampa sea de un
tipo de las que retienen el condensado hasta
que se ha enfriado par debajo de la tempera-
tura de saturaci6n.
Antes de entrar en el c6mo recuperar el
revaporizado hay dos puntas practices que de-
ben ser tenidos en cuenta:
Primeramente. que un kilogramo de vapor
tiene un volurnen de 1.673 m3 a la presion
atrnosferica. Esto significa que si una tr ampa
descarga 100 kg/h de condensado de 7 bar re~
lativos a la presion atrnosterica la cantidad de
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Vapor
Control de
Temper atura
Retorno de
Condensado
D escar qa
Bomba Ogd en
Ala
Ca le fa cc ibn
I nt e rc am b i ad 0r
ti e C al e ta cc io n
Conrtensador
tie Flash
= - - - ~ Rfnorno
Fig. 77 Intercambiador de Calefsccion y Condensador de Flash
Vapor
. .Serpent in Pr imario
-~.--------~-----~-----. . . . : : - : : : = z : . : z : .:.:
Se rpen tin Secu nda r io
r ....~~ _
----_-_-----
Fig. 76
Serpentin Secundario can Vapor Flash
la producci6n y la demanda de revaporizado .
Este 5610 s e produce cuando hay condensado
el cual a su vez s610 se produce cuando pasa
aire a traves de la bateria. Esta disposicion gao
rantiza que las trampas de alta presion no es-
ten sujetas a ninguna contrapresi6n en el
arranque. Sin embargo, la bateria de precalen-
tamiento no se utiliza completamente y se
pueden producir problemas de drenaje en el
tanque de revaporizado debido a un descanso
de la presi6n diferencial en la trampa. Por esta
razon es recomendable instalar una valvula reo
ductora de presion como la que S8 ha dibuja-
74
do a trazos en la figura 75. Esta valvula man-
tieneel surninistro de vapor a la unidad de
preca le ntam iento y contra la la presi6n del
tanque de revaporizaci6n incluso cuando no
se produce suticiente revaporizado con 10 que
la presi 6n d i f.erencia I en la trarnpa se rnantiene
constante. EI unico problema que puede qene-
rar esta valvula se relaeiona can las trampas de
la zona de alta presion que es conveniente en"tren en servicio con una contrapresi6n muy
baja. Se puede lograr cerrando esta I{nea auxi-
liar hasta que las bater ias pri nci pales hayan
alcanzado la presion de regimen. Se pueden
hacer arreglos semejantes cuando se calientan
areas importantes con unidades de calefacci6n
distintas.
Es posible separ ar un 100/00 un 150/0 de
estas unidades V alirnentarlas con rev aporiza-
do generado par 8 1 condensado recogido en
las otras unidades de calefacci6n. La produc-
ci6n y la demanda se producen en paralelo ylos picas de demand a surgen al mismo tiem-
po en todas las unidades. Hay ocasiones en las
que se puede utilizer el revaporizado sin nsce-
sidad de instalar ninqun tanque, como sucede
can la disposici6n de la figura 76. En un tan-
que de aqua caliente S8 ha instalado un segun-
do serpentin cerca del fondo, por donde entra
el agua fr ia, EI condensado procedente del
prime r serpent in pasa inmed iatamente par el
segundo con 10 que el revaporizado que se
forma vuelve a condensar, cediendo su calor
latente al agua. Se evita aSI perderlo par el
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Vapor
Intercarnb iador
Fig. 78 Recuperacian del Vapor Flash
P ailas d e P ro ce so
Valvulas de Seguridad
-----~===~~
~"
<,
~__ JI__ _j Sistema
.. de Calefaccion
Tanque Flash
tubo de venteo del tanque receptor de con-
densado. Una aplicacion util de esta idea es 11'1
unidad de calefacci6n de la figura 77. EI con-
densado y el revaporizado descargan par 1 1 ' 1
tramps de la unidad superior que es un inter-
cambiador convencional aqua/vapor. Son se -parades en el condensador de revaporizado
situado debajo donde ambos ceden calor (sen-
sible el condensado y latente el revaporizado)
I 'l l agua de retorno del sistema de calefacci6n
antes de que entre en el intercambiador. La
unidad s e c or no te ta can una bomba que de-
vuelve el condensado al tanque de alimenta-
cion de la ca Idera.
La figura 78 muestra un sistema en el que
el condensado procedente de un proceso pro-
porciona revaporizado para calefacci6n de una
nave. Tiene el inconyeniente de que el revapo-
rizado se pierde cuando 1 1 ' 1 calefacci6n no es
necesaria. Sin embargo, puede representar un
ahorro justificable en muchos casos, Es rnsior
dotar de un by-pass I'll tanque de revaporizado
e incomunicarlo durante los periodos en que
este no es necesario. enviando directamente el
condensado I'll tanque de alimentacion de cal-
dera a a un tanque receptor de condensados
que rnantsner constantemente en servicio 1 1 ' 1
valvula de seguridad. La purga continua de
caldera es otra fuente posible de revaporizado,
que no se debe despreciar. Muchas calde
modernas tienen gran capacidad de intercar.
bio de calor y poco almaeenamiento de agua
y de vapor. Es imperativo mantener muy bajo
el contenido en sales y s61idos para operar
satisfactoriamente. Por esta razon el sistema
debe ser purgado continua mente en una
proporci6n que puede alcanzar el 5% incluso
el 10% de la capacidad total de vaporizacion.
