Reducción de presión Se instalan válvulas reductoras de presión por: Necesidad Presión de diseño del equipo inferior a la presión disponible Eficacia Mejora la calidad del vapor Aumenta la vida de los equipos Mejor aprovechamiento energético: Más calor cedido cuando el vapor condensa Menos revaporizado en los condensados. ISV2-ProInVa_604 1
Reducción de presión Las calderas están diseñadas para producir vapor a una presión determinada, que no conviene bajar por: - la disminución de eficacia - y por los arrastres de agua que pueden producirse Cuando la presión de diseño de un equipo es inferior a la presión disponible, es necesario instalar un equipo reductor de presión DSV2-ConPreTem_603 2
Reducción de presión Es preferible generar vapor a presión alta, distribuirlo a esta presión (para utilizar tuberías de menor sección), y posteriormente montar válvulas reductoras de presión antes de los equipos que requieren presiones más bajas. Es recomendable trabajar a la presión más baja que acepte el equipo (proceso). Aumenta la vida de los equipos, y aumenta la eficacia en el aprovechamiento energético del proceso: - por el aumento del calor cedido cuando el vapor condensa, - y por la disminución del revaporizado en los condensados, que normalmente se pierde. DSV2-ConPreTem_603 3
Calidad del vapor en la reducción de presión 6 bar Titulo 0,95 165 o C 1 bar Título: 0,98 150 o C 2764 kj/kg 2764 kj/kg Vapor saturado Vapor recalentado Orificio de paso en válvula reductora de presión Vapor saturado a 1 bar: Entalpía total 2707 kj/kg Temperatura 120,4 ºC El exceso de entalpía (57 kj/kg) recalentará el vapor En la práctica el vapor raramente está 100% seco Primeramente se necesita evaporar la humedad del vapor antes de efectuarse el sobrecalentamiento En estos casos una reducción de presión mejora la calidad del vapor. DSV2-ConPreTem_603 4
Tipos de Válvulas Reductoras Se pueden dividir en cuatro grupos: Válvulas pilotadas. Válvulas de acción directa. Válvulas de acción directa compactas. Válvulas con actuador neumático. DSV2-ConPreTem_603 5
Tipos de Válvulas Reductoras DSV2-ConPreTem_603 6
Tipos de Válvulas Reductoras DSV2-ConPreTem_603 7
Instalación equipo reductor de presión ITC-MIE-AP-02: TUBERÍAS PARA FLUÍDOS RELATIVOS A CALDERAS Orden de 6 de octubre de 1980, por la que se aprueba la Instrucción Técnica Complementaria MIE-AP2 del Reglamento de Aparatos a Presión sobre Tuberías para fluidos relativos a calderas B.O.E. Nº 265 publicado el 4/11/1980. Las instalaciones reductoras de presión en los circuitos de vapor dispondrán de: Manómetro con tubo sifón y grifo de tres direcciones según artículo 11 de la Instrucción MIE-AP1, «Calderas», situadas antes y después de la válvula reductora. DSV2-ConPreTem_603 8
Instalación equipo reductor de presión NOTA: (artículo 11 de la Instrucción MIE-AP1) Los manómetros estarán montados sobre un grifo de tres direcciones con una placa-brida de 40 mm. de diámetro para sujetar en ella el manómetro patrón con el que se deben realizar las pruebas; pero en el caso de calderas cuya presión lo requiera en lugar de la placa-brida de 40 mm. se dispondrá una conexión adecuada para la instalación del manómetro patrón. Una válvula de seguridad después de la válvula reductora, capaz de evacuar el caudal máximo de vapor que permite la conducción sobre la que se encuentra y tarado a la presión reducida máxima de servicio más un 10 por 100 como máximo. DSV2-ConPreTem_603 9
Instalación equipo reductor de presión Separador Válvula Filtro Manómetro Válvula Válvula Manómetro Válvula interrupción con sifón reductora seguridad con sifón interrupción Válvula Filtro Detector Purgador Válvula interrupción fugas retención NOTA: La toma exterior de presión mejora la precisión y aumenta la capacidad. DSV2-ConPreTem_603 10
Esquema estación reductora de presión ISV2-ProInVa_604 11
Dimensionado equipo reductor de presión Tamaño Válvula By pass Tamaño Válvula Seguridad Ø Tubería entrada Tamaño Válvula Reductora Ø Tubería salida Todos los elementos que componen un equipo reductor de presión deben dimensionarse por separado. El volumen del vapor cambia con la presión y las velocidades de entrada y salida no deben superar valores recomendados. ISV2-ProInVa_604 12
Dimensionado equipo reductor de presión Tamaño Válvula Seguridad con presión tarado 5 bar: Red de vapor Presión: 12 bar r Proceso Caudal:3000 kg/h P. Trabajo: 4 bar P. Diseño: 6 bar Ø Tubería entrada: Tamaño Válvula Reductora: Ø Tubería salida: DN ( m/s) DN ( m/s) DN ( m/s) DN ( m/s) DSV2-ConPreTem_603 13
Dimensionado equipo reductor de presión DSV2-ConPreTem_603 14
Dimensionado equipo reductor de presión Tamaño Válvula Seguridad con presión tarado 5 bar: Red de vapor Presión: 12 bar r Proceso Caudal:3000 kg/h P. Trabajo: 4 bar P. Diseño: 6 bar Ø Tubería entrada: Tamaño Válvula Reductora: Ø Tubería salida: DN 65 (40 m/s) DN 80 (26 m/s) DN ( m/s) DN ( m/s) DSV2-ConPreTem_603 15
