Yarway Narvik Atemperador de vapor Series 4300 TempLow

Transcripción

1 Para un control preciso y económico de la temperatura del vapor Características y ventajas Facilidad de instalación Instalación en tubería recta, vertical u horizontal. Se precisa de una altura libre mínima para su montaje Sólo conexiones estándar para todos los tamaños: - NPS 1 (DN 25) agua; - NPS 3 (DN 80) vapor. Necesidad de pocos componentes. No se precisa de vapor de atomización ni de sistemas de tuberías que complican la instalación. Sólo se necesitan 4 a 5 metros de tubería recta aguas abajo. Aplicación general Enfriado de gas o vapor de proceso Sobrecalentador de caldera Recalentador de caldera Vapor de purga de turbina Estación de acondicionamiento de vapor de agua Datos técnicos Tamaño: Vapor NPS 3 (DN 80) Agua NPS 1 (DN 25) Control preciso de la temperatura Se consigue una rápida evaporación de agua para minimizar la acumulación de la misma en la línea. Es posible el control dentro de un margen de 10 F (6 C) de saturación. Precisión reproducible al ±1% de la gama del controlador de temperatura. Disponible una capacidad de rangeabilidad de agua de 50:1 (generalmente) o superior. Bajo mantenimiento Cuerpo de cromo molibdeno con internos de acero inoxidable que elimina los problemas de corrosión. Las boquillas de acero inoxidable endurecido minimizan el desgaste. Asiento de Stellite para cierre estanco de larga duración. Adaptable a las cambiantes necesidades Los cilindros de pulverización se desenroscan de la sonda para fáciles cambios de capacidad sin cambiar el conjunto vástago/ obturador o el asiento. Larga vida de los internos. La caída de presión tiene lugar a través de las boquillas y no en las superficies de asiento. Las prestaciones reales dependen de la aplicación y en muchos casos pueden exceder a las características descritas del diseño. Emerson.com/FinalControl 2017 Emerson. All Rights Reserved. VCTDS LS 18/04

2 Descripción Para un control preciso y económico de la temperatura del vapor, el atemperador TempLow tipo sonda de Yarway introduce automáticamente agua de refrigeración en el flujo del vapor como respuesta a una señal de control neumática o eléctrica. El atemperador Yarway representa un avance principal en el diseño de esta clase de equipos. Tiene una proporción inusitadamente elevada de movimiento de material, el doble del de las unidades anteriormente disponibles. Esto permite su uso en sistemas con amplias fluctuaciones en la tasa de flujo de vapor. Lo suficientemente pequeño para poderse montar mediante una brida de 3 pulg. (DN 80) en la línea de vapor, incluye características que antes se encontraban sólo en unidades atemperadoras que ocupaban más espacio. Se emplea agua a presión a 50 hasta 1450 psi (3.5 a 100 bar) por encima de la presión del vapor para generar rociados cónicos con la delgadez de una película, que se inyectan en el flujo de vapor mediante una serie de boquillas de pulverización de vórtice. Las finas pulverizaciones se evaporan rápidamente en el vapor, con lo que se minimiza la tendencia del agua pulverizada de acumularse en la línea. No hay necesidad de una válvula de control de agua separada porque el control del flujo del agua es una función del atemperador mismo. Entrada de agua Conjunto vástago/obturador Asiento Boquillas de pulverización Cilindro pulverizador Funcionamiento El agua de atemperación entra en el atemperador a una presión de al menos 50 psi (3.5 bar) superior a la presión de la línea de vapor mediante una conexión de agua embridada de 1 (DN 25). El agua fluye a través de la camisa de agua al área de asiento por encima del obturador, donde se consigue un cierre estanco al agua. Cuando se señala una reducción en la temperatura del vapor mediante el sistema de control de temperatura del vapor, el actuador fuerza el conjunto vástago/ obturador del atemperador hacia abajo, dejando al descubierto, progresivamente, una serie de múltiples orificios de entrada de agua que alimentan a cada boquilla de vórtice. Según se necesita más agua para atemperación, el obturador se desplaza más hacia abajo, haciendo que emerjan boquillas adicionales. Hay múltiples etapas de control de agua para cada boquilla, además de entre 6 y 21 boquillas de vórtice, las cuales crean una neblina giratoria de gotitas de agua para una rápida evaporación y respuesta rápida a un cambio en la señal de control de la temperatura. Se asegura una máxima presión de agua en las boquillas porque no se usa ninguna válvula de control de agua aguas arriba. Esto elimina también la vaporación súbita y la cavitación en el interior de la sonda. Así, el flujo de agua se controla en el punto de inyección en el vapor. Operando al 15% Operando al 50% Operando al 100% 2

