GENERADORES DE VAPOR UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Montevideo – 2012
Augusto Corallo Ignacio Rodríguez
Generadores de Vapor @ 2012 - Unidades Reductoras de Presión - Augusto Corallo - Ignacio Rodríguez
¿Por qué reducir la Presión de Vapor?
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción del tamaño del generador. Operar a baja presión puede reducir
producción y producir arrastre de agua.
Alta presión permite reducir el diámetro de las tuberías (densidad). A un
tamaño de tubería dado, permite distribuir mas masa.
Presiones bajas de condensación en el punto de consumo tienden a ahorrar
energía. Presión reducidas bajan la temperatura aguas abajo, reduce pérdidas y
reduce la cantidad de vapor flash generado.
Se puede controlar la temperatura a partir del control de la presión.
Utilizar vapor a alta presión reduce el tamaño y por lo tanto costos en
intercambiadores.
En una misma instalación se podrá necesitar vapor a diferentes presiones
para diversos procesos y equipos.
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Algunas marcas - reconocidas
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Samson
Spirax Sarco
Dresser Masoneilan
Armstrong
Usos:
Vapor
Agua y fluidos en general
Aire y gases en general.
En caso de utilizar fluidos y gases
corrosivos se deberá consultar al
fabricante.
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Componentes básicos de las estaciones
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Componente Función
Separador (vapor saturado) para proteger la válvula reductora del vapor húmedo
Conjunto de Purga del Separador
Válvula de Interrupción para aislar la estación reductora de la entrada de vapor
Filtro (valvs. Autopilotadas) para evitar la entrada de suciedad en la válvula reductora
Manómetro para monitorear la presión aguas arriba de la válvula reductora
Válvula reductora de presión para reducir la presión de suministro a la presión de trabajo
Válvula de Seguridad para proteger los equipos aguas abajo de sobre presión
Manómetro para monitorear la presión de control
Válvula de interrupción para ajustar la presión de consigna de la válvula sin carga
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo Fuelle
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo
Diafragma
Operación pilotada – acción automática de la válvula reductora
Reducción neumática de presión
Reducción electro neumática de presión
Reducción eléctrica de presión
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo Fuelle
Ventajas Desventajas
Bajo costo Solo control proporcional (30 – 40%) de presión
aguas arriba
Pequeña y fácil de instalar Presión Red. depende del caudal
Robusta (larga vida útil) Tamaño y caudal limitado
Tolera imperfecciones en vapor Variación de presión aguas arriba provoca
variaciones de presión aguas abajo
No necesita energía externa
Descripción:
La presión aguas abajo se balancea mediante fuelles contra un resorte
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo Fuelle
Aplicaciones:
No críticas, de cargas moderadas con caudales constantes
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo
Diafragma
Ventajas Desventajas
Robusta Banda proporcional amplia implica que con
grandes cambios en carga, es improbable una
fino control de la presión aguas abajo Fácil de instalar y ajustar
Diseño simple y de fácil mantenimiento
Tolera imperfecciones en vapor (agua y mugre) Voluminosas
No necesita energía externa Precio alto pero bajos costo de mantenimiento
Soporta caídas de presión de hasta 50:1
Disponible en grandes tamaños por lo que se
pueden utilizar con caudales altos
Descripción:
La presión aguas abajo se balancea mediante diafragma contra un resorte
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación directa – acción automática de la válvula reductora – Tipo
Diafragma
Aplicaciones:
Redes de distribución
Salas de calderas
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación pilotada – acción automática de la válvula reductora
Descripción:
Una válvula piloto censa la presión aguas abajo y actúa sobre la válvula
principal. Tienen un estrecha banda proporcional (200 kpa) por lo que
conjuntamente con baja histéresis, permite una fina regulación, incluso con
variaciones de caudal
Ventajas Desventajas
Alta precisión incluso a caudales altos y variables Mas caras de las de operación directa
Diferentes válvulas pilotos pueden usarse con una
misma reductora (control remoto, combinaciones
de temperatura y presión, multipiloto para
combinaciones de presión, etc.)
Pequeños espacios libres significa que el vapor
debe estar limpia y seca para asegurar la vida útil,
pero esto se puede lograr mediante la instalación
de un filtro y separador antes de la válvula
reductora de presión.