Puesto que esta purga contiene un alto
porcentaje de sales y solidos, uno de los
mejores usos que se puede hacer del calor que
transporta es producir y recuperar rsvaporiza-
do. En este caso, las dimensiones del tanque
de revaparizaei6n deben self generosas para
garantizar que no 5 1 : ! produce arrastre de
solidos can el revapor izado. Una uti lizaci6ncornun del revaporizado procedente de la
purga de caldera es el precalentamiento del
agua del alimentacion.
R e t o r n o
d e l c o n d e n s a d o
Hasta ahora se ha hablado repetidamente de
fa importancia que tiene la eliminaci6n corree-
7 5
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Vapor
Intercarnb iador
Fig. 78 Recuperacion del Vapor Flash
Pailas de Proceso
V alvulas de Seg uridad
-----~====~
<,
,~"
<,
'-------_ Jl__ _ _ j Sistema
.. de Calefaccion
Tanque Flash
tuba de venteo del tanque receptor de con-
densado. Una aplicacion util de esta idea es la
unidad de calefacci6n de la figura 77. EI con-
densado y el revaporizado descargan par la
tramps de la unidad superior que es un inter-
cambiador convencional aqua/vapor. Son se -
parados en el condensador de revaporizado
situado debajo donde ambos ceden calor (sen-
sible el condensado y latente el revaporizado)
al agua de retorno del sistema de calefacci6n
antes de que entre en el intercambiador. La
unidad se completa con una bomba que de-
vuelve el condensado al tanque de aliments-
cion de la ca Idera.
La figura 78 rnuestra un sistema en el que
el condensado procedente de un proceso pro-
porciona revaporizado para calefacci6n de una
nave. Tiene el inconyeniente de que el revapo-
rizado se pierde cuando la calefacci6n no es
necesaria. Sin embargo, puede representar un
ahorro justificable en muchos casos, Es rnsior
dotar de un by-pass al tanque de revaporizado
e incomunicarlo durante los perfodos en que
este no es necesario, enviando directamente el
condensado al tanque de alirnentacion de cal-
dera 0 a un tanque receptor de condensados
que mantener constantemente en servicio la
valvula de seguridad. La purga continua de
caldera es otra fuente posible de revaporizado,
que no se debe despreciar. Muchas calde
modernas tienen gran capacidad de intercar.
bio de calor y poco almacenamiento de agua
y de vapor. Es imperativo mantener muy bajo
el contenido en sales y s61idos para operar
satisfactorriamente. Por esta razon el sistema
debe ser purgado continua mente en una
proporcion que puede alcanzar el 50/0 incluso
el 1100/0de la capacidad total de vaporizacion,
Puesto que esta purga contiene un alto
porcentaje de sales y solidos, uno de los
majores usos que se puede hacer del calor que
transporta es producir y recuperar revaporiza-
do. En este caso, las dimensiones del tanquede revaporizaci6n deben ser generosas para
garantizar que no 58 produce arrastre de
solidos con el revaporizado .. Una utilizaci6ncornun del revaporizado procedente de la
purga de caldera es el precalentamiento del
agua del alirnentaeion.
Retorno
d e l c o n d e n s a d o
Hasta ahara se ha hablado repetidamente de
la importancia que tiene la elirninacion correc-
7 5
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Entalpia de
, Vapor
Saturada
Entalp ia deEvaporacion
1840e
Entalpia de
Agua
Saturada
iocc00 e a . ; ; ; ; ; ; ; . - . ; . _ . ; ; ; . . . : . : . . . . . . : ; ; , , ; ; 0 0 : ; ; : , 1
Fig. 79 Formacion de Vapor a 10 bar
- Agua l de Alimer:ltaci6n a 100eFig. 80 Formacion de Vapor a 10 bar
- Agua de Alimentecion a 700e
ta del condensado de los espacios destinados
al vapor. 5e ha vista como, s i se desea la ma-
xima efectividad del equipo, se debe instalar
la trampa mas conveniente en cada caso. S e
ha considerado tarnbien la posible utilizacion
del revaporizado. Nos queda por preguntar-nos: (que se debe hacer con el condensado
residual? Hay diversas rezones que dernues-
tran que el condensado no debe ser mandado
al desaque, Una de elias es el calor que contiene
incluso despues de haberse aprovechado el
revaporizado. Se puede utilizar como agua
caliente de proceso, pero la mejor solucion es
devolverlo al tanque de alirnentacion de calde-
ra donde puede ser utilizado sin necesidad de
tratarniento can 10 que se ahorra combustible,
agua de reposicion y los costos de tratam iento.
Estos ultirnos en algun caso pueden ser masimportantes que los que se derivan del apro-
vecham iento del ca lor. E I sigu iente ejemplo
ilustra sobre los beneficios que se pueden
obtener de Iiarecuperacion del condensado:
La figura 79 muestra la formaci6n del va-
por a lObar relativos cuando se sumin istra a
la caldera agua fda a WOC. La zona inferior.
con rayas onduladas. indica la entalpia que
contiene el agua fda. Se deben afiadir 740
kJ/kg de energia calorffica para alcanzar la
temperatura de saturaci6n a la presion de 10
bar. La figura 80 muestra la forrnacion de
76
Entalpia de
E vaporaci6n
Entalpia de
Agua
Sturado
vapor a la misma presion en una caldera a fa
que alimentamos con agua a zo=c. La ental-pia del agua fr ia es superior can 10 que solo se
deben aFiadir 489 kJ/kg para alcanzar la tem-
peratura de saturaci6n. Esto represents un
ahorro de combustible del 9,2%•
Una raz6n para no recuperar el condensa-
do puede ser la posible contarninacicn del
mismo. Si se producen perforaci ones en los
sarpentines de calefacci6n de substaneias
ac idas 0 de fuel se pueden encontrar estas
peligrosas substancias en la caldera. Incluso en
estos casas, debe estudiarse la recuperaci6n de
condensado instalando f iltros que retengan el
ace i te a de tectores que , ind iquen la presencia
de acidos. En casos extremes puede ser nece-
sar io tirar el condensado, pero se debe extraer
del mismo toda la entalpta posible haciendolepasar por un intercarnbiador adecuado. Otra
alternativa. que es practice corriente en pro-
cesos de cromado ° niquelado. es utilizar el
condensado como agua caliente de limpieza
final de los productos. can 10 cual se ahorra el
vapor que deberfa rnezclarse ton agua fria
para producir esta aqua caliente.
