Curso de Ingenieria Del Vapor

5/9/2018 Curso de Ingenieria Del Vapor - slidepdf.com

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o



PRINCIPIOS BAS~COSDE LA ~NGENIERIA

OEL VAPOR

Introduccibn 3

lQue esel Vapor? 3

lPor q,ue se usa el Vapor? 3

Producclon del Vapor 3

Terminologia y Unidades 4

Entalpia 4

Entalpfs Especifica 4Capacidad Calorffica Especifica 4

Presion Absoluta y Presion Manometrica 4

Calor y Transferencia de Calor 4

Entalpla del Agua Saturada 5

Entalpla de Evaporacion 5

Entalpfa del Vapor Saturado 5

Presion de Vapor 5

Volurnen de Vapor 6

Calidad del Vapor 6

Vapor Seeo y Vapor Hurnedo 6

Vapor Sobreca lentado 6

Generaci6n del Vapor 7

Condensacion del Vapor 9

Superficie de Calefacci6n 10

Barreras para la Transferencia de Calor 10

E I C ircu ito de Vapor"

Tablas de Vapor l2

preguntas 16



lntroduccionEI curso de vapor SPI RAX SARCO, pretende

cementer las caracterfsticas y el usa del vapor

como transportador de enerqia para calefac-

cion dornestlca 0 industrial. EI usa del vapor

para produccion de potencia es un tarna esps-

eializado, ya suficientemente tratado y que

queda fuera de losobjetivos de este curso. Se

utllizaran las unidades del sistema interna-

cional.

EI curse va dirigido a todas las personas

relacionadas con el disefio, operacion, mants-

nimiento 0 cuidadoen general de un sistema

de vapor. Sesuponen conocimientos de ffsica

elemental, pera en la primera parte del curso

se definen los terrninos basicos y los. principios

que s e utilizan en la inqenierfa del vapor.

l QUe esel vap o r?Como otras substanclas, el .agua puede estar

en estado solido, Ilamado hielo, en estado

Hquido, que es cuando la Ilamamos agua, a

como gas, Ilamado vapor. En es~e eurso cen-

trarernos la atenci6n en lasfases Hqu ido y gas y

en eleambio de' una fase a la otra. Si se aiiade

calor al agua, su temperatura aumenta hasta

que alcanza un valor a partir del cua] ya no

puede subsistir como Hquldo, A este valor 1 0l lamamos "punta de satureclorr", Cualquier

nueva adicicn de enerqia provoca que pane

del agua hierva y se convierta en vapor.

tEsta evaporaci6n requiere cantidades de'

energia relativamente importantes y rnientras

esta se esta afiadiendo, el agua y el vapor for-

mado permanecen a la misma temperatura.

Igualmente, si conseguimos que el vapor libe~e

la energia que .se afiadio cuandose formo,

condensara y se forrnara agua a la misma tern-

peratura.

lPor q u e

se usael vapor?EI vapor ha sido utilizado como vehiculo de

energfa desde la RIEVOLl.ICION INDUS-

TR IAL Despues de su primara utilizaci6n

para preparar alirnentos, se ha convertido en

una flexible y versatil herramienta para la

industria cuando esta necesita alqun tipo de

calefacci6n. LPor que? Sencillamente, porque

el vapor se produceevaporando aqua que es

relativamente barata y accesible en wan parte

del mundo.

Su temperatura 58' pueds ajustar Don mucha

precision controlando la presion mediante el

uso de valvu las muy simples; transporta eanti-

dades de snerqia relativarnente irnportarrtes

con poca masa y cuando vuelve a convertirseen agua cede cantidades notables de energia

que se transrniten al media que esta calentsn-

do, con 1 0 que las un idadss ca lefactoras no

deben ser excesivamente grandes.

P rod u cci6n del vapo rOuizas la mejor mansra para explicar la for-

rnacion del vapor es consioerar un experirnen-

to ima.ginario (ver fig. 1).

Supongamos que tornarnos un cilindro

con la parte inferior tapada y rodeado de ais-

lante 100% eflciente, con 10 que no hay per-

didas de calor a traves del misrno, Siilntrodu-

clmossn el cilindro 1 Kg. de agua a la tempe-

ratura de forrnacion del hielo, OOC , podemos

utilizarlo como punta de referencia y decir

que para nuestros propositos su eontenido de

calor, 0 entelpla. es O . Cualquier adicion de

calor al agua hara aumentar su temperatura,

hasta Que se alcancen los ioocc (puesto que

el ci lindro estaabierto en su parte superior, 8 1

agua se le aplica unicarnente la presion atmos-

ferical. Cualquier aumento adicional de ental-

pia haee que el agua no pueda seguir m~nte-

niendose en fase liqulda y una parte hisrva

convirtiendosa en vapor ..

La entalp ia total retenida par cada Kg.

de agua Iiquida a la temperatura de ebullicion

se llama "Entalp fa especffica del agua satura-

da" y se designa can el slrnbolo "hj"..

La entalpla adicional necesaria para con-

vertir 1 Kg. de agua en vapor se llama

"Entalpta especlfica de svaporacion" y se de-signa con el simbolo "hfg".

La entalpta total de cada Kg. de vapor es

la suma de las dos anteriores. Se tlama "Ental-

pia especifica del vapor" y se designa con el

simbolo "hg". Estel claro que:

hf + hfg = hg

Cuando al Kg. de agua de nuastro ci lindro

que estaba a la temperatura de 1 0QOC , 58 I e

ha afiadido toda la Entalpfa Espec::ffica de eva-

poracion. 8 1 ag~a se habra convertido total-

mente en vapor a la presion atrnosfarlca. Su

vo lumen sera rnucho mayor que el del agua

3



Iiquida. EI factor de multiplicaci6n es 1,.673.

Claramente las molecules del agua liquida se

rnanttenen mucho mas proximas que las rna-

hkulas del vapor. Se puede pensar en que el

proceso de evaporaci6n consists en aiiadir

suflclante enerqia para que cada molecule

pueda vencerla fuerza de cohesion que la

mantiene proxima a sus vecinas can 10 que

abandonara el Hquido del cilindro y se movera

Ilibremente en fase gas.Se puede esperar que,si la presion en la

parte superior del liqu ida aurnenta, las rno-

h~culas sncontraran mayor dificultad en aban-

donar el l iquido. Les deberernos comunicar

mas enerqia para que puedan romper los enla-

ces y rnoverse en tase gas. Esto quiere decir

que la temperatura del agua debera ser mayor

de 1DOoe para que la evapcracion se inicie.

