Sistemas de calefacción y traceado de vapor

Transcripción

1 Sistemas de calefacción y traceado de vapor

2 Sistemas de traceado de vapor Spirax Sarco Un fiable y eficiente sistema de calefacción de traceado es un componente vital de la maquinaria de procesos moderna. Su uso asegura el mantenimiento de la viscosidad de bombeo óptima y que el producto no se solidifique o resulte dañado a la vez que se evitan males causados por condiciones ambientales adversas. Ningún otro método de calefacción de traceado ofrece tantos beneficios como el vapor en términos de eficiencia, bajos costes de funcionamiento, manejo, flexibilidad y, sobre todo, seguridad. Sistema de traceado Spirax Sarco para aplicaciones críticas Vapor Controles de temperatura Previene posibles daños del producto. Reduce desperdicio de energía. Autoaccionadas. Construcción resistente. Mainfolds de tubería Fabricación en un campo muy reducido. Bajos costes de proyecto. Fácil mantenimiento. Ahorro de espacio. Reducción de pérdidas de calor. Conectores universales Montaje rápido de dos tornillos. Único conector para diversos tipos de purgador. Opción de válvula de aislamiento integral. Purgadores termodinámicos Elimina condensado en el momento de formación. Pequeño y ligero de peso. Resistente a la congelación. Opción con conectores universales con montaje rápido. Spirax Sarco ha proporcionado conocimientos, servicios y productos para el control y uso eficiente del vapor en sistemas de traceado durante más de 85 años. Tenemos una gran experiencia en su uso en todas las ramas industriales, cosa que nos permite ofrecer un mejor servicio a nuestros clientes, para que disfruten de los beneficios del traceado del vapor. 2

3 Eficiencia: Controlabilidad: Fiabilidad: Flexibilidad: Seguridad: Económico: Las ventajas del sistema de calefacción por traceado las conocen muy bien por su experiencia muchos ingenieros y operadores de maquinaria de todo el mundo El vapor es el más eficiente de todos los portadores de energía calorífica. Muchas veces, estos sitemas de traceado pueden aprobechar el vapor del proceso sobrante que de otra manera sería desperdicado. Las temperaturas precisas del producto pueden ser mantenidas y el traceado puede activarse o desactivarse automáticamente para ajustarse a las condiciones ambientales. Las líneas del producto vacías pueden ser precalentadas y el vapor limpiarse sin ningun tipo de problema. Cuando se demanda más calor, se abastece de forma automática. Los sistemas de traceado son extremadamente resistentes. Su funcionamiento no se ve afectado por las condiciones adversas y pueden resistir todos los golpes que pueda recibir en una fábrica de procesos. El nivel de calefacción del traceado de vapor puede ajustarse muy facilmente sin necesidad de cambiar la instalación. La ampliación del sistema también resulta extremadamente sencilla. El vapor es intrínsecamente seguro y su uso resulta adecuado para cualquier tipo de zona. Es el único método de aplicaciones de traceado que no comporta ningún tipo de riesgo. El concepto de traceado de vapor resulta muy simple. Es fácil de diseñar y de instalar y para su uso solo se necesitan componentes mecánicos muy sencillos que no requieren ningún tipo de fuente de energía. Línea del producto Sensor Aislamiento Condensado Sistemas de control de purgadores Detecta fugas de vapor. Detecta obstrucciones en la línea. Purgadores de presión equilibrada sellados Gama de opciones de cápsula. Pequeños y ligeros. Opción con conectores universales con montaje rápido. Válvulas de purga Selladas con fuelle. Libres de mantenimiento. Nivel de emisión cero. Difusores Erosión reducida. Ruido reducido. 3