Elevaci6n del condensado
Aunque el condensado es suceptible de ser
elevado por la presion del vapor, despues de
ser drenado es conveniente que pueda salir
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Fig. 81 Bomba Elevadora de Condensado. Opera con Vapor 0con
Aire Comprimido
FU NC I O N AM I E N TOCuando hay 1 iquido en la bornba, el fllatante (e)se encuentra en su posicion inferior. De esta
forma la valvula de admisi6n de vapor (J) se encuentra cerrada y la valvula de alivio (K) abierta.
A medida que entra liquido a la bomba por (A), el flotante sube y acciona ,el mecanismo articu-
lado (E). el cual tensiona los resartes (G).
Cuando el flatante alcanza el punta superior, la energfa acumulada en los resortes se libera ins-
tantanearnente, hacienda que el braze (H) accione la valvula (L). Esto produce la apertura de
la valvula de retend6n (M). La valvula (A) permanece cerrada durante la descarga.
A medida que el flotante baja el proceso se repite en forma iliv~rsa.
:;,"NPT
Entrada de vapor
1"NPT
Conducto de afivio
CORTE A-A
Vapor a la bomba Venteo
t ·AliVi~ ...
Candensado
Fig. 82 lnstalacion de una bomba
autornatica,
par gravedad. Esto es esencial si la presion a
la salida debe ser baja 0 se esta purgando una
unidad can control de temperatura. Desstor-
tunadamente, muy cocas veces es posible de·
volver el condensado par gravedad hasta el
tanque de al i rnentacion. Por esta razon es con-
veniente llevar el condensado hasta un tanqus,
desde el que es bombeado hasta la sala de cal-
deras. EI cicio de operacion .de una bomba
sencilla que puede ser utilizada para este co'metido es el que muestran los diagramas de la
figura 81.. EI fluido motor de este tipo de
bornba es 'vapor 0 aire comprimido v, en cual-quier caso, el consumo es muy bajo. Puesto
que en cada bombeo se impulsa la misma can-
tidad de condensado, es relativamente facil
calcular la tasa de formacion del mismo. Si se
afiade un contador del nomero de veces que se
repite el cicio se pueden obtener valores bas-
tante correctos de las cantidades de condense-
do que se bombean. La figura 82 muestra una
instalaelon correcta de una bornba de este
77
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Fig. 83 Tanque Abierto sin Aislar
tipo. Se suministra como un equipo completo
con 10 que se reducen tiempo y costas de ins-
talacion. EI tanque receptor a presion atrnos-
ferica es parte esencial y es conveniente recor-
dar que todo el revaporizado que no se haya
aprovechado antes saldra por el venteo. Si
bien una bomba autornatica de este tipo es
capaz de mover cantidades importantes de
condensado, hay ocasiones extremas de carga
o recorridos largos 0 tortuosos que aconsejan
uti I izar dos 0 mas bam bas en para Ie 1 0 .
Controlde temperatura
Muchas plantas necesitan controles de tempe-ratura. La calidad de los productos depende,
en muchos casos, de un control riguroso de la
temperatura a la cual se obtienen. Desde el
punta de vista del ahorro de energia, la tem-
peratura ideal es obviamente la minima admi-
sible para una apltcacion dada, como mLiestra
el siguiente ejemplo:
'Imaginemos que el tanque abierto de la
figura 83 se caliente con un serpentin alirnen-.
tando can vapor a 2 bar relativos. No hay con-
trol de temperatu ra y el contenido del tanque
se encuentra a 70°C, mientras que la tempera-
tura del ambiente es de 21°C. Si el proceso en
78
cusstion pudiese tener lugar a una temperatu-
ra menor, a 50oC, por ejemplo, solo se necesi-
tarra un 540/0 del vapor que se consurma
antes. Para bajar la temperatura del contenido
del tanque debe reducirse Iia transferencia de
calor desde el serpentin al contenido. Una
manera senci lIa de hacerlo es reduciendo la
temperatura del vapor del serpentfn. Clara-
mente, esta reduccion disrninuira la diferencia
de temperatura entre el vapor y la solucion
que calentarnos reduciendo la transferencia
de calor, tal como deseamos. De las tab las de
vapor se deduce que una reduccion de la pre-
sion del vapor saturado va acompai'iada de un
descanso de temperatura. Por esta razon, una
manera corrects de controlar la temperatura
es regular la presion. Puede hacerse mediante
una valvula manual que estrangule el flujo.