3 Flujo de agua de refrigeración, gpm Presión diferencial de agua a vapor, bar a 15.6 C Boquilla «E9» Boquilla «E» Boquilla «D» Boquilla «C» Flujo de agua de refrigeración, l/m Características de flujo de boquilla estándar Estilo de boquilla C v K v AS A A B C D E E Vista superior, posiciones disponibles de montaje Estándar Boquilla «B» 100 Boquilla «A» Boquilla «AO» Presión diferencial de agua a vapor, psi a 60 F Dimensionado Al dimensionar el Atemperador, se debería calcular primero la cantidad de agua necesaria para alcanzar el valor establecido de la temperatura con el equilibrio térmico como sigue: SG = peso específico his = entalpía del vapor de entrada hos = entalpía del vapor de salida hiw = entalpía del agua de pulverización mis = cantidad de vapor sobrecalentado (lb/hr) Q = cantidad de agua de pulverización (gpm) Q = m³/hr S.G. = kg/dm³ P = bar Sabiéndose la cantidad necesaria de agua de pulverización así como la presión diferencial, se puede determinar el tamaño de la boquilla mediante el diagrama de dimensionado. El dimensionado del atemperador debería considerar tanto las capacidades de rangeabilidad del vapor como del agua. La rangeabilidad del vapor es la razón del flujo máximo de vapor respecto del flujo mínimo controlable de vapor (que está relacionado con la velocidad del vapor). Las proporciones típicas de rangeabilidad del vapor están en el margen de 10 a 1. Una aplicación involucrando una alta rangeabilidad de vapor sería un bypass de turbina de cogeneración. Aquí se reduce y atempera una pequeña cantidad de vapor principal (TempLow) como un suplemento de vapor de bajo flujo al escape de la turbina para procesar. Este bajo flujo de vapor resulta en bajas velocidades de vapor. Las gotitas de agua finamente atomizadas de TempLow son incorporadas en esta corriente de vapor y se vaporizan fácilmente. En esta misma aplicación, si la turbina realizase un paro de emergencia y quedase fuera de línea, todo el vapor de proceso se obtiene a partir de vapor principal derivado que el TempLow atemperará a continuación con su significativa mayor capacidad de flujo de agua. La rangeabilidad del agua es la relación de flujo máximo a mínimo de agua en cuyo margen se mantiene una pequeña gota finamente atomizada. Las relaciones de rangeabilidad de agua del TempLow pueden llegar a más que 50 a 1. Los tamaños de las boquillas individuales pueden disponerse en más de 30 configuraciones para conseguir cumplir los requisitos de rangeabilidad del vapor y del agua. Aplicaciones involucrando una alta rangeabilidad del agua serían la atemperación del sobrecalentador, atemperación del recalentamiento, y extracción de turbina para procesar. Todas estas aplicaciones tienen que gestionar cambiantes temperaturas del vapor de entrada que pueden resultar en una amplia gama de capacidades de inyección de agua. Son estas aplicaciones las que más se benefician de la alta capacidad de rangeabilidad del agua de TempLow. 3

4 Materiales estándar de construcción Artículo Designación Especificaciones de los materiales (ASTM) 1a Cuerpo Clase WC6/F11 1b Brida de agua Clase WC6/F11 1c Camisa de agua Clase WC6/F11 1d Asiento Stellite No.6 2* Vástago/Obturador Acero inox. AISI 431 3a* Cilindro de pulverización Acero inox. AISI 410 3b* Boquilla de vórtice Acero inox. AISI Anillo de sujeción A182 F11 5* Anillo del pistón Acero inox. AISI 420 7* Juego de empaquetadura Grafito 8 empaquetadura del prensaestopas Acero inox. AISI 304 9* Casquillo del collarín Acero inox. AISI Tornillo de cabeza Acero A193 B16 11 Contratuerca Acero al carbono 12 Placa de características Acero inox. AISI 13 Tornillo de sujeción Acero inox. AISI 14 Conector del vástago de tuerca partida Acero 15 Actuador y accesorios Según necesidades * Repuestos recomendados. Especificar repuesto por n.º de artículo, n.º de figura y n.º de serie Todas las aplicaciones pueden beneficiarse de una larga duración en servicio. El TempLow lo consigue al tener dos áreas de control de agua en el obturador: una superficie de obturador de cierre estanco, seguido por una banda muerta sin flujo, y luego un borde inferior de obturador destinado a descubrir los orificios de entrada del agua. El TempLow no experimenta erosión del asiento debido a bajos flujos, debido a la combinación de las características del área del obturador de control de agua. Todas las aplicaciones, especialmente las que presentan una necesidad de una alta rangeabilidad, exhiben una vida de servicio del cierre estanco de mayor duración, junto con un rociado de agua finamente atomizado gracias al obturador del área de control múltiple de TempLow. 2 Soldadura por puntos 5 1d 1b 1c Soldadura por puntos 4 7 1a 3b 3a 4

