Tuberias de vapor

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Capítulo I
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Distribución DE VAPOR

1 1.1 FUNDAMENTOS DE LOS SISTEMAS DE VAPOR

El sistema de distribución de vapor es un enlace importante entre la fuente generadora del vapor y el usuario. La fuente generadora de vapor puede ser una caldera o una planta de cogeneración. Esta, debe proporcionar vapor de buena calidad en las condiciones de caudal y presión requeridas, y deberealizarlo con las mínimas pérdidas de calor y atenciones de mantenimiento.

Es de gran importancia que desde un principio, se comprenda el circuito de vapor básico, o mas bien, el circuito de vapor y de condensado. El flujo de vapor en un circuito es debido a la condensación del vapor, que provoca una caída de presión. Esto induce el flujo del vapor a través de las tuberías.

El vaporgenerado en la caldera debe ser conducido a través de las tuberías hasta el punto que se requiere esta energía calorífica. Inicialmente habrá una o más tuberías principales que transporten el vapor de la caldera en la dirección de la planta de utilización del vapor. Otras tuberías derivadas de la primera pueden transportar el vapor a los equipos individuales.

Cuando la válvula de salida dela caldera esta abierta, el vapor pasa inmediatamente de la caldera a las tuberías principales. La tubería esta inicialmente fría y, por tanto, el vapor le transfiere calor. El aire que rodea a las tuberías esta mas frió que el vapor y en consecuencia, la tubería transfiere calor al aire.

Como el vapor fluye a hacia un medio mas frió, comenzara a condensar inmediatamente. En la puesta enmarcha del sistema, la cantidad del condensado será la mayor, debido a que el vapor se utiliza para el calentamiento de la tubería fría – a esto se le conoce como “ carga de puesta en marcha “ -. Cuando la tubería se ha calentado, aun habrá condensación, ya que la tubería seguirá cediendo calor al aire que la rodea – esto se conoce como “carga de funcionamiento”-.

El condensado queresulta, va a parar a la parte inferior de la tubería y es arrastrado a lo largo de esta por el flujo de vapor y por la gravedad, debido al gradiente en la conducción de vapor que normalmente disminuirá en la dirección del flujo de vapor. Deberá entonces purgarse el condensado de los puntos bajos de la tubería de distribución.

Cuando la válvula de la tubería de vapor que alimenta a un equipo dela planta esta abierta, el flujo de vapor que proviene del sistema de distribución entra a la planta y de nuevo entra en contacto con superficies mas frías. Entonces cede sus energía para calentar el equipo (carga de puesta en marcha) y continua trasfiriendo calor al proceso (carga de funcionamiento) y condensando en agua (condensado).

En este momento hay un flujo continuo de vapor desde lacaldera para satisfacer la cara conectada y para mantener este suministro deberá generarse mas vapor. Para hacerlo, será necesario alimentar a la caldera con mas combustible y bombear mas agua a su interior para remplazara el agua que ha sido evaporada.

El condensado formado tanto en la tubería de distribución como en los equipos de proceso, es agua ya caliente y preparada para laalimentación de la caldera. Aunque es importante evacuar el condensado del espacio del vapor, se trata de un elemento demasiado valioso como para permitirnos desaprovecharlo. El circuito de vapor básico debe completarse con el retorno de condensado al tanque de alimentación de la caldera, siempre que sea factible.

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Figura 1. Circuito de vapor típico

2 1.2 PRESION DE TRABAJO

1.2.1Determinación de la presión de trabajo

La presión a la que el vapor debe distribuirse esta parcialmente determinada por el equipo de la planta que requiere una mayor presión.

Debe recordarse que le vapor perderá una parte de su presión al pasar por la tubería, a causa de la resistencia de la tubería al paso del fluido, y a la condensación por la cesión de calor a la tubería. Deberá...
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