Esto es, realmente, 10 que sucede en la prac-

tlca. S i nuestro cilindro imaginario es provisto

de un piston, libre de rozamiento y S8 coloca

un peso en la parte superior del mismo paraaurnentar la presion del agua, la temperatura

de la misrna estars enci rna de los 1000e cu ando

empiece la svaporacion. A cualquier presion

dada .le corresponds una temperatura unica

par encima de 1 a cual el aqua no puede subsls-

tir como liquido y cualquier errtalp la cuvo

valor est€! por encima de la "Entalpfa espect-

fica del aqua saturada" evaporara parte del

I{quido. Igualmente, si la presion del agua des-

ciende per dsba]o de la atrnosfer ica, les resul-

ta mas facll alas molecules romper sus enlaces.

Requieren un manor nivel de energfa, es

dsclr. se reduce la temperatura a la que S8

lnicla 1a ebutlicion y la correspondlente

"Entalp fa especfflca del agua saturada". En

las "tablas de vapor" se recogen tampsraturas

y prssiones de obullicion junto con las Ental-

p las de aqua y vapor.

I

~

Piston

1 kg de aquaSuministro . . . .de Terrno-Energia

~

metro

I•

F i9. 1 Experimento de produccien de

vapor.

4

T e rm in o lo g fa yunidadesEntalp{a

Es sl terrnino utilizado para deslqnar la ener-

g(a total, debida a la presion y la temperatura,

de un flu ida, lfquido 0 vapor (tales como el

agua y el vapor de aqua], en cualquier momen-

ta y condicion dados, La unidad basics de nne-dida de cualquier tipo de energfa es el joule

(slmbolo J). Puesto que un joule representa

una cantidad de enerqia muv paquefia. actual-

mente se multiplica por 1000 V se trabala en

Kilojoules (KJj.

Entalpia espacfficaEs la entalpia (energia total) de una unidad de

masa (1Kg). Las unidades norrnalrnente usa-

das son KJ/Kg.

Capacidad Calorlfica Especifica

Es 1£1msdida de la capacidad que posee una

substancia para absorber calor Vse define como

la cantidad de energfa (joules) requerida para

aumentar 10C a 1 Kg . de esa substancia. Se

expresa en KJ/Kg.oC. La capacidad caloriflca

especifica del agua es de 4,186 KJ/Kg.oC.

Significa que un aumento de sntalpla de 4,186

KJ hara aurnentar en 10C la temperatura de 1

Kg. de agua.

Presion Absoluta V Presion Manometrica

A la situaeion taorica de vacio perfecto 0

ausencia total de presion se Ie llama "cera

absolute". Presi6nabsoluta es la ejercida por

encima de este oero absoluto. La presion

atrnosterlca es de 1,013 bar abs. a rtivel del

mar.La presion manometrica es la que se lee

en un man6metro standard instalado en el sis-

tema. Puesto que esta presion es la existente

par encima de la atrnosferica, el cera del dial

del manometro ie s equivalents a unos 1,013

bar abs.

Asi. una presion de 3 bar abs irnpllcara 1 . 3lecture de 1,987 bar (retativos) en el rnanorne-

tro.Las presiones par debajo del cera relative

S8 sxpresan en rnilibar (mil milibar = = 1 bar).

Nota: 1 bar'" 100kPa (Pa e Pascatl.

Calor y T ransterencia de Calor

EI calor es una forma de energia y como tal es

parte intecrante de la entalp fa de un Hquido 0

gas. La trsnsterencis de calor es el flujo de en-

talpfa de una materia de alta temperatura a

otra de temperatura rnenor, cuando se lespone en contacto,



Se debe rscordar que 10 que 58 acaba de

definir como Entalp la se definia antlquamen

teo como Calor Total, el cual era la surna del

C alo r S en sib le y del Calor l.aterrte (equivalen-

tes a la Entalpia del aqua y a ta Entalpfa de

evaporacion que definim os a continuaci6n).

Entalpia de Agua Saturada

Supongamos que disponemos de agua para lie-nar una caldera a presion atmosferica, a una

temperatura de 100e y que el agua inicia la

ebulticlon a 1000C. Se requeriran 4,186 KJ

para aumentar en loC cada Kg. de agua. EI

aumento de Entalpia sera de 376, 74 KJ

(90 x 4,186) al aumentar la temperatura de

lOoe a 1000C. Si la caldera es de 10.000 Ii -

tros (10.000 Kg .) el aumento de Entalpia

para Ilevar el agua hasta su punta de ebulli-

cion es de 376,74 KJ/Kg. x 10.000 Kg.. =3.767.400 KJ .

Reeordemos que este valor no es Ia enta l-

pia del agua saturada sino simplemente el

aumento de entalpfa requerido para aumentar

la temperatura del aqua de lOoe a 100°C. EI

punto de partida en las tablas de vapor es agua

a O O C , valor al que se supone que el contenido

calor Ifico es cero para cualquier proposito,

(E! calor absolute contsnldo serfs considera-

ble si tornararnos com o calor cero el del cero

absolute, equivalente a ·2730C). La entalpfa

especifica del agua saturada a 1DODe es par

tanto 100 x 4,186·::: 418,6 KJ.

Entatpia de Evaporacion

Supongamos por un momenta que ell vapor

que S8 va formando S8 puede descargar libre-

mente a la atmosfera. Cuando el a qua ha a lca n-

zado los lO O oe, S8 continua transfiriendo ca-

lor del homo ai agua pero la temperatura no

sigue aumentando. EI calor adicional se usa

para vaporizer el agua y convertirla en vapor ..

La enta Ip ia que produce un cambi 0de estado

de l iquido a qa s sin var iac icn d e tempe ra tu ra

S8 llama "Enta lp ia de evaporaeion", La e nta l-pia de evaporaeion es la diferencia entre Is

entalpia del agua saturada y la del vapor satu-

rado seco,

E ntalp i del Vapor Satu red 0

Hemos vlsto que e l v ap or qenerado en una cal-

dera corrtiene una entalp fa que es la suma de

otras dos, Esta suma de entalp ias se conoce

como "Entalp ia del vapor saturado ". En csda

Kg. de rnasa de vapor a 1000e y a presion

atmosferica, la entalpia del agua saturada es

de 419 KJ, la entalp ia ds evaporacion es de2.257 KJ, y la entalp ia d el v ap or saturado es,

por tanto, de 2.676 KJ. Estos valores estan

tornados de las tablas de vapor que verernos

con mas detalle rnasadelante.

Par supuesto, ls proporcion entre la

entalpia del ag u a s atu ra da y la de evaporacion

permanece constante a una presion dada, cual-

quiera que sea la cantidad de vapor afectado.

Por ejemplo, si estuviesernos considerando

una masa de 100 Kg , de vapor en lugar de

1 Kg ., cad a uno de los valores del parrafo an -

terior deberfa ser multiplicado par 100.