pero tal disposicion exige ajustes manualesfrecuentes si las necesidades de calor del siste-
ma fluctuan en el tiempo. Se puede obtener
un control mas preciso instalando una valvula
reductora de presion que, no obstante, sigue
ex igiendo aIguna intervencion manua I si se
debe n varia r las presi ones' regu ladas. La res-
puesta ideal es la instalaci6n de un regulador
au tornatico de temperatura, tal como se des-
cribe a ccntinuacion:
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_ ~ _ _ -'-0 _ _ 0 - ~- ~ _
Perilia de AJuste
Condensado
Sensor
calentada par un serpentin. EI sensor de in-
mersi6n se conecta mediante un tubo capilar
Aegulaci6n
Sensor
Fuelle deSobreproteccion ,
Fig. 84 Tanque can Control de Temperatura--------~~-,----------------------------------__
Control autornatico de temperatura
La figura 84 muestra la instalacion correcta de
un regulador de temperatura en un tanque
.~.Capilar
Valvula
Fuelle
Movimiento
Actuador
Fluido
Fig. 85 Principio de Operaci6n de una Valvula Automatica
79
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y un actuador a una valvula de control de dos
vias. EI principia de operacion se ilustra en la
figura 85. Cuando la temperatura del produc-
to que hay en el interior del tanque aumenta,
et fl u f do contenido en el sensor se expande a
traves del tubo capilar hasta el actuador de la
valvu la. Aqu f cornprirne al fuelle que arrastra
un vastaqo linealmente, el cual empuja la val-vu l a contra su asiento, venciendo la oposici6n
de un muelle y reduciendo el paso de vapor.
Cuando la temperatura desciende, el flujo se
contrae y el muelle ernpuja la valvula en
sentido contrario, aumentando el flujo de
vapor. EI sistema de control esta calibrado
dentro de un margen determinado de tempe-
raturas pudiendose fijar cualquier temperatura
dentro de este margen mediante la perilla de
ajuste del sensor de inmersi6n.
EI tipo de control de temperatura descri-
to es el lIamado "control modulante" porqueeI sumi nistro (11' vapor aumenta y dism inuye
gradualmente, respondiendo a las variaciones
de temperatura del equ ipo , Esto significa que
la presion del vapor en el serpentfn puede va -
riar desde un valor relativarnente alto, cuando
Ia va IvuIa esta tota Imente ab ie rta, h asta un
valor practicarnente nulo, 0 incluso con cierto
grado de vaclo, cuando esta totalmente cerra-
do. (EI vacio se puede formar cuando conden-
sa el vapor contenido en el serpent in si la
va Ivu la perma nece ce r rada y no Ih;ig~amas va-
por). En ciertas apllcaeiones, tales como el
suministro de agua caliente, se alternan perf-
ados de fuerte demands de vapor can otros
de dernanda nula. En estos casos es posible
utilizar un regulador de temperatura del tipo
on/off. Aqu iel termostato de control cierra
completamente cuando se alcanza la tempera-
tura deseada can 10 que la presion ba]a a cera
rapidamente, En cuanto el agua caliente se ha
consum ido, entra agua fr fa, que aI ser detecta-
da par el sensor provoca de nuevo la apertura
total de la valvula de vapor con aumento rapi-
do y brusco de la presi6n.
Esta secci6n es esencialmente una brevei ntroducci6n a I con trol de tem peratu ra mas
que una relacion exhaustiva de los metod os
existentes para calentamiento can vapor. En
lugar de los sistemas autocontrolados descri-
tos. es posible gobernar los movimientos de la
valvula mediante una fuente de potencia ex-
terna, neumatica 0electrica. En este caso, la
va Ivu l a tarnbien puede abrir de forma rnodu-
lante 0 par el principia On/Off antes descrito,
puesto que los principios basicos son los rnis-
mos. Consideremos ahora como la instalacicn
de un control de temperatura puede afectar \a
80
trampa que drena el condensado que se forma.
Si, por ejemplo, se debe elevar el condensado
directamente desde la trampa cuando la val-
vula este cerrada no habra presion suficiente.
EI flujo de condensado cesara y el espacio des-
tinado al vapor se llenara de condensado hasta
que vuelva a haber la presion suficiente para
expu Isarlo. Noes una situaci6n deseable, aun-que se pueda perrnitir el anegamiento perio-
dico del serpentfn, porqus cuando la valvula
de vapor abra es muy tacit que se produzcan
golpes de ariete. Estes se producen tambien
en un sistema On/Off cuando la valvula de
raqulacion abre brusca y totalmente, introdu-
ciando vapor en el equipo a gran velocidad.
Cuando se uti liza un control modulante
fa trarnpa debe ser capaz de descargar conti-
nuamente en una gama muy arnplia de presio-
nes diferenciales. Si S8 requiere una cesion de
calor muy importante, se debe utilizar unatrampa que descargue el condensado inmedia-
tamente, que sea buena para eliminar aire y
que no se bloquee por vapor. No es deseable
una trampa termostatica porque su tempera-
tura de descarga par deba]o de la de satura-
cion puede provocar una retenci6n de con-
densado precisamente cuando la v a l v u la de
control este totalmente abierta y se precise
la maxima transferencia de calor. Las tram-
pas que tienen una descarga intermitente e
importante, tales como las de balde invertido
de gran tarnafio pueden d ificu I tar e! control
de temperatura precise, debido all cambio de
presion que provocan en el espacio destinado
a vapor cuando abren.
Sa nota mas este efecto en equ ipos con
una gran cesi6n de calor en relacion con su
volurnen, La trampa mas conveniente para
ap licaciones de control de temperatura es la
de flotador equipada con eliminador de aire
(v valvula de aguja para bv-pass de vapor,
si es preeiso). Este tipo de trarnpa cescarqara
condensado continua y suavemente a medida
que se vava formando sin afectar en absolute
la presion del vapor en el espacio de calefac-cion. S i hay riesqo de que se produzcan golpes
de ariete, no es la trampa mas indicada, debi-
do a su fragi lidad. La segunda eleccion, en
orden decreciente de conveniencia, ser la la
trampa de balde invertido, que resiste mejor
condiciones adversas. Siernpre que sea posible
se deben evitar los golpes de ariete y los ane-
gamientos descargando los condensados desde
.la trampa por qravedad. Si hay que elevar el
condensado, es preferible utilizar una bomba
adecuada que emplea la presion 'del vapor.
