Tunverias de vapor

CAPÍTULO 7

7. DIMENSIONAMIENTO DE LAS TUBERÍAS PRINCIPALES DE VAPOR.

Como ya mencionamos en el capítulo 3, el sistema de distribución de vapor constituye el objetivo principal de la generación de vapor desde la caldera hacia los diferentes puntos o centros de consumo, por lo cual, es importante tener presente, que para este tipo de industria azucarera donde la utilización de vaporrecalentado es primordial, el dimensionamiento de las tuberías de vapor resulta ser un factor importante debido a las altas velocidades que se manejan para este tipo de vapor.

Entonces un incorrecto dimensionamiento y montaje de las tuberías de vapor hace que no llegue a la presión y temperatura deseados, además puede provocar golpes de ariete y erosiones en la tuberías.
El aire y lahumedad son dos elementos indeseables en el vapor por las siguientes causas:

• El aire contenido en el vapor hace disminuir la temperatura ;
• La humedad en cambio hace disminuir su valor o poder calorífico.

7.1 Parámetros Necesarios para Dimensionar Tuberías de Vapor.

Los parámetros necesarios para dimensionar tuberías de vapor que utilizan vapor recalentado serán lossiguientes:

Caudal másico: El caudal másico representa la cantidad de vapor que fluye a través de la tubería de vapor, que se quiere dimensionar.

Presión de vapor: Es aquella presión que se registra al comienzo de la tubería que se va a dimensionar.

Temperatura de vapor : Si bien es cierto este es otro parámetro importante y junto con la presión definen lasdiferentes propiedades termodinámicas que posee el vapor recalentado

Caída de presión máxima admisible: Es la máxima caída de presión que se puede admitir en el tramo de la tubería que se está dimensionando. Esta caída de presión no debe exceder 20% de la presión máxima en la caldera. Este valor debe incluir todas las caídas de presión originadas en los tubos, en los codos, y en las válvulas.Recuérdese que una caída de presión es una pérdida de energía.

Existen por lo tanto factores importantes que definen el diámetro de las tuberías en un sistema de vapor, así tenemos:

• El vapor utilizado en este tipo de industria es vapor recalentado debido a que posee turbinas a vapor las mismas que son sensibles a la presencia de vapor saturado en el sistema.

•Mientras más baja sea la presión, mayor tamaño de tubería se requerirá debido al incremento del volumen específico.

• A mayor caudal ( mayor velocidad ) se incrementa la caída de presión para un determinado diámetro de tubería

• Velocidad de vapor: La velocidad incrementa el nivel de erosión y ruido en las tuberías, debido a la alta velocidad que acompaña a toda caída de presión,ver tabla 14.

TABLA 14

VELOCIDADES RECOMENDADAS PARA DIMENSIONAMIENTO DE
TUBERÍAS

• Potencial de crecimiento en el futuro, el tamaño de las tuberías se debe definir sobre la base de las condiciones contempladas para el futuro.

7.2. Procedimiento de Cálculo de Tuberías de vapor.

Caso 1: Dimensionamiento de tuberías que conducen vapor recalentadoAntes de realizar el cálculo respectivo del dimensionamiento de tubería principales de vapor, debemos tener en consideración que en la Industria Azucarera se trabaja principalmente con vapor recalentado para consumo de cada turbina y debido a las presiones y velocidades que se tiene, utiliza tubería Schedule 80, en la succión de cada turbina.
Cuando se tiene que dimensionar tuberías queconducen vapor recalentado se debe seguir el siguiente procedimiento:

Paso 1: Divida el flujo de vapor requerido por el factor de corrección para vapor recalentado tabla 15 , este nos dará un valor de flujo de vapor saturado equivalente (12).

TABLA 15

FACTOR DE CORRECCIÓN : VAPOR RECALENTADO

Paso 2: Una vez determinado este valor podemos usar la ecuación de continuidad...