Presi6n del vaporY a hemos mencionado el term ina "presion

atmosferica". Es slrnplernente la presion que

ejerce la atmosfera terrestre sobre todas la co-

sas y en todas direcciones, La unidad de pre-

sion en el sistem a internacional (51) es e! bar( 1 b ar:;;; 100 I<Pa). L a presion ejercida por la

atmosfera cuando el agua esta hiviendo a

1000e es de 1,01325 bar. Es un valor ta n

prox imo a 1 bar, que la aprox lrnacion es

suficiente en 1 8m ayor parte de casas practices.

Volvamos al ci lindro imag inario, con su

piston libre de rozarnlentos, que hemos

mencionado antes. S i el agua es calentada en

el ci l indro basta que se produce vapor, este

llenara la parte inferior del piston hasta que la

presion del vapor vel agua ss squilibren con

la ejercida par el piston carg ado. En este m o-menta, si se produce mas vapor, ernpujara el

piston hacia arriba dsbido a la m ayor m ovili-

dad de l as molecules y la presion permanecera

constante.S i p ud ie se rn os in troducir ma s agua en 81

ci ltndro para mantener su nivel, 5e ir ia for-

mando m as vapor que empujaria mas arrib a al

piston, A partir del memento en que el pis-

ton no p ud ie se s ub ir mas, si se siqu lese for-

mando vapor.Ta presion aurnentaria.

Y a hernos dicho quesi e l c ilin dro 0 calde-

ra se opera a, una presion superior a la atmos

terica, la ternpsratu ra del ag ua satu rada y de I

vapor es superior a lo s 100°C. S i la presion

fuese de lObar abs, l a tempera tu ra de satura-

cion del aqua serfa de l80oe. Para. alcanzar

esta mayor temperatura, el agua tendrs una

mayor cantidad de "Entalpfa de l agua satura-

da",

Par otra parte encontramos que la ental-

pia de ev apora cion necesa ria p ara c on ve rtir

el agua saturada en vapor es menor a medi-

da qu e la presion au m enta. A p re sio n e le va da ,'las moleculas de vapor tienen menor g rada de

5



libertad y por tanto la eantidad suplementaria

de energ ia necesaria para separarlas del ag ua

(donde ya estan a un aha nivel de enerqia]

es menor. A muy altas oresiones, hacia lo s

221 bar, e! nivel de energfa de la s m o le cu le s

de vapor es el m ism o que el de las motecu las

de aqua, con 10 qu e se anula la entalp ia de

evaporaci6n.

Volumen de Vapor

S i 1 K g . (masa) de aqua (1 It. en vo lurnen l se

convier te to talmente en vapor, el resu Itado

sera ex aetamente 1 K g . (rnasa) de vapor. S in

embarg o, al contrario de 10 que ocurre con el

aqua, el volurnen ocupado por una rnasa dada

de vapor depende de su presion. A la presion

atrnosterica, 1 Kg . de vapor oeupa unos 1,673

m3. A la presion de lO bar abs, el rnisrno K g .

de vapor solo ocupa 0 ,1943 m3. E I volurnen

de 1 K g . de vapor a una presion dada es suvolurnen especifico (Vg). EI vclurnan ocupado

por una unidad de masa de Vapor disminuye

cuando la presion aumenta. V iene represents-

do en forma g rM ica en la fig . 2.

20,-- - i i 1 - - , - R =, ' - - - - \---

f- I-I

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'"u

2

Volurnen Especr'fico· mJ Ikg

Fig. 2 Vapor Saturado Seeo - Presion!V olum en E specifico .

Calidad del vaporVapor Seeo y Vapor Humedo

Hay que deeir que las Tablas de Vapor rnuss-trail las propledades del !Iamado "Vapor satu-

rado seco". Es un vapor que ha sid o e va po ra -

do cornpletam ente, es decir, no contiene g otas

de ag ua liqu ida. En la practica, el vapor a me-

nuda arranca pequcrias qo ias de aqua. con 1 0

que ya no puede ser descrito como vapor satu

rado seco . S in crnbarqo . cs importante que el

vapor utilizado para procesos 0 calefaccion

se a 10 m as seco posible . Verernos mas adelante

como se consique, u tilizando "separadores" V

"trampas para vapor". L a calidad de! vapor se

describe mediante su "fraccion seca", que asla proporcion de vapor completamente scco

6

oresente en ef vapor considsrado. E I vapor se

llama "hurnedo" si contiene gotas de agua

en suspension que no transportan entalp (a

espccffica de evaporaclon Per ejem plo, la

cntalpia espec ifica del vapor a 7 bar con Ulna

fracci6n seca de 0 ,95 se puede calcular del

modo siquiente:

Cada Kg . de vapor hurnedo contendra la

to talidad de la entalp ia del ag ua saturada,

pero como s61 0 hay 0,95 K g . de vapor seco,

con 0 ,0 5 K g . de aqua, 5610 estara presente el

0.95 de fa entalp ia de evaporacion. Por tanto,

' Ia en ta l p ra espedfica sera de :

h9 = hf + (0,95 x h(g)

:= : 721,4 " (0,95 x 2.047,7)

:::2.666,7 KJ /Kg .

E ste valor representa una reduccion de 1 02,4

K J/K g en relacion con la entalpia especfflcadel vapor a 7 bar relatives cncontrada en las

Tables de Vapor. L as oequenas gotas de agua

en el vapor hurnedo oesan perc ocupan un

volurnen despreciable. EI voiumen del vapor

hurnedo es, par tanto, menor que el del vapor

saturado seeo. Volurnen del vapor hurnedo =volurnan del vapor satu rado seco x fraccion

seca.

Son la s gotas de aqua en suspension las

que hacen visib le al vapor humedo. E I vapor

como tal, es un qas transparrentc pero las gotas

de aqua Ie dan un aspecto blanquecino alrefleiar la luz,

Vapor Sobrecalentado

Mienlras haya aqua presents, l a t empe ra tu ra

del vapor saturado se correspondera con la

que se encuentra en las Tablas de Vapor. S in

embargo , si l a t ransf crene ia de calor continua

despues que se ha evaporado toda el aqua. la

ternperatura del vapor segu ira aumentando.

En estos cases e~ vapor S8 Ilarna "sobre-

calentado " entendlendo como tal al vapor qu e

se encuentra a cualquier temperatu ra par enei-rna de la del vapor saturado a la presion cortes-

pondiente. E1vapor satu rado condense rapida

mente sabre cualquier superf icie que este a

m enor tem peratu ra . puesto que le c orn un ic a

entalp ia de evaporacion Que es la enerqia que

transporta en mayor proporcion. Contraria-

mente, cuando e! vapor sobrecalentado cede

una parte u e su entalp ia. 10 hace m ediante

una disrninucion de temperatura. Por tanto

no habra condensacion haste que se a!canee la

temperatura d e s atu ra ci on v , por tanto , el flu-

jo de energ fa desde el vapor sobrecatantado esmenor, en g eneral, que el que S8 ouedealcan-



zar con vapor ssturado aunque el vapor sobre-

calentado esta a may or tem pera tu ra. Debido

a otras propiedades. eol vapor sobrecalsntado

es el que se utiliza habitual mente para coten-

cia, rnientras que el vapor ssturado es ideal

para aplicaciones de proceso y calefaccion,

Generaci6ndel vaporAntes de pasar a considerar el usa practice

del vapor co nv iene verificar que 105 aspectos

teorlcos han quedado suticlenternente ciaros.