4 La necesidad del traceado de vapor El traceado de vapor resulta muy sencillo en su principio de funcionamiento. Cuando un producto en las tuberías está a temperatura más alta que el aire que lo rodea, el calor atravesará las paredes de la tubería e irá hacia el aire. Esta pérdida de temperatura provocará una caída de la temperatura del producto. Aislando la tubería disminuirá de forma significativa el porcentaje de calor que se pierde pero, ningún aislante es 100% efectivo. El vapor es un portador de energía muy eficiente con una relación fija entre su presión y su temperatura. Puede transportar el calor durante largas distancias y abandonarlo a una temperatura constante. Para compensar el calor perdido, unas tuberias de vapor de pequeño diámetro, también llamadas "de acompañamiento", se incorporan a la línea del producto. El calor del vapor pasa a la línea de producto y sustituye al que se va perdiendo. La cantidad de calor transmitida, y por lo tanto, la temperatura del producto, puede ser regulada de forma muy fácil con unos simples sistemas de control autoaccionados. El mismo método puede utilizarse para acondicionar el producto en las épocas más frías del año, permitiendo el vapor dentro de la línea de traceado solo cuando la temperatura ambiental esté por debajo de un cierto nivel. Calor perdido por el producto en las tuberías Tubería recubierta Eliminador de aire Producto Aislamiento calor de la línea de traceado Vapor Tipos de sistemas de calefacción por traceado de vapor En Spirax Sarco, somos capaces de proporcionar a nuestros clientes consejo y productos para todos los tipos de traceado de vapor, desde el acondicionamiento del producto a las épocas invernales, hasta las aplicaciones recubiertas más críticas. Aplicaciones recubiertas - Método usado en condiciones ultracríticas, básicamente cuando se ha de mantener el producto todo el tiempo a una temperatura elevada. El uso de cubierta de vapor permite un rápido precalentado de la tubería. Aplicaciones críticas - Los traceados se usan para mantener la temperatura de un producto que puede solidificarse o dañarse en el caso que su temperatura descienda por debajo de un nivel predeterminado. Aplicaciones no-críticas - Se procura mantener la viscosidad del producto a su nivel óptimo de bombeo. Anticongelación - Se asegura que las tuberías no van a sufrir daños por congelación en condiciones climatológicas adversas. Aplicación en instrumentos - Tuberías de pequeño diámentro, normalmente de unos 10mm, usadas para proteger medidores de caudal, válvulas de control, estaciones de muestras, líneas de impulso, etc... Entrada de vapor Línea de producto Control TA10A con sensor de ambiente Salida de condensado Mainfold de distribución de vapor Conector universal Purgador UTD Línea de producto Línea de traceado Purgador UBP30 Mainfold de recogida de condensados Aplicación de los sistemas de traceado Spirax Sarco para situaciones no-críticas Purga con difusor 4

5 Determinando las necesidades de traceado Para seleccionar el tamaño y el número de las líneas que requiere una determinada aplicación, debe determinarse el porcentaje de calor perdido por las tuberías del producto bajo las peores condiciones posibles de diseño. Este porcentaje de calor perdido depende de la diferencia entre la temperatura del producto y la del ambiente. Hay otros factores, como puedan ser la conductividad térmica del aislamiento, la velocidad del viento en el ambiente exterior a las tuberías o la capacidad de emisión de la superfície de aislamiento que también afectarán a esta pérdida de calor. La tabla 1 proporciona las pérdidas de calor para tuberías del producto aisladas de hasta 500mm de diámetro y con dos medidas alternativas de grosor de aislamiento: 50mm y 100 mm. La tabla proporciona las diferencias de temperatura calculando una velocidad media del viento a 10 m/s, condición adecuada para la mayoría de las aplicaciones. Una vez determinada la pérdida de calor por metro de la tubería aislada del producto a partir de la tabla 1, podemos escoger la línea de traceado de vapor adecuada en la tabla 2. En algunos casos podemos necesitar varias líneas colocadas en paralelo. La tabla 2 proporciona las cantidades de transmisión de calor desde las líneas de traceado de vapor hasta la línea del producto. Las pérdidas de la línea de traceado al exterior a través del aislamiento se han tenido en cuenta. El uso de un cemento transmisor de calor como nexo entre el traceado y la línea del producto multiplicará los resultados que mostrábamos en la segunda tabla por dos.podemos prevenir también la transmisión irregular del calor y las zonas calientes. Tabla 1 Calor perdido por las tuberías de procesos aisladas - W/m Diámetro de la tubería de procesos 100 mm 150 mm 200 mm 250 mm 300 mm 400 mm 500 mm Grosor del aislamiento mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Producto/ambiente Diferencia de temperatura en C Nota: Aislamiento de la conductividad térmica de 0,05W/mK con calorifugado Tabla 2 Transmisión del calor de las líneas de traceado a la línea de productos - W/m Acero (Diámetro de paso) Cobre (Diámetro exterior) Presión vapor 3 bar r 5 bar r 7 bar r 9 bar r 3 bar r 5 bar r 7 bar r 9 bar r Diámetro traceado mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Temperatura del producto en C Demanda de vapor individual por cada traceado Como calcular la demanda de vapor Para calcular la demanda de vapor real, se puede usar la sencilla fórmula que exponemos a continuación:- m = Demanda de vapor (kg/h) Demanda total de vapor m = Q x L x 3.6 Q = Calor predido de la tabla 1 (W/m) L = Longitud de la tubería del producto traceado (m) h fg m = Q x L x 3.6 h fg x n h fg = Entalpía específica de evaporación (kj/kg) 3 bar r = kj/kg 5 bar r = kj/kg 7 bar r = kj/kg 9 bar r = kj/kg n = Número de traceados paralelos por longitud de la tubería del producto 5

