Serie 4300 TempLow. Para un control preciso y económico de la temperatura del vapor. Características y ventajas

Transcripción

1 Para un control preciso y económico de la temperatura del vapor Características y ventajas Fácil instalación Instalación en una tubería recta, vertical u horizontal. Se precisa de una altura mínima libre para proceder al montaje Sólo hay conexiones estándar en todos los tamaños: - NPS 1 (DN 25) agua; - NPS 3 (DN 80) vapor de agua. Se precisa de pocos componentes. No se precisa de vapor o tubos para atomización, que complican la instalación. Sólo 4 a 5 metros de tramo recto 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 de agua NPS 3 (DN 80) Agua NPS 1 (DN 25) Control preciso de la temperatura Se consigue una rápida evaporación del agua para minimizar la acumulación de agua en la línea. Es posible el control dentro de un margen de 10 F (6 C) de saturación. Precisión repetible hasta el ±1% del margen del controlador de temperatura. Rangeabilidad disponible del agua de 50:1 (típicamente) o superior. Bajo mantenimiento Cuerpo al cromo molibdeno con internos de acero inoxidable, que elimina los problemas de corrosión. Boquilla de acero inoxidable endurecido que minimiza el desgaste. Asiento de Stellite para cierre estanco duradero. Adaptable a necesidades cambiantes Los cilindros atomizadores se desenroscan de la sonda para facilitar los cambios de capacidad sin cambiar el conjunto vástago/ disco o asiento. Larga vida de los internos. La pérdida de carga se toma a través de las boquillas en lugar de en las superficies de asiento. Las prestaciones reales dependen de la aplicación y en muchos casos pueden exceder a las características de diseño que se dan más arriba. Emerson.com/FinalControl 2017 Emerson. All Rights Reserved. VCTDS ES 18/04

2 Descripción Para un control preciso y económico de la temperatura del vapor de agua, la válvula atemperadora de Yarway TempLow de tipo sonda introduce automáticamente agua de refrigeración en el flujo de vapor de agua como respuesta a una señal de control neumática o eléctrica. La válvula atemperadora Yarway constituye un avance fundamental en el diseño de esta clase de equipos. Presenta una relación inusualmente elevada de rangeabilidad -el doble de la de las unidades anteriormente disponibles. Esto permite su uso en sistemas con grandes fluctuaciones en el caudal de vapor de agua. Es suficientemente pequeña para su montaje a través de una brida de 3 pulgadas (DN 80) en la línea de vapor, e incluye características que antes sólo se encontraban en unidades atemperadoras más grandes y que ocupaban más espacio. Se emplea una presión de agua 50 a 1450 psi (3.5 a 100 bar) por encima de la presión de vapor de agua para generar sprays cónicos de película fina y que se inyectan en el flujo de vapor de agua a través de una serie de boquillas atomizadoras de vórtice. Estos finos sprays se evaporan rápidamente en el vapor de agua, con lo que se minimiza la tendencia de acumulación del agua del spray en la línea. No es necesaria una válvula separada de control de agua porque el control de flujo del agua es función de la atemperadora misma. Entrada de agua Conjunto de vástago y disco Cilindro atomizador Asiento Boquillas atomizadoras Funcionamiento El agua de atemperación, a una presión de al menos 50 psi (3.5 bar) por encima de la presión del vapor de agua en línea, entra en la atemperadora a través de una conexión de agua embridada de 1 (DN 25). El agua fluye hacia abajo a través de la camisa de agua hasta el área del asiento por encima del disco, donde se obtiene un cierre estanco del agua. Cuando se señala una reducción en la temperatura del vapor de agua en el sistema de control de la temperatura del vapor de agua, el actuador fuerza el conjunto vástago/disco de la atemperadora hacia abajo, descubriendo progresivamente una serie de múltiples orificios de entrada de agua que alimentan a cada boquilla de vórtice. Según se necesita de más agua de atemperación, el disco se mueve más hacia abajo, trayendo a la superficie boquillas adicionales. Hay múltiples etapas de control del agua para cada boquilla, además de entre 6 y 21 boquillas de vórtice, que crean una neblina giratoria de gotitas de agua para una rápida evaporación, proporcionando una rápida respuesta a un cambio en la señal de control de la temperatura. Se asegura la presión máxima de agua en las boquillas porque aguas arriba no se usa ninguna válvula de control de agua. Esto elimina también la revaporización/cavitación en el interior de la sonda. Así se controla el flujo del agua en el punto de inyección en el vapor de agua. Operación al 15% Operación al 50% Operación al 100% 2