Dimensionado equipo reductor de presión DSV2-ConPreTem_603 16
Dimensionado equipo reductor de presión Tamaño Válvula Seguridad con presión tarado 5 bar: Red de vapor Presión: 12 bar r Proceso Caudal:3000 kg/h P. Trabajo: 4 bar P. Diseño: 6 bar Ø Tubería entrada: Tamaño Válvula Reductora: Ø Tubería salida: DN 65 (40 m/s) DN 80 (26 m/s) DN 40 (Caudal máx. 2800 kg/h) DN 50 (Caudal máx. 4600 kg/h) DN 80 (Caudal máx. 11000 kg/h) DN ( m/s) DN ( m/s) DSV2-ConPreTem_603 17
Dimensionado equipo reductor de presión DSV2-ConPreTem_603 18
Dimensionado equipo reductor de presión Tamaño Válvula Seguridad con presión tarado 5 bar: Red de vapor Presión: 12 bar r Proceso Caudal:3000 kg/h P. Trabajo: 4 bar P. Diseño: 6 bar Ø Tubería entrada: Tamaño Válvula Reductora: Ø Tubería salida: DN 65 (40 m/s) DN 80 (26 m/s) DN 40 (Caudal máx. 2800 kg/h) DN 50 (Caudal máx. 4600 kg/h) DN 80 (Caudal máx. 11000 kg/h) DN 100 (38 m/s) DN 125 (24 m/s) DSV2-ConPreTem_603 19
Esquema estación reductora pilotada. DSV2-ConPreTem_603 20
Esquema estación reductora acción directa DSV2-ConPreTem_603 21
Esquema estación reductora acción directa compacta DSV2-ConPreTem_603 22
Esquema estación reductora con actuador neumático. DSV2-ConPreTem_603 23
VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION EN SERIE Cuando es necesario provocar descensos de presión muy importantes, es preferible trabajar con dos o más válvulas en serie. Se recomienda que la reducción de presión esté limitada a 10:1. Dependerá mucho de la válvula que está siendo utilizada, de las presiones implicadas y las variaciones en la demanda de vapor. No hay una regla fija y estable, pero dos válvulas en serie pueden dar un control más preciso. DSV2-ConPreTem_603 24
VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION EN SERIE En el segundo salto de presión la válvula dará el "control fino" con un rango modesto, siempre que se haya prestado la atención necesaria a la elección de tamaños y capacidades de las válvulas. DSV2-ConPreTem_603 25
VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION EN SERIE Para el funcionamiento estable de las válvulas, es necesario acumular un volumen apreciable de vapor entre ellas. Una longitud igual a 50 diámetros de la tubería dimensionada adecuadamente es a menudo recomendable, o el mismo volumen con tubería de mayor diámetro. La tubería de control de presión aguas abajo de cada válvula está conectada a una sección recta de tubería a 10 diámetros o 1 m aguas abajo de la T, del codo o la válvula más próximos. DSV2-ConPreTem_603 26
VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION EN SERIE Esta línea de control deberá tener una pendiente para drenar en la línea de presión reducida. Si no puede drenar cuando está conectada en la parte superior de la tubería, puede conectarse lateralmente en la misma. La tubería entre las dos válvulas de control debe ser drenada a través de un purgador, así como cualquier elevación aguas abajo de la estación reductora de presión. DSV2-ConPreTem_603 27
Válvulas limitadoras de presión Las válvulas limitadoras de presión al contrario que una válvula reductora de presión detectan la presión aguas arriba y actúan para mantener una presión mínima aguas arriba o para dispersar un exceso de presión. Los requisitos de instalación son similares a los de las válvulas reductoras de presión pero en este tipo de instalación se detecta la presión aguas arriba y no se requiere una válvula de seguridad. A continuación mostramos una instalación típica con una válvula limitadora para mantener una presión mínima aguas arriba. DSV2-ConPreTem_603 28
Válvulas limitadoras de presión De esta manera se asegura que cuando hay un pico en la demanda del proceso, la línea de calefacción no crítica pueda cerrar para mantener un suministro seguro de vapor a la planta de proceso. DSV2-ConPreTem_603 29
Válvulas limitadoras de presión Usadas en aplicaciones donde se quiera asegurar que la presión antes de la válvula no baje de un valor determinado En la salida de una caldera evita los problemas de arrastres de agua por caída de presión, cuando la demanda es excesiva. Generador de vapor Suministro general de vapor DSV2-ConPreTem_603 30
Válvulas limitadoras de presión En una derivación a un proceso no crítico permite tener vapor en el resto de instalación, reduciendo el consumo. Distribución principal de vapor Suministro de vapor no crítico (calefacción) DSV2-ConPreTem_603 31
Válvulas limitadoras de presión Bajo condiciones normales la línea entera tendría el mismo rango de presión, por tanto no se requiere una válvula de seguridad después de la válvula limitadora. DSV2-ConPreTem_603 32