L a energ f8 qu (m ic a co ntenid a en el carbon,

gas IJ I otro combustible de caldera S9 convierte

en enerqia calortfica a l q u ema rs e estos.

Esta enerqia calorffica se transmite a traves

de las paredes del hogar de 1 8 caldera basta el

agua. Mediantela adici6n de esta energia calo-

rificala tem peratura del ag uaau menta y

cuando alcanza el punto de saturaclon, hierve,

L a e ne rg fa calorffica adicionada que ha tenido

como efecto el aumento de la temperatura del

agua, se llama Entalp is del agua saturada

[sirnbolo hfl.

EI ag ua a una temperatura igual a la de su

punto de ebullici6n se llama ag ua saturada. L a

entalpia especifica del agua a O O C se torna

habitualmente como csro, La capacidad calo-

r ifica espec ffica del aqua es de 4,186 KJ/Kg.

oC" Par 10 tanto, aurnentar la temperatura de

1 Kg. de agua de o o e a 100De (punto de ebu-

llicion a la presion atmosferica) raquerira una

entalp ia especjfica de aqua saturada de

4,186 x 100 =418,6 KJ.

Si 18 caldera se alimenta ca n '_000 Kg.

rnasicos de agua (1 .00 0 lts.] la entalp ia del

aqua saturada es de 1,000 x 4,186 x 100 =

41:8.600 KJ. S i el agua de nuestra caldera esta

ya a 1D o e el aumento de entalp fa necesaria

para Ilevaria al punta de saturacion es de:

1000 x 4,186 x 90 = 376.740 KJ

Hay que recordar que este valor no es la

entalpfa total del aqua saturada sino e l a ur ne n-

to de entalpia necesaria para llevar el ag lila

de 100C a 100oe, EI ag ua a lOoe ya tiene

entaipfa (liamada algunas veces entalp ia del

agua frfal. L a entalpia total es siempre de

418.600 KJ para ag ua saturaoa a 1000e en

una caldera de 1 .00 0 K g . E I ejemplo propor-

clona una pr irnera lecclon pract ica de econo-

rrua de combustible. Cuanta mayor sea latemperatura inicial del aqua en la caldera m e-

n 01 " enta Ip la sera necesaria para llsvarla a I

punta de saturacion y, par consipuiente, seranecesarlo quemar rnenos cantidad d e comb us-

tible. Ya tenernos el agua a 1DOoe . Si en nues-

tra caldera continuamos transfiriend o calo r al

ag ua, la entalp fa adicional producida pa r esta

transferencia no provoca un aumento de la

temperatura de! agua sino que la svapora, con=

virtiendola en v ap or.

La entalpia que produce este carnbio deestado sin cambio de temperatura se conoce

como entalp fa de evaporacion (strnbolo hfg)'

As! pues, e l v ap or qenerado en la cald era tiene

: 2 tipos de entalpta, 1 8 1 del agua saturada y la

deevaporaci6n. L a surna de las dos es la ental-

pia del v apo r saturado (sfrnbolo hg).

hf + hfg::: hg

Los ejernplos citados para ilustrar lo s

puntas baslcos suponen presion atrnosferlca.

Consideremos ahara la caldera com o un rect-

pients cerrado. Algenerarse vapor queda com-

prim id o y ejerce una presion en todo 10 que Ie

rodea, inclu id a 1 8 superfic ie del agua. AI au-

mentar la presion de esta superficie del agua,

aurnenta la temperatura del agua saturada

puesto Q'Je la s molecules necesitan mas enar-

g fa para abandonar la superfic ia. M ientras que

a la presion atrnosferica la temperatura del

ag ua satu rada es de 10 0oe, a la presion de 10

bar abs, la temperatura del agua saturada subs

a 1800C_

La fig ura 3 rnuestra 18 entalpfa del aguasaturada a p re si on atmosfertca. Comparernosja

conla figura 4 que rnuestra la en talp fa co rres-

pondiente a 10 bar abs, La entalpfa de cad a

Kg . de vapor saturado en la figura 4 ha crecido,

pero s610 ligeramente (en 102,1 KJ). L a ental-

p fa del agua saturada, en cambio, ha crecido

mueho (e n 343,8 KJ) mientras que la de eva-

poracion a d ismi nu r doiem 241,,7 K,Ij}. L as

reqlas practices que S8 deducen son:

i) Cuando la presion del vapor aurnenta:

L a entalpia del vapor saturado aurnentaligeramente

La entalpia del ag ua saturada aurnenta

La entalp (a de evaporacion disminuye

ji) Cuando la presion del vapor disminuvs:

L a entalpja del vapor saturado dism inuve

ligeramente

L a entalpfa del ag ,ua saturada disrninuve

L a entalpia.ds evaporaci6 n au menta.

Por tanto, cuanto menor es la presion delvapor m ayor es Ja entalpra de evaporacion,

7



1S00C

Entaipta de

evaporacion

2015.3 kJ

Entalpfa

deEvaporaci6n

2257.0 kJEntalpia de

vapor

saturado

2778.1 kJ

Entalpia de

vapor saturado

2676.0 kJ

Fig. 3 Entalpia de 1 kg de vanor

a p re sio n atrnosferica.

Fig. 4 Entalpia de 1 kg de vapor

a 10 bar absolutes.

G

Tz

E

uo

50 h reca Ien-

tamiento

//

Entalpia/oCI

L _Entalpiil Especif ica

de evaporaclon

Enta Ipia Especifica

d C ' 1 aqua s a t u r a d a

Fig. 5 Grafica Temperatura - Entalpia/oC.

8



EI significado de esta afirrnaci6n se vera con

mayor claridad cuando considerernos la con-

densacion del vapor. EI grMico de la fig. 5

rnuestra el cambia de estado de agua a vapor

y el efecto de afiadir errtalp ia a una u otra

fase. EI eje vertical es el de temperatura y el

horizontal es la en talp ia divldida par la

temperatura a la eual esta entalpia 58 sstaanadiendo. EI usa de este factor artificial 5i9-

nifica que el area situada entre las lineas del

qrafico y el eje horizontal reprasenta la

entalpia. Ella facilita la lectura en el diaqrarna

de la informaci6n que par otra parte se

.encuentra en las Tablas de Vapor.