3 Flujo de agua de refrigeración, galones por minuto Presión diferencial entre agua y vapor de agua, bar a 15.6 C Boquilla E9 Boquilla E Boquilla D Boquilla C Flujo de agua de refrigeración, ltr/m Características de serie del flujo en la boquilla Estilo de la boquilla C v K v AS A A B C D E E Vista de planta - posiciones de montaje disponibles Estándar Boquilla B 100 Boquilla A Boquilla AO Presión diferencial del agua al vapor, psi a 60 F Dimensionado Al dimensionar la válvula atemperadora, la cantidad de agua necesaria para satisfacer el valor establecido de temperatura se debería calcular en primer lugar con el balance térmico, del siguiente modo: SG his hos hiw mis Q = densidad = entalpía del vapor de entrada = entalpía del vapor de salida = entalpía del agua atomizada = cantidad de vapor de agua sobrecalentado (lb/hr) = cantidad de agua atomizada (gpm) Q = m³/hr S.G. = kg/dm³ P = bar Conociendo la cantidad necesaria de agua así como la presión diferencial, el tamaño de la boquilla se puede determinar con el diagrama de dimensionado. El dimensionado del dispositivo atemperador debería considerar tanto las capacidades de rangeabilidad del vapor de agua como del agua. La rangeabilidad del vapor de agua es la relación del flujo máximo de vapor de agua respecto del mínimo flujo de vapor de agua controlable (que se relaciona con la velocidad del vapor de agua). Las relaciones típicas de rangeabilidad se encuentran en la gama de 10 a 1. Una aplicación involucrando una alta rangeabilidad de vapor de agua sería el bypass de turbina de cogeneración. Aquí se reduce de presión a una pequeña cantidad de vapor de agua y se atempera (TempLow) como bajo flujo de vapor de agua suplementario a la salida de la turbina para su procesado. Este pequeño flujo de vapor de agua resulta en bajas velocidades del vapor de agua. La fina gotita de agua atomizada del TempLow es arrastrada en esta corriente de vapor de agua y fácilmente vaporizada. En esta misma aplicación, si la turbina quedase fuera de línea, todo el vapor de agua de proceso se obtiene de vapor de la corriente principal por el bypass que luego la TempLow atemperará con su capacidad de flujo de agua significativamente superior. La rangeabilidad del agua es la relación de flujo de agua máximo a mínimo en la que se mantiene el tamaño de la gotita del agua finamente atomizada. Las relaciones de rangeabilidad del agua de la TempLow pueden llegar a ser superiores a 50 a 1. Las dimensiones de las boquillas individuales pueden ser dispuestas en más de 30 variaciones para conseguir los requisitos de rangeabilidad del vapor de agua y del agua. Las aplicaciones involucrando una elevada rangeabilidad de agua serían la atemperación del sobrecalentador, la atemperación del recalentamiento, y la extracción de la turbina al proceso. Todas estas aplicaciones tienen que hacer frente a diversas temperaturas de vapor de agua de entrada que pueden resultar en una amplia variedad de capacidades de inyección de agua. Son estas aplicaciones las que más se benefician de la elevada capacidad de rangeabilidad del agua de la TempLow. 3