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Eliminaci6n de
fugas de vapor
De nada sirve haber proyectado e instalado un
buen sistema de vapor si no se mantiene al
mismo nivel de eficiencia a 10 largo del tiempo.Can demasiada frecuencia se admiten como
normales fuqas excesivas tanto en el sistema
de vapor como en el de condensados. Un agu-
Fig. 86 Visares a Mirillas
Fig. 87 Visor con Hetencion
jero de 3mm de diarnetro pueds descarqar
30 kg/h de va por a 1 0 ba r re ta ti vo s, 10 cu a I
representa un despilfarro de unas 31 Trn decarbon, 18 Tm de fuel 0 660 GJ de gas en un
ana, supon iendo que setra ba ja 8 40 0 h ora s/a rio .
La efirninacion de las tugas visibles es facil y
necesaria, Tarnbien deben eliminarse las fugas
invisibles de las trampas que pierden vapor,
aunque se trata de una tarea alga mas cornpli-
cada,
Detection de fugas en las trampas
Sabemos que la funcion basica de una trampa
es descargar condensado impidienda la salida
de vapor vivo. Si la descarqa se etectua al airelibre,en un lugar accesible se puede verificar
muy ta cilm ente s i la trampafunciona corrsc-
tamente. Sin embargo,incluso en estas condi-
ciones, una trarnpa de descarga mterrnltente,
como Ia term 0d imimica, presenta ra un aspsc-
to tota Imente diferente al de una trampa de
descarga continua como la de flatadar. EI
desprendirniento de nubes de vapor flash
confundira al observador inexperto. E! pro"
blerna se complica cuando fa trampa esta
conectada a una linea de retorn a de co nden-
sado. La primera indicaci6n que se puedetener de que hay trampas que pierden es el
escape de cantidades muy importantes de va-
por que salen par los venteos de los tanques
de condensado 0 del de alimentaci6n de ca l -
dera. De esta manera se detecta el problema,
pera no cuales son las trampas que fallan, Un
metoda utilizado desde hace muchas afios
para detectar fugas en las trampas consiste en
instalar un visor a la salida de las rnisrnas, La
figu ra 86 muestra un visor de un cristal y otro
de dos cristales. Can un visor de este tipo se
puede verificar si la trampa descarga conden·
sado 0 no e incluso discernir si deja pasar
vapor vivo. Sin embargo, no se puede tener la
c erte za to tal de esta ultima observaci6n.
E! visor de la figura 87 ofrece un nurnero
irnportante de rnejoras en relacion can 105 an-
te riores. Puesto que - actua como va Ivu la de
retencion, una apertu ra y cisrre regu lares de
la bola indican un funcionamiento satistacto-
rio de la tramps. EI cristal es menos suscep-
tible de ensuciarse mediante depositos, Que
rnuchas veces convierten en inservibles a los
visores mencionados en primer lugar, Despuss
de una trarnpa de descargaintermitente hay
81
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Fig. 88 Detector de Fugas
(Trampa Operando Cor-ectamenta)
Trampa paraVapor
Luz Verde en
enel lndicador
Indicador
Vapor vivo
Luz Aoja
en el
lndicador
Luces Verde y
Roja
Fig. 89 Detector de Fugas (Trampa Perdiendo Vapor)
Que instalar el visor a 1 m como minimo de la
trampa para minimizar las erosiones que
pueden producirse en el cristal. Un segundo
metoda de deteccion de fugas, Que tarnbien
ha side muy utilizado, va ligado con la medida
de temperaturas cerca 0 en la propia trarnpa.
Lspices 0 pinturas sensibles a la temperatura
o termopares han ido teniendo sus defensores
a 10 largo del tiempo. Sin embargo, se presen-
tan problemas importantes de definicion de-
bido a la proximidad entre las temperaturas
de condensado y vapor vivo a la salida de una
trampa defectuosa.
82
Las trampas del tipo terrnostatico serfan
una excepcion puesto que descarganconden-
sado a una temperatura inferior a la del vapor.
lncluso en este caso, puesto que las medicio-
nes se toman en la superficie exterior de la
trampa, donde las temperaturas tienden a ser
inferiores, se pueden producir errores impor-
tantes de apreciacion, Un rnetodo mucho mas
preciso va ligado al sonido (ultrasonidol erni-
tido por el vapor al pasar a traves de la valvula
de una trampa. Es el rnetodo ideal para tram-
pas de funcionamiento discontinuo, puesto
que se pasa de una situacion de ru ida a otra
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rnuv distinta. Para los otros tlPOS de trarnpa,
se requ iere un operador con cxpericncia en la
i nterpretaci6n de 1 detector de u Itrason idos.
para no confundir el vapor vivo can el revapo-
rizado a el ruido de una trampa con las adva-
centes. A pesar de estos incanvenientes es un
metoda util y valido Un desarrollo reciente
utiliza para la deter-cion la conductividad del
condensado Se de be i nsta la r una ca mara can
un deflector inmediatamente antes de la tram·
pa, tal como s e m u es tra en la tigura 88.