En el punta A del grafico, el aqua a DoC

tiene un contenido de entalpia igual a O. AI

aFiadir entalpla la temperatura aumenta a

1 '0 largo de la l inea AS. E I pu nto B es ,e l l de

saturaeion (ebullici6n) Tl, correspondiente

a la presi6n del sistema, Dcsde el punto B alpunto C, la entalp ia de evaporacion se afiade

a temperatura constan te T1. Cualquier adicior

de antalp ia mas alla de este punta C hara

aurnentar la temperatura dell vapor, par ejem-

plo hasta T2, correspondiente 2 1 1 punto D.

La parte del grilfico a la derecha de la linea

que une C y D representa vapor sobrecalen-

tado, EI mismo ejemplo a una presion supe-

rior venera representaoo par una CONa ta I

corno la AEFG.

Condensaciondel vaporTan pronto como el vapor dejala caldera,

empieza a ceder parte de su entalpia a cual-

quier superf icie con rnenor temperatura. AI

hacer esto, una parte del vapor condense.

convirtiendose en agua a la r:nisma ternperatu-

ra. EI proceso es exactamente el inverse del

que tiene lugar en 13caldera cuando 81aqua se

convierte en vapor al afiadirle calor. Cuando el

vapor condense, cede 13entalp ia de evapora-

Cion. Veamos que pasa cuando S8 utiliza el

vapor para trabajar en proceso a en calefac-

cion. La fig. 6 rnuestra un recipients calenta-

do por un serpentfn del tipo de los que se

encuentran en cualquier equipo que utiliza

vapor. EI recipients esta lIeno del producto

que se debe calentar y el vapor pasa par el ser-

pent in. Este vapor cede 5U entalp ia de evapo-

racion a la pared rnetalica del serpent in, el

cualla transfiere al producto.

A med ida que el vapor condense se va

formando aqua caliente que cae a 1 8 parte ba]a

del serpent in , Este aqua lIamada "condensado"

debe ser drenada. Si el vapor condense a una

velocidad superior a la de drenaie, la parte

baja del serpentin se ernpezara a llenar de

agua como rnuestra la fig. 7, Este efecto se

llama "aneqado". Iniciaimente, la temperatura

del condensado sera 1 8 misma que la del vapor.Esto podra Ilevarnos a pensar que este aneqa-

do no es pernicioso, pero vamos a ver que su

formaci6n reduce sensiblernente la efectjvidad

del serpr-nt in, Si bien la temperatura del vapor

y lei lIel condensado recien forrnado es la rnis-

rna, la del condensado disminuye 5i siqus trans-

firiendo en talp ia al serpent in y par tanto al

producto. Este hscho reducira lil dderencia de

temperatura entre el agua condensada y la

pared del serpent in y, por 1 0 tanto, disminuira

el flujo de calor.

Mas adelante se vera tambien que el coefi-ciente de transferencia de calor entre el agua

y el serpentin es rnenor que entre el vapor y

el serpentjn, La cornbinacion de estes dos

efsctos hace que el flujo de calor en la parte

del serpent in que contiene condensado sea

mucho menor que en la parte llena de vapor.

Aunque la entalp ia del agua saturada 5e pueda

utilizer. la maxima transferencia se obtiene sl

8 1 agua S8 elimina del scrpentin 1 0 mas rapida-

mente posible, dejando lugar para el vapor. La

Fig. 6 Tanqu€ con serpsntfn

Calefactor,

Fig. 7 Tanque con serpentrn caletactorparcialmente anegado.

~ __J

9



manera de utilizer la energ fa residual del con-densado 59 cornentara mas adelante,

S uperficie de

calefacci6nla superficie calefactora del sarpentfn se co-

noee como "superficie de calefaccion", Con

el fin de alcanzarla max ima transfsrencia

calorifica del vapor at producto, hay que usar

toda la superficie de calefacci6n, Esta claro

que si una parte de esta superficie esta cubler-

ta,el area a traves de la cual se p ue de e fe ctu ar

transferencia de calor desde et vapor al pro-

ducto sa reducira en la m ism a proporcion,

Esto e s e xa ctam en te 10 que sucede si el con·

densado queda retenido en la parte baja delespacio dedicado al vapor. Parte de la superfi-

cie de calefsccion astara cubierta por agua y

no sera posible obtener la m ism a tra nsf ere nc ia

de calor del vapor al producto que si utiliza-

rnos la totalidad de la superficie de calefac-

cion,

E t area utilizable para transferir calor es

uno de lo s tres factores ptinclpales que centro-

Ian la cantidad deentalp la transfer ida del va-

por al producto, L a diferencla d e t empe ra tu ra

entre el vapor y 8 1 producto es otrotactor y el

flujo to tal de calor se estirna dirsctarnenteproportional a esta diferenciade temperatura.

E I tercer factor que controls el flujo total de

entalpia as el "coeficiente de transferencia de

calor". Depende de la resistsncia que oponen

al paso de energfa las d ife re nte s p el ic ulas que

se encuentran entre vapor y producto . V am os

a e x am i na r este caso con mas d eta ll e.

Barreras para la

transferencia decalorL a figuras 6 y 7 muestran el vapor y el con-

densado en contacto can la-suoerficie de cale-

faeei6n del serpentfn.. Pcdra parecer que la

pared rnetallca es el unico obstacu lo que im pl-

de la transferencia directa de calor desde el

vapor a1 producto . S in embargo , en la practice

noes aS I y la fig ura 8 es una representaclon

rnasrsalista de 10 que sucede. Pelicu las de aire,

aQua V 6x ido estan prox lrnas a la parsd m eta-

lica y actuan com o barreras para la transferen-

10

cia eficiente de calor, En la parte de pared en

contacto to n el pro ducto, perrnenece estaticauna pel icula del m ism o y posiblamente restos

deqradados d el p ro du cto y oxides del tubo,

EI flujo de calor se reduce se nsib leme nte d eb i-

db a Ia resistencia de estas pel icu las. L a limpie-

za re g u la r es la solucion opti m a para el irn inar

lo s oxides 0 la suciedad, rnientras que la agi-tacion del producto pued e red ucir de alquna

manera el esoesor dal ljquido estatico.

En la parte de la pared en contacto con al

vapor tambien se puede m ejorar la transm i-

sian lim pianda la tuber I a de los 6x idos 0

im p ur ez ss a rra str ad as par el vapor. T arnbien

puede avudar un correcto funcionam iento de

la caldera que impide el arrastre de 90tas con

productos contarninantes. S in embargo, las

petfculas de aire y cond ensado requieren ma-yor atencion,

Sabemos que cuando el vapor entra encontacto conla superficie fr Ia de transferancia

de ca lor, cede suentalp fa de evapc ra cic n y

condense. La condensaci6n puede producir

g otas de agua 0 p ue de fo rm er inmsd iate rn en te

una pelfcula com pleta. lncluso en el caso de

forrnaclon de gotas, estas sa juntan y forman

u na p elfc ula y cuando esta aumenta de espe-

so r el agua ernpieza a resbalar par la pared .