4 Materiales de construcción de serie Artículo Nombre de la pieza Especificaciones de los materiales (ASTM) 1a Cuerpo Clase WC6/F11 1b Brida para agua Clase WC6/F11 1c Camisa para agua Clase WC6/F11 1d Asiento Stellite No. 6 2* Vástago/Disco Acero inoxidable AISI 431 3a* Cilindro atomizador Acero inoxidable AISI 410 3b* Boquilla de vórtice Acero inoxidable AISI Anillo de sujeción A182 F11 5* Anillo del pistón Acero inoxidable AISI 420 7* Conjunto de la empaquetadura Grafito 8 Empaquetadura del collarín Acero inoxidable AISI 304 9* Casquillo del collarín Acero inoxidable AISI Tornillo de cabeza hueca Acero A193 B16 11 Tuerca de seguridad Acero al carbono 12 Placa de características Acero inoxidable AISI 13 Tornillo de inserción Acero inoxidable AISI 14 Tuerca partida del conector del vástago Acero 15 Actuador y accesorios Bajo pedido * Piezas de repuesto recomendadas. Especificar repuesto mediante n.º de artículo n.º de figura y n.º de serie Todas las aplicaciones pueden beneficiarse de una larga vida útil. La TempLow consigue esto mediante dos áreas de control de agua en el disco: un cierre estanco de la superficie del disco, seguido de una banda muerta carente de flujo, y luego un vástago de disco inferior para descubrir los orificios de entrada de agua. La TempLow no experimenta erosión del asiento debido a un bajo flujo debido a la combinación de características del área del disco para control del agua. Todas las aplicaciones, especialmente aquellas con elevadas necesidades de rangeabilidad, obtienen una vida más prolongada de servicio de cierre estanco junto con un spray de agua finamente atomizado procedente del disco del área de control múltiple de agua de la 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 las Clases de Altas Presiones. ** Esta dimensión es para estimaciones. Véase el plano homologado de Yarway para los detalles de fabricación. *** Puede variar respecto a este estándar dependiendo de la selección del actuador. E Dimensiones La variable dimensional principal es la longitud ( X ) del tubo de 3 pulgadas (DN 80) que soporta la brida de montaje a través de la que se inserta la atemperadora en la línea de vapor de agua. Esta dimensión varía de modo que la porción de la boquilla del conjunto del cilindro atomizador (pieza 3a) está siempre centrada con respecto al diámetro exterior de la línea de vapor de agua ( Y ). A B Fórmula: (X = 3¼ para el diámetro del tubo, superior a 24 )* Las magnitudes del C v (K v ) de las boquillas atomizadoras varían en siete incrementos ( AS a E ) dependiendo de los requisitos de la aplicación. También se puede especificar la posición de la boquilla alrededor del cilindro atomizador. C D Brida para vapor de 3 - DN 80 Brida para agua de 1 - Clase DN 25 - PN ½ - Clase DN 40 - PN 420 Z X Y 5

6 Inyección de agua de atomización Transmisor de temperaturas Válvula de control de agua para atomización Transmisor de temperaturas Pesos Figura Presión nominal Peso menos número* ASME actuador** lb (kg) (39) (43) (45) (53) (60) Flujo de vapor de agua Válvula de control del vapor atomizador Revestimiento * Añadir el 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 Empleo de instrumentación convencional Sistema convencional Nota Yarway Corporation se reserva el derecho a cambiar los diseños y los materiales de sus productos sin previo aviso. Sólo se precisa de componentes convencionales para formar el bucle de medición y control asociado con la atemperadora. Se montan un detector y un transmisor de temperaturas en la línea aguas abajo de la unidad. El transmisor envía cambios en temperatura a un controlador indicador que se puede montar localmente o en la sala de control. El controlador envía una señal de control neumático de 3-15 psi u otra, o una señal de control eléctrico 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 la temperatura según el valor establecido. Este folleto es también aplicable para Modelos 58, 91 y 93 de Yarway. Especificación de la válvula atemperadora La válvula atemperadora debería dimensionarse para cumplir las condiciones de servicio en la hoja de datos y diseñada con... Cierre estanco integral de agua y funciones de control de fluido incluidas con las boquillas atomizadoras. Toda la reducción de la presión de agua tiene lugar a lo largo de la boquilla atomizadora... No hay etapas de reducción de presión dentro del cuerpo o de la sonda. Conexión mecánica directa del vástago del actuador al borde de control de fluido de agua en el disco. Superficie de cierre y borde de control del flujo del agua separados en el disco. Sin superficies contorneadas de control de obturación del flujo. Asiento de Stellite. Diseño exento de juntas. Boquilla atomizadora broncesoldada en su sitio. Mínimo de seis boquillas atomizadoras individuales. Sin boquillas con carga elástica. Instalación en tuberías verticales u horizontales con el agua atomizada en dirección del flujo del vapor de agua. No se necesita vapor de agua para atomización. Cuerpo de cromo al molibdeno o de acero inoxidable. Brida de 3 RF (DN 80) para la conexión para vapor de agua. Brida de 1 RF (DN 25-PN 16 a PN 250) (ASME 150 a 1500) para la conexión para agua. Control de temperaturas dentro de 10 F (6 C) de la temperatura de saturación y dentro de más o menos 1% del campo del controlador. Completa con actuador y posicionador según la hoja de datos incluyendo alimentación de aire (o de electricidad), señal para instrumentos, 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