5 Dimensiones (basadas en el modelo 20-90) Artículo Dimensiones pulg (mm) A (++) 32¼ (820)*** B (++) 41¾ (1060)*** C ⅜ (238) /32 (466) D 6⅛ (156) E ANSI Z 15½ (394)** 6¼ (159) 7.0 (178) 9 21 /32 (245) Notas ++ Añadir 12 (305 mm) si se incluye el volante montado lateralmente. * X puede variar para clases de presiones más altas. ** Esta dimensión es para estimaciones. Véase plano certificado de Yarway para detalles de fabricación. *** Puede variar a partir de este estándar dependiendo de la selección del actuador. E Dimensiones La principal variable dimensional es la longitud («X») del tubo de 3 pulgadas (DN 80) que soporta la brida de montaje mediante la que se inserta el atemperador en la línea de vapor. Esta dimensión varía de modo que la porción de las boquillas del conjunto de cilindros de pulverización (parte 3a) queda siempre centrada con respecto al diámetro exterior («Y») de la tubería de vapor. A B Fórmula: (X = 3¼ para diám. de tubería mayores que 24 )* Las magnitudes de C v (K v ) de las boquillas de pulverización varían en siete incrementos («AS» a «E») dependiendo de los requisitos de las aplicaciones. También puede especificarse la posición de la boquilla alrededor del cilindro de pulverización. C D Brida de vapor 3 DN 80 Brida de agua 1 - Clase DN 25 - PN ½ - Clase DN 40 - PN 420 Z X Y 5

6 Pesos Presión Figura clasificación Peso menos número* ASME actuador** lb (kg) (39) (43) (45) (53) (60) Inyección de agua de pulverización Flujo del vapor Transmisor de temperatura Válvula de control de vapor de atomización Válvula de control del agua de pulverización Manguito Transmisor de temperatura * Añadir sufijo A, B, C, D o E para el tamaño de las boquillas ** Añadir aprox. 55 lb. (25 barg) para el actuador. (Véase curva de Capacidad) Sistema Yarway Uso de instrumentación convencional Sistema convencional Nota Yarway Corporation se reserva el derecho a cambiar los diseños y materiales de sus productos sin aviso previo. Sólo se precisa de componentes convencionales para constituir el bucle de medición/control asociado con el atemperador. Se montan un sensor y transmisor de temperatura en la línea aguas abajo de la unidad. El transmisor envía cambios de temperatura a un controlador indicador que puede montarse localmente o en la sala de control. El controlador envía una señal de control de 3-15 psi u otra señal neumática, o una señal de control eléctrica de 4-20 ma CC, a un actuador de válvulas que luego posiciona el vástago y el disco para inyectar la cantidad apropiada de agua atemperada para mantener el valor establecido de control de temperatura. Este folleto es también aplicable para los modelos 58, 91 y 93 de Yarway. Especificaciones del atemperador El atemperador debería dimensionarse para cumplir las condiciones de servicio en la hoja de datos y se debería diseñar con... Cierre de agua y funciones de control de flujo incorporados incluidos con las boquillas de pulverización. Toda la reducción de presión de agua se realiza a través de la boquilla de pulverización... no hay etapas de reducción de presión en el interior del cuerpo o de la sonda. Conexión mecánica directa del vástago del actuador con el borde de control del flujo de agua en el obturador. Superficie de cierre y borde de control de flujo de agua en el obturador separados. Sin superficies contorneadas del obturador para control de flujo. Asiento de Stellite. Diseño sin juntas. Boquillas de pulverización broncesoldadas en posición. Mínimo de seis boquillas individuales de pulverización. No hay boquillas con carga elástica. Instalación en tubería vertical u horizontal con agua pulverizada en dirección del flujo del vapor. No se precisa de vapor de atomización. Cuerpo de cromo molibdeno o de acero inoxidable. Conexión de vapor embridada 3 RF (DN 80). Conexión de agua embridada 1 RF (DN 25 - PN 16 a PN 250) (ASME 150 a 1500). Control de temperatura dentro de 10 F (6 C) de la temperatura de saturación y dentro de más o menos 1% del margen del controlador. Completo con actuador y posicionador según hoja de datos incluyendo aire de alimentación (o electricidad), señal de instrumento, posición en fallo, y accesorios. Breda, The Netherlands Type: Model: Ps: Code: Mat: Volume: TAG: Trim: Bar YARWAY Serial: Year: Pt: T range: Rating: Size: Bar C 6

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8 Ni Emerson, Emerson Automation Solutions ni ninguna de sus filiales admite responsabilidad ante la elección, el uso o el mantenimiento de los productos. La responsabilidad respecto a la elección, el uso y el mantenimiento adecuados de cualquiera de los productos recae absolutamente en el comprador y el usuario final. Yarway es una marca que pertenece a una de las empresas de la unidad de negocio Emerson Automation Solutions de Emerson Electric Co. Emerson Automation Solutions, Emerson y el logotipo de Emerson son marcas comerciales y de servicio de Emerson Electric Co. Las demás marcas pertenecen a sus respectivos propietarios. El contenido de esta publicación solo se ofrece para fines informativos y se han realizado todos los esfuerzos posibles para garantizar su precisión; no se debe interpretar como garantía, expresa o implícita, respecto a los productos o servicios que describe, su utilización o su aplicabilidad. Todas las ventas están regidas por nuestras condiciones, que están disponibles a petición. Nos reservamos el derecho de modificar o mejorar los diseños o especificaciones de nuestros productos sin previo aviso. Emerson.com/FinalControl 8