E I agua tlene, sorprendentem ente, una elevada

resistencia a la transferencia de calor. Incluso

una pelfcula muy tina de ag ua representa una

obstrucci6n sig nificativa. U na pehcula de aquade 561 0 O ,25m m. de espesor ofrece la rnisrna re -

sistencia a la transferencia de calor que una

pared de hierro de 17 mm. 0 una de cobre de

120 mrn, Estos valores dan idea de la impor-

tancia que se debe prestar al suministro de

vapor tall seco como sea posib le y a garantizar

la rapida elirnlnacion del condensado tan pron-

to como se form a.L a pellcula de alre tlene todavie un etecto

m as drastlco en contra de la transrnision de

Q

0en (J) <tw UJ Ua z z 2

0 a a <! 0<t

u ~ I-

UJU'l u

PARED U'l oZ <t <t w :: >

VAPOR Il: w I- META- t ; ; 0

« 0 cn a0

Z :J LlCA = : . l-ll:

0 tI: a :: u0-

U U U = : .z z 0

a0: :o,

Fig. 8 Pel iculas Aislantes.



calor. E s por esta razon Que los rnateriales ais-

lantes mas efectivos estan constitu idos po r

una rnasa de celulas de aire dim inutas reunidas

mediante fibras no conductoras. En g eneral se

acepta que una pel icu la de aire de solo 1 mm .

de espesor puede ofrecer la rnism a resistencia

al flu jo de calor Que una pel fcu la de ag ua de

25 mm . una de hierro de 1 .7 m 0 una de cobrede 12,0 m de espesor, Mas ade la nte dedicere-

m os toda nuestra atencion a la elirninacion de

aire de los sistem as de vapor"

E I circuito d e vap o rlE I vapor que 58 g enera en la caldera se debe

transportar mediante tuber ias a los lug ares

donde se requiere energ fa calorifica. En prim er

luqar, habra una a m as tub erias principales 0tuberias de distribucion, desde la caldera has-

ta la zona consum idora de vapor. A partir de

estas tubertas, otras de m enos diarnetro trans-

portan el vapor hasta los equipos individuales.

Cuando la va lvu la de salida de la caldera se

abre (par supuesto, lentarnente] el vapor sale

inm ediatam ente hacia la tuberja de distribu-

cion. Puesto que esta, inicialmente, esta frfa,

el vapor Ie transrnltira calor. EI aire que rodea

la s tu b er ia s tarnblen esta mas frio que el va-

por , can 10 cual el sistema a medida que se

calienta ernpieza a irradiar calor al aire , E staperdida de calor a la atmosfera provoca que

una parte del vapor condense. E I agua forma-

da par condensacion cae a la pane baja de la

tuberia y circula ernpulada por el fllu jo de

vapor hasta los puntas bajos de la tuberia de

d i st ri buc i6n .

Cuando una valvula de un aparato consu-midor de vapor abre, este vapor que precededel sistem a de distribuci6n entra en el equipo

y vuelve a ponerse en contacto con superficies

m as frias. Cede su entalpfa de evaporacion y

condense, tal como hemos visto en el ejemplodel recipiente calentado mediante un serpen-

tin . Se establece un flu jo continuo de vapor

que sale de la caldera. Para poderlo sum inis-

trar se debe g en era r v ap or continuarnente. Por

etlo, se invecta combustib le al horne y se

bombea agua a la caldera para compensar la

que se evapora. Sabemos que la entalpta espe-

cffica del agua saturada aumenta en 4,186

KJ/Kg cuando la temperatura aumenta 1DC .

S i introducirnos en la caldera agua calien-

te en lug ar de ag ua fda se debera aiia dir m en os

entalpfa para lIevar 8 1 ag ua a su punta de ebu-lliciorr, con la consigu iente reducci6n de la

cantidad de com bustible necesaria para g ene-

ra r v ap or. EI condensado que se forma en las

tuberias de dlstribucion V en los equipos de

proceso se pusde utilizar para esta alim enta-

cion de la caldera con ag ua caliente. Par ella,

e l sis tem a baslco de vapor se debe completer.

como se indica en la figura 9, devolviendo el

condensado al tanque de allrnentacion de la

caldera. H ablaremos de los rnetodos majoresV mas practices para efim in ar e l c ond en sa do

y devolverlo a la caldera, en las tres partessig uien tes d el c urso .

~ ~ - r ~ - - - - - - r - - - - - - - - - - - - - r - - - - - - - ' - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - ~IIIII

I

I

t

Vapor

Vapor

Fig. 9 Circuito de Vapor.

1 1



Tablas de vaporYa hemos vista que hay una relacion entre la

presion del vapor V la temperatura de satura-

cion: que las entalp la s del agua saturada, de

evaporaci6n y del vapor saturado varian y S8

interrelacionan con la presion y que el vohr-

m en varia tarnbien con estes cambios de pre-

sion. Afortunadamente, existen tablas que

relacionan las propiedades del vapor a varias

temperaturas. Se Haman Tablas de Vapor y

son el resultado de los ensavos efectuados

hasta ahora con el mismo.

Puesto que los vaJores de la entaJp fa se

dan para 1 Kq., S8 trata de la "entalp ia sspecl-

fica del a qu a s atu ra da ". "entalp {a espscifica

de evaporaci6n" y "entalp ia espec ifica del

vapor s atu ra do ".

La informacion dada en las 7 columnas de

la tabla es la siguiente:

Columna 1

Da la presion del vapor que se leara en un m a o

nornetro . L os va lores ernpiezan a la presion

atrnosferica que es la presion 0 del rnano-

metro.

Columna 2

Es la presion del vapor en bar absolutos. Siqni-

fica que su origen estara en 1,013 bar por de·

baio de la p re si on atrnosferica. Nota: L a pre-

sion puede ser expresada en Kilopascales (kPa)_

(1 Bar " , 1 0 0 KPa ).Columna 3

Es la temperatura del vapor saturado en 0c ala presion lndicada en las columnas 1 y 2. Es

tambien la temperatu fa de ebu II icion de I agua

a la rnisrna presion.

Columna 4

Es la entalp ia especfflca del ag ua saturada (hf)

a la presion indicada. Representa los KJ de

entalpfa del agua saturada en cada K g . de va·

por. Representa tambien el nurnero de KJ en

cada K g . de agua saturada a la temperatura

de ebullicion a la rnisrna presion.