6 Determinando las necesidades del traceado. EJEMPLO Necesitamos mantener una temperatura de 100ºC en una línea de 300mm. La temperatura ambiente mínima del diseño es de -15ºC, la presión del vapor es de 5 bar r y la línea tiene una longitud de 200m. La línea del producto tiene un grosor de aislamiento de 100mm. con calorifugado de alumino. Las líneas de traceado serán de acero, y se colocarán en longitudinales de 50m. Primer paso - Determinar la pérdida de calor en la línea del producto 1.1 Diferencia entre la temperatura del producto y el ambiente = 100ºC-(-15ºC) = 115ºC. 1.2 De la tabla 1, escoger la línea de diferencia de temperatura que quede por encima de 115ºC o sea 125ºC. 1.3 Seguir la línea de diferencia de temperatura hasta llegar al diámetro de tubería (300mm) con su grosor de aislamiento (100mm). 1.4 Leer el valor de pérdida de calor 94W/m. Segundo paso - Seleccionar el traceado(s) adecuado(s) 2.1 De la tabla 2, seleccionar en la columna de la izquierda la temperatura del producto (100ºC) 2.2 Seguir la línea hasta la columna de la presión (5 bar) del metal que corresponde (acero). Traceado de 15mm de paso = 50 W/m transmisión de calor Traceado de 20mm de paso = 64 W/m transmisión de calor En este caso seleccionaremos dos traceados de 15mm de diámetro que colocaremos en paralelo para proporcionar los 94W/m necesarios para compensar las pérdidas de calor de la línea de productos. En caso que se usase cemento transmisor de calor, solo sería necesaria una línea de traceado de 15mm de diámetro. Tercer paso - Calcular la demanda de vapor 3.1 Demanda total de vapor 94 W/m x 200 m x 3,6 = 32 kg/h kj/kg 3.2 Demanda individual de vapor por cada traceado 94 W/m x 50 m x 3, kj/kg x 2 =4kg/h Productos Spirax Sarco de traceado de vapor Spirax Sarco fabrica una gama de productos de alta calidad para sistemas de traceado de vapor. Si quiere saber cuales son las opciones más adecuadas para su sistema de traceado, contacte con su compañía Spirax Sarco más cercana. Purgadores con conector universal Spirax Sarco fabrica una gama completa de purgadores ligeros hechos de acero inoxidable para aplicaciones de traceado. Su resistente diseño asegura un funcionamiento completamente completamente fiable bajo cualquier tipo de condición adversa. Los purgadores de conector universal pueden ser sustituidos muy rápidamente sin que sea necesario manipular la línea de traceado. Distrubución del vapor y mainfolds de colección del condensado Los mainfolds de acero forjado proporcionan un gran ahorro de espacio. Se suministran con válvulas integrales de pistón y eliminan completamente la necesidad de fabricación o pruebas en campo. Los kits de montaje y las cubiertas de aislamiento facilitan la instalación. 6