Cuando la trampa trabaja normalmente, el
condensado Ilega a la r ru sr na d es pu es de lienal'
1 0 carnara de df!tp.cciL1r1, pasando par la parte
inferior del deflector. t:1 pequerio agujero
pract icado en elm isrn 0 si rve para cqu II ib rar
pr esi ones a ambos lad as. Un sensor, instalado
antes del deflector, detecta la presencia de
condensado. La s efial s urn in istr ada par este
sensor se lleva rned ian te un corrector hasta un
indicador donde, en este caso. se encendera
una luz verde, sefial de buen funcionamiento.
S i la tr arnpa deja pasar vapor vivo, no se pue-
de ma n tener e I equ i IIbriode p resi ones con so -Ia el vapor que pasa a traves del aqujero del
def lector con 10 qu eel sensor qucda en u nil
zona don de no hay eondensado tal como se
IIIuestra en la f iqu ra 89. E I con ta c to abie rto se
traduce en el encendido de una luz raja en el
indicador. L a rnav or ventaja de este sistema es
que no depende de ninqun factor subjetivo.
Se pueden mandar las senates de diferentes
sensores a un punto remota de ver ificacio n. 10cual puede ser u til cuando se trate de trampas
de dificil acceso. Hasta ahara se ha considers-
do como falla, en la trampa, la salida de vapor
vivo. Sin ernbaroo, OHO problema, en algunos
casas mas grave, es 1 8 perrnanencia de una
trampa en posicion cerrada con el consigu ien-
te aneqamionto dcl espacio destinado a vapor.
En este caso. la deteccion se puede efectuar
por descenso importante de temperatura en la
trarnpa y por descenso tarnbien de pr oductivi-
dad en el prnceso.
Derivac.ones (bv-pass) en trampas para vapor.La colocacion de derivaciones alrededor de las
trampas provoca, habitualrncnte. fugas impor
tantes de vapor. Si bien una derivacion puecle
ser rnuv util. nunca S8 Ie debe considerar un
buen rnatodo para descarqar aire 0 condensa
do. Algunas veces, se instalan der ivaciones a
las trampas para rnejorar las cond iciones de
puesta en marr:ha pero cabe el riesqo de que,
voluntaria 0 invotuntar iarnente , querlen abier-
tas en rnarcha normal. Una valvula ut i liz aria
para apertu ras pa rc ia les se eros iona f ac i Imen-
te V deja pasar vapor aun manteniendo!a total-
mente cerrada. La que 5e debe hacer es dirnen-
sionar correctamerite las trampas para evitar
la necesidad de instalar dertvaciones, Las per-
didas a traves de las mismas agravan mas los
problemas de los picas de carga que siernpre
se producen en los procesos. Alquna vez se
instalan derivaciones en las trampas que tie-
nen el riesgo de bloquearse por aire 0 por
vapor: Otras veces se hace en las trampas que
no pueden descarqar todo el condensado en
los picas de carga. En cualquier caso se pue-
de encontrar una solucion mejor instalando la
trarnpa mas adecuada. 5uponiendo que en
alqun caso no Ihubiese mas rernedio que insta
lar una derivacion debe tenerse en cuenta que
el diarnetro de 1 3 rnisrna no debe ser el de la
tu berra a la que se conacta, tal como 5e hace
ha bi tu a Imente, si n0 e I id6neo pa ra descarga r
el caudal necesario. Este diarne tr o es siernpre
inferior al de la tuber ia, puesto que la trampa
tarnbien descarga. Limitando el diarnetro delas derivaciones al minimo exigible, Sf! pueden
limitar tarnhien fuqas cuando aquellas quedan
ab iertas,
MantenimientoPara qarannzar el correcto funcionamienta de
valvulas recluctoras, controles de temperatura,
trampas y de mas equ ipos, es esencia I preveer
un plan de mantenimiento. Siqnifica la lirnpie-za de los tiltros V el reernplazo de las partes
internas de los equipas que rnuestren seriales
de desqaste
Es rer:omendable disponer de un nurnero
determinado, aconsejado par un proveedor
solvente, de piezas de recarnbio y de elemen-
tos ccmpletos para poder etectuar un cambia
riipido en Ci:lSO de necesidad. Algunos proqra-
mas de mantenirniento deben desarrollarse en
las paradas programa pero es mejor, siernpre
que sea posible. repartir el trabajo a 10 largo
del ana. La mayor parte de los elementos solo
necesitan atenci6n una vez al a fio si bien los
filtros se deban Iirnpiar can mas Irecuencia.
espec ia I mente en in sta lac iones nuevas 0 en las
que se hayan efectuado reparaciones. Final-
mente, puede se r de utilidad disponer de un
historial de los problemas mas frecuentes en
cada uno de los tipos de trampas, valvulas 0
equipos en qeneral
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D ete cc i6n d e a ve rfas
e n las tram p a s p ara
v a por
T r a m p a
terrnodinarnicaSintoma: La tramp a pierde vapor.
Ver si se trata de suciedad. Limpiar el filtro, el
disco y el asiento, S i no mejora, es probable
que se hayan deteriorado las superficies del
asiento y del disco. En este caso se puede:
a.- Mandar la trarnpa al fabricante para que la
repare.
b.- l.apidar asiento y disco segun instruccionesdel fabricante.
c_· Carnbiar asiento y disco si la trampa es de I
tipo de asiento recambiable.
Si la estadistica dice que las trampas terrnodi-
narnicas en un punto determ inado se desqas-
tan con rapidez hay que sospechar que 0 bien
estan sobredimensionadas 0 la tuberia en que
van montadas tiene diarnetro insuficiente 0 la
contrapresion esexcesiva.