12

Columna 5

Da la entalpra especrflca de evapor acion (hf )

a dlversas presiones. Los valores so n 8 1 num~-

ro de KJ de enta lp fa de evaporacion en cad a

Kg. de vapor.

Columna 6

Muestra la entalpia especifica del vapor satu-

rado (hgl a la presion dada. los valores so n el

nurnero total de KJ de entalpfa de v apo r sa tu -

race en cada Kg . de vapor. E ste valor es 1 8surna de los de las colurnnas 4 y 5 (para cada

presion) puesto que

hf 1" hfg= hg

Columna 7

Es el volurnen especffico dell vapor (Vg ) a las

diversas presiones. Es el espacio ocupado par

1 Kg. de vapor (en m3).



Entalpfa Especifica Volumen

Presion Presion Especifico

Mano~ Absoluta Temperatura Agua Evaporacicn Vapor Vapor

metrtca (hf) (hfg) (hg) (Vg)

bar bar DC kJ/kg k J / k g kJ/kg m3/kg

0,05 32,88 137,8 2423,7 2561,5 28,192

0,10 45,81 191,8 2392,8 2584,6 14,674

015 53,97 225,9 2373,1 2599,0 10!022

0,20 60,06 251,4 2358,3 2609,7 7,649025 6497 2719 23463 2618.2 6204

0,30 6910 289,2 2336,1 2625,3 5,229

035 72,70 304,3 2327,2 2631,5 4,530

040 75,87 317,6 2319,2 2636,8 3,993

0,45 78,70 329,7 2312,0 2641,7 3580

050 8133 3405 23054 26459 3240

0,55 83,72 350,5 2299,3 2649,8 2,964

060 8594 3599 22936 26535 2,732

0,65 88,01 368,6 2288,3 2656,9 2,535

0,70 89,95 376,7 2283,3 2660,0 2,365

075 91,78 3844 2278,6 2663,0 21217

0,80 93,50 391,7 2274,1 2665,8 2,087085 9514 398,6 2269,8 2668,4 1972

0,90 96,71 405,2 2265,7 2670,9 1,869

0,95 98,20 411,4 2261,8 2673,2 1,777

100 9963 417,5 22580 26755 1694

a 1,013 100 00 419,0 2257,0 2676,0 1,673

005 1063 101,40 424,9 2253,3 2678,2 1,601

0,10 1,113 102,66 430,2 2250,2 2680,4 1,533

0,15 1,163 103187 43.5,6 2246,7 2682,3 1,471

0,20 1,213 105,10 440,8 2243,4 2684,2 1,414

0,25 1,263 106,26 445,7 2240,3 2686.0 1,361

0.30 1,313 107,39 450,4 2237,2 2687,6 1,312

0,35 1,363 108,50 4.55,2 2234,1 2689,3 1!268040 1,413 10955 4597 2231,3 2691 0 1,225

045 1463 11058 4641 22284 26925 1 186

0,50 1 513 111 61 468,3 2225,6 2693,9 1,149

0,55 ',563 112,60 472,4 22231 26955 1 115

0,60 ',613 113,56 476,4 2220,4 2696,8 1r083

065 1663 11451 480,2 22179 2698 1 1,051

070 1,713 115,40 484,1 2215,4 2699,S 1,024

0,75 1,763 116,28 487,9 2213,0 2700,9 0,997

0,80 1,813 117,14 491,6 2210,5 2702,1 0,971

0,85 1,863 117,96 495,1 2208,3 2703,4 0,946

0,90 1,913 118,80 498,9 2205,6 2704,5 0,923

0,95 1,963 119,63 502,2 2203,5 2705.7 ~9011,00 2,013 120,42 505,6 2201,1 2706,7 0,881

',05 2,063 121121 508,9 2199,1 2708,0 0,860

1 10 21113 121 96 5122 21970 27092 0841

1115 2,163 122,73 515,4 2195,0 2710,4 0,823

1.20 2.213 123,46 518,7 2192,8 2711,5 0,806

1,25 2,263 124,18 521,6 2190,7 2712,3 0,788

',,30 2,313 124,90 524,6 2188,7 2713,3 0.773

1,35 2,363 125,59 527,6 2186,7 2714,3 0,757

140 2413 12628 530,5 2184.8 2715,3 0743

145 2,463 126,96 5333 2182,9 27162 0.128

1,50 2513 127,62 536,1 2181,0 2717,1 0.714

1 55 . 2 563 128,26 538,9 2179,l 2718,0 0,7011,60 2,613 128,89 541,6 2177,3 2718,9 0.689



-

Entalpia EspedficaVolumen

Presion Presi6n Especifico

Mano· Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapormetrica (hf) . (hfg) (hg) (Vg)