7 Controles de temperatura autoaccionados Estos sistemas independientes de control de la temperatura resultan sencillos y fiables, son intrínsecamente seguros, y además no requieren ninguna fuente energética externa. La gama de control TA10 está diseñada específicamente para aplicaciones de traceado. Está fabricada en acero inoxidable con estanqueidad del vástago de la válvula mediante fuelle. Indicadores de estado de los purgadores Spiratec proporciona un sencillo y preciso método de control del rendimiento de los purgadores bajo distintas condiciones. Ayudará a ahorrar energía informando de los purgadores que han fallado en posición abierta y también protegerá aplicaciones de traceado críticas señalando los purgadores que han fallado en posición cerrada. Difusores Instalados en la salida de los purgadores de vapor o las válvulas de purga que descargan a la atmósfera, los difusores Spirax Sarco reducen en gran parte el problema del ruido y la erosión. A una distancia de un metro, conseguiremos reducir el nivel de presión del sonido en un 80%. Válvulas de interrupción selladas con fuelle Las válvulas de interrupción selladas con fuelle son válvulas de emisiones cero de larga vida y sin mantenimiento. Su robusta estructura no se ve afectada por las vibraciones y funcionará bajo un amplísimo rango de presiones y temperaturas. Válvulas reductoras de presión pilotadas Se dispone de una amplia gama de estas válvulas para aquellas aplicaciones donde sea necesario reducir la presión del vapor. Las válvulas reductoras de presión pilotadas Spirax Sarco proporcionarán un preciso control de la presión secundaria allí donde la temperatura del traceado necesita ser constante o no debe sobrepasar un nivel predeterminado. 7

8 Spirax Sarco proporciona conocimientos, servicio y productos a lo largo del mundo para el control y el uso eficiente del vapor y otros fluidos industriales Gama de productos Spirax Sarco Controles de caldera Medidores de caudal Soporte en todo el mundo de un equipo de empleados. Acceso a la experiencia y productos de Spirax Sarco en las 39 compañías del grupo en 32 países. Información valiosa, consejo e intercambio de ideas en los cursos de entrenamiento del cliente mantenidos en cualquiera de los 31 centros de entrenamiento en todo el mundo. Un exhaustivo abanico de productos de la más alta calidad. Servicio mundial Spirax Sarco Europa Alemania Konstanz Austria Vienna Belgica Zwijnaarde Dinamarca Copenhagen España Barcelona Finlandia Helsinki Francia Trappes Hungria Budapest Irlanda Dublin Italia Milan Noruega Oslo Paises Bajos Maarn Polonia Varsovia Portugal Lisboa Reino Unido Cheltenham República Checa Praga Rusia San Petersburgo Suecia Stockholm Suiza Zürich - Zollikon Americas Argentina Buenos Aires Brasil São Paulo Canadá Toronto Mexico Monterrey USA Columbia S.C. Asia y Oriente medio China Shanghai Filipinas Manila Hong Kong lndia Poona Indonesia Jakarta Japón Tokyo Corea Seoul U.A.E. Dubai Malasia Kuala Lumpur Pakistán Karachi Singapur Taiwan Taipei Tailandia Bangkok Válvulas de control actuadas neumática y eléctricamente Válvulas de reducción de presión Válvulas de control de temperatura automáticas Controladores electrónicos programables Controladores neumáticos Válvulas de seguridad Purgadores de vapor Sistemas de monitoreo de purgadores Bombas de condensado Tanques de revaporizado Separadores Filtros Válvulas de aislamiento Válvulas de retención Humidificadores Africa Kenia Nairobi Nigeria Lagos South Africa Johannesburg Oceanía Australia Sydney Nueva Zelanda Auckland Soluciones completas en forma de kits Gestión de purgadores de vapor Si tiene dificultad para encontrar su delegación local más cercana, porfavor contacte con nosotros en el número indicado a continuación. Spirax Sarco S.A. Sant Josep 130, Sant Feliu de Llobregat Tel: Fax: SpiraxSarco@es.SpiraxSarco.com Internet: Traducido por Salvador Aguirre de Cárcer 12 SB-GCM-12 CM Issue 2