Sintoma: La trampa no descarga condensado
Puede ser debido a un bloqueo par aire, partl-cu larmente si el prob lema se presenta en un
arranque. Hay que verificar el venteo del
equipo en general. En casos extremos puede
ser necesario instalar un eliminador de aire en
paralelo can la trampa 0 utilizar, por ejemplo,
una trampa de flotadar con elemento terrnos-
tatico en lugar de una trampa terrnodinarnica.
T r a m p a termostatica
d e p res i6n
balanceadaSintoma: La trampa pierde vapor
Aislar la trampa y dejar que se enfr ie antes de
verifiear si se ha depositado sueiedad en la val-
vula. Si el asiento se ha erosionado, cambiar
todas las partes inter iores, inelu ro c el elemen-
to terrnostat ico, puesto que e I arigi na I se pue-
de haber arru inado par eI paso cont inuo de
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vapor. Si la va Ivula y asiento esta n en buen es -
tado hay que verificar el elemento terrnosta-
tico. Una vez frio no se Ie puede comprimir;
si se abserva blandura e s se rial de que esta ro-
to. Si las ondu laciones estan aIgo aplanadas
indica que ha habido dafio por golpes de aria-
teo S i estes no se puede n e l irn inar, hay queinstatar una trarnpa de otrotipo mas robusto.
Sintoma: La trampa no descarga condensado .
Proba blernente eI e lemen to se habra ex tendi-
do exeesiva mente, po r una presion i nteri or
muy alta y no puede ievantar la va Ivu la de 5U
asiento. La deforrnacion se puede haber pro-
ducido par sabreealentamienta 0 par aper-
tu ra de la trampa aun muy caIiente y antes de
que haya condensado et vapor contenido por
el fuelle.
T r a m p a termostatica
de expansi6n I fquidaSintoma: La trampa pierde vapor
Verifiear si hay sueiedad 0 erosion en valvula
y asiento. Si hay erosion se deben cambiar ro-
dos los campanentes internes. Se ha de recor-
dar que este tipo de trampa no se auto-ajusta
cuando hay var iaeiones de presion. Si ha sida
regulada para que cierre a presion alta no 10
hara a presianes bajas. Por esto, si la trarnpa
pierde vapor hay que tratar de regula ria para
presiones mas bajas vigilando que no se pro-
duzean reteneianes excesivas de condensado.
Si no reacciona con la temperatura, hay que
cambiar todos los eomponentes internos.
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Sintoma: La tramp a no descarga condensado
Verificar que el ajuste del cierre no se haya
realizado para una temperatura demasiado
baja.
Trampa termostatica
birnetalicaSi ntoma: La trampa pierde vapor
Como en los otros casos, se debe revisar que
no haya suciedad ni erosiones en la valvula.
Puesto que 1 8 1 presi6n que puede ejercer el bi-
meta I es lim itada, el esfuerzo puede no ser
suficiente para apretar la valvula contra su
asiento si hay suciedad depositada, Este tipo
de trarnpa se suministra can un ajuste deter-
minado que se puede ver afectado si 1 0 3 tuercade ajuste se mueve. Verif icar que este defecto
no se ha producido, $i no corriqio el problema
hay que carnbiar todos los elementos internos.
Sintoma: La trarnpa no descarga condensado
Las trampas birneta licas tienen la valvu la en el
lado de salida por 10 que si a algo tienden es a
averiarse en posicion de apertura. Si no des-
cargan condensado es que 0 estan muy desca-
librados 0 hay obstrucci6n en la v a l v u la a en
el fi Itro.
Trampa de flotadorSmtoma: La trampa pierde vapor
Ver si hay suciedad que imp ida el cierre co-
rrecto en I a va I vula 0 en e I terrnostato. Si hay
va Ivu la an t ib I oqueo par vapor, verificar que
no hay a quedado excesivamente abierta (un
cuarto de vuelta es, en general, mas que sufi·
ciente). Comprobar que no se ha desalineadola palanca que mueve la valvula, par funcio-
namiento brusco a qolpes de aricte, 10 cual
podr ia impedir el cierre cor recto. Verificar
que e] flotador baja hasta su posicion infe-
r ior sin rozar con el cucrpo de la trarnpa ,
si no fuese as f podria quedar la v a Ivu la abierta.
La cornpobacion del elemento terrnostatico
debe efectuarse como en las trampas de este
tipo. Los elementos internos debar! carnbiar-
se todos de una vez tal como estan agrupados
en los recambios surninistrados par el fabri-
cante.
Sintoma: La trarnpa no descarga condensado
Verificar que la presion diferencial maxima de
funcionamiento, marcada en la placa, no sea
inferior a la presion d iferencial a la que esta
fu nci onando en rea Iidad. Si es as I, la va Ivu la
no puede abri r y hay que i nsta lar e I asiento
del diarnetro adecuado. Comprobar que los
caudales que deseamos descargar coinciden
can los que son posibles en la nueva situacion.
Si el flotador esta agujerado a deformado, no
flota y la valvula permanece cerraoa, EI pro-
blema puede ser debido a golpes de ariete y
hay que buscar su origen para remediarfo. Ve-
riticar si trabajan correctamente el e1iminador
de ai re y el ant ibl oqueo por vapor, cuando 10
hay.
Trampa de baldeinvert idoSintoma: La trampa pierde vapor
Cornprobar que no se haya perdido el sella de
agua. Aislar la trampa, esperar que se acumule
candensado y ponerla de nuevo en servicio. Si
funciona bien, buscar el origen de la perdida
de sello. Puede ser debido a vapor muy sabre-
calentado, a fluctuaciones subitas de presion 0
a Una defectuasa insta lacion de la tramps Que
perrnite que el condensado salga par gravedad.