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación pilotada – acción automática de la válvula reductora
Aplicaciones:
Requerimientos de control preciso de la presión, instalaciones que tienen
caudales variables.
Pequeños espacios de instalación
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Operación pilotada – acción automática de la válvula reductora
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción neumática de presión
Descripción:
Un sistema PID (Proporcional Integral Derivativo) puede ser integrado para
mejorar precisión.
Permite establecer los “Set points” remotamente.
Ventajas Desventajas
Precisa y flexible Mas caras de las de operación directa
No hay limites de tamaño Compleja
Acepta hasta 50:1 de rango de caudal No permite programación directa
Apta para ambientes peligrosos
No requiere energía eléctrica externa
Responde rápido ante cambios
Permite grandes diferenciales de presión
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción neumática de presión
Aplicaciones:
Requerimientos de control preciso de la presión, instalaciones que tienen
caudales variables o altas y/o variables o altas presiones aguas arriba.
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción electro neumática de presión
Descripción:
Un sistema PID (Proporcional Integral Derivativo) puede ser integrado para
mejorar precisión.
Permite establecer los “Set points” remotamente con posibilidad de rampas
entre “Set points”.
Ventajas Desventajas
Precisa y flexible Mas caras que los anteriores vistos
No hay limites de tamaño Mas complejo que los anteriores vistos
Acepta hasta 50:1 de rango de caudal Señal de control eléctrica requerida..Costoso para
áreas peligrosas Ajuste remoto con posibilidad de “read out”
Responde rápido ante cambios
Permite grandes diferenciales de presión
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción electro neumática de presión
Aplicaciones:
Requerimientos de control preciso de la presión, instalaciones que tienen
caudales variables o altas y/o variables o altas presiones aguas arriba.
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Tipos de unidades reductoras de presión
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Reducción eléctrica de presión
Ventajas Desventajas
Tanto controlador y el actuador de la válvula se
puede comunicar con un PLC
Si un actuador de retorno por resorte se requiere,
la disponibilidad de presión de bloqueo puede ser
limitada
No requiere suministro de aire comprimido Actuador lento, por lo que sirve solo para cambios
lentos en carga
Descripción:
Un sistema PID (Proporcional Integral Derivativo) puede ser integrado para
mejorar precisión.
Permite establecer los “Set points” remotamente.
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Tipos de unidades reductoras de presión
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Reducción eléctrica de presión
Aplicaciones:
Apertura lenta / calentamiento de sistemas
La reducción de presión suministro de grandes sistemas de distribución de
vapor.
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Otras disposiciones
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Estaciones en paralelo
Aplicaciones críticas (Una “Stand by” y otra en funcionamiento)
Podemos fijar dos presiones, una válvula a la presión ideal de trabajo y
otra a una presión levemente inferior.
Esto se utiliza en casos en que existe una relación entre flujo máximo y
mínimo alta.
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Otras disposiciones
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Estaciones en paralelo
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Otras disposiciones
UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Estaciones en serie
Cuando existe un gran salto de presión entre la máxima presión y la
mínima presión, se pueden utilizar dos sistemas en serie para hacer la
reducción en secuencia.
Ej. Si se quiere bajar la presión de 25 a 1 bar, la válvula primaria podrá
reducir de 25 a 5 (5:1) y la secundaria de 5 a 1bar (5:1).
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Criterios de selección:
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Los criterios de selección se pueden separar básicamente en:
Máxima presión aguas arriba (Inlet pressure)
Presión deseada aguas debajo de la válvula (delivered pressure)
Caudal de trabajo
Fluido de trabajo
Volumen especifico si el fluido es diferente a: vapor, aire o agua
Temperatura del fluido
Tipo y tamaño de conexión a la tubería, bridada, roscada, etc..
Otros importantes:
Materiales constitutivos, bastagos de inox, hierro ductil, etc..
Forma de conexión ej; en paralelo, en serie, etc.
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Criterios de selección: algunos ejemplos
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UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA FACULTAD DE INGENIERÍA
INSTITUTO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y PRODUCCIÓN INDUSTRIAL
GENERADORES DE VAPOR UNIDADES REDUCTORAS DE PRESIÓN
FIN
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