Instalar una valvula de retencion antes de la
trarnpa, Si persiste la fuga, comprobar que no
haya suciedad a erosiones en la valvula y sus
enlaces. Reernp lazar asien to, vaIvu la y palanca
Inspeccionar elba Ide. Si esta alabeado a desa-
lineado con la palanca. significa que hay gol-
pes de ariete. Buscar el origen del problema
para eliminarlo.
Sintoma: La trarnpa no descarga condensado
Comprobar que la presi6n diferencial maxima
marcada en la placa no es inferior a la d e se rv i-
cia. 5i fuese asi. la valvula no puede abrir y
hay que carnbiar el asiento para que el diarne-
tro del rnisrno sea el cor recto. Se debe veriti-
car Que la capacidad de descarga en la nueva
situacion es la adecuada. Verificar tarnbien
que el orificio de eliminaci6n de aire no esta
obstru ide can 1 0 que se produ ci r ia bloqueo
par aire.
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Caracterfsticas de la descarga de las
diferentes trampas para vapor
TRAMPA CARACTER ISTICAS DE LA DESCARGA
T e rmod inarn ie a Subita e interrnitente C ierr e to tal entre dcscarqas.
T errnostatica de p resin n
equilibrada Subita e intermite nts C ierre to tal tnltre descarqas
t-----
E xpansion liquida Descarga cont inua cuando la s carUdS so n e staci ana rias
altas y medias. Tendencia a la descarqa subta cuando lasc arq as son peq uefias .
Birnetalica Descarga continua variarrdo sequn la velocidad de form a-
cion de condensado. Tendencia a 1 3 descarg a su bita cuan-do las carqas son pequefias 0 muv v ariab le s.
I--
-Flotador Descarqa continua variando sequn la cant idad de con-
dcnsado que se form a, si bien tienden a tener un Iuncio-narniento pulsante cuando las cargas son oequcfias .
-
Bald e in ve rtid o S L I b i ta e i n t er rn i te nt e co n C I erre total entre descargas
excepto cuando las carg as so n pequerias en que tiene
tendencia a gotear.
Preguntas15. Un tanque de revaporizado es alirnentado
mediante una trampa que drena un evapo-
rad or e I eu al trabaja a lO bar re lativos y
can un consurno de 10 00 kg /h de vapor.
E I revaporizado es inyectado a una pre-
sion de 0 .5 bar relativos en un serpent in
que calienta un tanque Leual es ':
a) L a cantidad de revaporiz ado que se f or -
rna.
b) L a cantidad de condensado residual
que debe ser descargado del tanque de reo
vapor izado.
e) L a temperatu ra de este condensad o.
16. cCual es el principal factor a considerar al
decidir el luqar correcto donde instalar un
elim inador autornatico de aire en un equi-
po calentado con vapor?
86
17. A una valvula reductora Ie entra vapor can
una f raccion seca de 0 ,9 a 7 bar relatives y
sale a 2 bar relativos. LCual es la fracci6n
seca a la salida?
18. cOue pasa si una trampa de flotador dise-
fiada para operar hasta 4,5 bar de presion
diferencial es sornetida a 6 bar de presion
difere ncial? L Parq ue'
19. lO escarg a aire autornaticarnente una tram -
pa de balde invertido? z Lo hace rapids 0
lentarnente? L PorqU lP
20 . Tres recipientes A , Bye se alimentan can
vapor a 1 bar relativo V descarqan a traves
de una sola tramps. L os recipientes D, E y
F se alimentan a 2 bar relativos y descar-
g an cada uno por su trampa en una linea
que se eleva 8 m basta la principal de re-
torno de condensado. Todas las trampas
esta n a mpJ i amente dime ns ionadas y se
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A B c
2 bar9
D
han i nstaladq va Ivu las de retenci6 n des-
pues de las trampas de 0 , E , y F. Los se is
recipientes inician y term inan elciclo si-
rnultanearnente. pero algunos de ellos se
aneqan incluso cuando todos estan calien-
tes. (Que recipiente esta mas expuesto al
anegamiento y porque? LC6mo puede
su bsanarse el problem a?21 . Un intercambiador de calor se alimenta
con vapor a 7 bar. En el secundario se ca-
lien tan 2,4 kg /seg . de agua de 70°C a
800C. (Que cantidad de vapor condense
par segundo? S i el vapor sum inistrado
tiene una fraccion seca de 0,9 LQu e canti-
dad de condensado debe drenar la trampa?
8metres
1F
22. E I condensado dela pregunta anterior
vuelve al tanque de alimentaci6n de la cal-
dera, que esta abierto a la atmosfera. E ste
estaria a 100oC . pera como se Ie ariade
agua de reposicion a 1SoC , la temperatura
dela mezcla es de 60°C. LQue p ro po rc i6 n
de agua frf a se afiade?
A con ti nua ci on 8 1 aqua de alimentaci6n secalienta hasta 80°C par inyecci6n directa
de -,vapor de una linea a 7 bar. ·LQue peso
de este v"apar S8 debe afiadir a cada kg de
agua a 60°C?
23. LQue cantidad de revaparizado a presion
atrnosferica se forma a partir de cada kg
de condensado que sale de las trampas del
intercambiador rnencionado en Ia prequn-
ta 21". S i se produjese este revaporizado a
0,5 bar relatives: (.Que cantidad se forma-, 7'
ria ..
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