bar bar oC k J / k g kJ/kg kJ/kg m3/kg

1.65 2,663 129,51 544,4 2175,5 2719,9 0,677

1,70 2,713 130,13 547,1 2173,7 2720,8 0,665

1,75 2,763 130,75 549,7 2171 t9 272'1[6 0,654

1,80 2,813 131,37 552,3 2170,1 2722,4 0,643

1,85 2,863 131,96 554,8 2168,3 2723,' Ol632

1,90 2,913 132,54 557,3 2166,7 2724,0 0,622

1,95 2,963 133,13 559,8 2165,0 2724,8 0,6,12

2,00 3,013 133,69 562,2 2163,3 2725,5 0603

2,05 3,063 134,25 564,6 2161,7 27263 0,594

2,10 3,113 134,82 567,0 21601 27271 0585

2,15 3,163 135,36 569,4 2158,5 2727,9 0,576

2,20 3,213 135,88 571,7 2156,9 2728,6 0,568

2,25 3,263 136,43 574,0 2155,3 27293 0,560

2,30 3,3'13 136,98 576,3 2153,7 7.730,0 0,552

2,35 3,363 137,50 578,5 2152,2 2730,7 0544

2,40 3,413 138,01 580,7 2150,7 2731,4 0536

2,45 3,463 138,53 582,8 2149,2 2732,0 0,529

2,50 3,513 139,02 585,0 21476 2732,6 0522

2,55 3,563 139,52 586,9 2146,3 2733,2 0515

2,60 3,613 140,00 589,2 2144,7 2733,9 0509

2,65 3,663 140,48 591,3 21433 27346 0502

2,70 3,713 140,96 5933 2141,9 27352 0496

2,75 3,763 141,44 595,3 2140,5 27358 0,489

2,80 3,813 141,92 597,4 21390 2736,4 0,483

2,85 3,863 142,40 599[4 2137,6 2737,0 0,477

2,90 3,913 142,86 601,4 2136,1 2737,5 0471

2,95 3,963 143,28 603,3 2134,8 2738,1 0,466

3,00 4,013 143,75 605,3 2133,4 2738,7 0,461

3,10 4,113 14467 609,1 21307 2739,8 0451

3,20 4,213 145,46 612,9 21281 27410 0440

3,30 4,313 146,36 616,4 2125,5 2741,9 0,431

3,40 4,413 147,20 620,0 2122,9 2742,9 0422

3,50 4,513 148,02 623,6 2120,3 2743,9 0,413

3,60 4,613 148,84 1627,1 2117,8 2744,9 0,405

3,70 4,713 149,64 630,6 2115,3 2745,9 0,396

3,80 4,813 150,44 634,0' 2112,9 2746,9 0,389

3,90 4,913 151,23 637,3 2110,5 2747,8 0381

4,00 5,013 "51,96 6407 2108,1 27488 0374

4,10 5,113 152168 643,9 2105,7 2749,6 0,367

4,20 5,213 153,40 647,1 2103[5 2750,6 0,361

4,30 5,313 154,12 650,2 2101,2 2751,4 0,355

440 5,413 154,84 6533 2098,9 2752,2 0,348

4,50 5,513 155.55 656,3 2096,7 2753,0 0,342

4,60 5,613 156,24 659,3 2094,5 2753,8 0,336

4,70 5,713 156,94 662,3 2092,3 27546 0330

48O 5,813 157,62 665,2 2090,2 2755,4 0,325

4,90 5913 158,28 668,1 2088,1 2756,2 0,320

5,00 6,013 158,92 670,9 2086,0 2756,9 0,315

5,10 6,113 159,56 673,7 2083,9 2757,6 0310

5[20 6,213 160,20 676,5 2081,8 2758,3 0,305

5,30 6,313 160,82 679,2 2079,8 2759,0 0,301.

540 6,4113 161,45 6819 2077,8 2759,7 0,296

5,50 6,513 162,08 684,6 2075,7 2760,3 0,292

14



Entalpfa Especffica Volurnen

Presion Presion Especffico

Mano- Absoluta Temperatu ra Agua Evaporacion Vapor Vapor

rnetrica (hf) (hfg) (hg) (Vg)

bar bar o c k J / k g k J / k g k J / k g n n3/kg

~

5,60 6,613 162,68 687,2 2073,8 2761,0 0,288

570 6713 163,27 689,8 2071,8 2761 6 0284

5,80 6,813 163,86 69'2,4 2069,9 2762,3 0,2805,90 6,913 164,46 695,0 2:0679 27629 0276

6,00 7,013 165,04 697,5 2066,0 2763,5 0,272

610 7 113 16560 7000 2064 1 27641 1 2 ,69

6,20 7,213 166,16 702,5 2062,3 2764,8 0,265

6,30 7,313 166,13 705,0 2060,4 2765,4 0,261

6,40 7,413- 167,29 707,4 2058!6 2766,0 0,258

6,50 7,513 167,83 709,7 2056,8 2766(5 0,2'55

6,60 7,613 168,38 712,1 2055,0 2767,1 0,252

670 7713 168,89 714,5 205:&.1_ 2767,6 0249

6,80 7,813 169,43 716,8 2051,3 2768,1 0,246

6,90 7,913 169195 71911 2049,5 2768,6 0,243

7,00 8,013170,50 721,4 2047,7 2769,1 0,240

7 10 8,113 171,02 7'236 2046rl_ _ 2769,7 ___ 0,237

7,20 8,213 171,53 725,9 2044,3 2770,2 0,235

730 8,313 172,03 728,1 20426 2770,7 0,232

7,40 8,413 172,53 730,4 2040,8 2771,2 0,229

_7,5_9 8-,_?1~ __ 173,02 7322 20392 2771 7 0227

7,60 8,613 173,50 734,7 2037,5 2772,2 0,224

7,70 8,713 174,00 736,8 2035,9 2772,7 0,222

7,80· 8,813 174,46 738,9 20342 2773 1 0219

7,90 8,913 174,93 741,0 20326 27736 0217

8,00 9,013 175,43 743,1 2030,9 2774,0 0,215

8,10 9,113 175,88 7'45,2 2029,3 2774,5 0,212

8,20 9,213 17637 7472 2027.6 27148 0,210830 9,313 176,83 749,3 2026,1 2775,4 0,208

840 9413 17727 751,3 20245 2775,8 0206

8,50 9,513 177,75 753!3 2022,9 2776,2 0,204

8,60 9,613 178,20 755,3 2021,3 27766 0202

8,70 9,713 178,64 751,2.:......_ 20197 2776,.9 0200

8,80 9,813 1~O8 759!,_2 2018,2 2777,4 0,198

89O 9913 179,53 761,1 2016,6 2777,7 0,196

900 10013 17997 7630 2015 1 2778 1 0194

£il0 10,113 180,41 765,0 2013,5 2778,5 0,192

9,20 10,213 180,83 766,9 2012[0 2778,9 0,191

9,30 10,313 181,26 768,7 2010,5 2779,2 o 189

9,40 10,413 181,68 770,6 _2_OO~ ,O 27Z9,16 018795O 10513 182,10 772,5 2007,5 2780,0 0,185

9,60 10,613 182,51 774.,4 20,06,0 2780,4 0,184

_9,70 10713 182,91 77,62 2004,5 2780,7 0182

98O 10,813 183,31 778,0 2003,1 27f!~J 0181

990 10913 183,72. 779,8 2001,6 2781,4 0,n9

10,00 11,013 184,13 781,6 2000,1 2781,7 ° 1 17710,20 11,213 184,92 785,1 19'97 3 27824 0174

10,40 11 413 18568 788,6 1994,4 27830 0,172

10,60 11,613 186,49 792,' 1991,6 2783,7 0,169

10,80 11,813 l87,25 795.,5 1988,8 2784,3 0,166

11,00 12,013 188,02 798,8 1986,0 2784,8 0,163

11,20 12213 188,78 802,3 1983,2 2785,5 011,61!,-40 12413 189,52 805,5 1980,'5 2786,0 0,158

11,60 12,613 190,24 808,8 1977,8 2786,6 0,156

15



Entalpia Especffica Volurnen

Presion Presion--

Especifico

Mano- Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapor

metrica (hf) (hfg) (hg) (Vg)

bar bar oC k J / k g k J / k g k J / k g rn 3 / k g

11,80 12,813 190,97 812,0 1975,1 2787,1 0,153

12,00 13,013 191,68 815,1 1972,5 2787,6 0,151

12,20 13,213 192,38 818,3 1969,9 2788,2 0,149

1240 13,413 193,08 821,4 19672 278816 0,147126O 13613 19377 824,5 19646 27891 0145

12,80 13,813 194,43 827,5 1962,1 2789,6 0,143

13,00 14,013 195,10 830,4 1959,6 2790,0 o 141

13,20 14,213 195,77 833,4 1957,1 2790,5 0,139

13,40 14,413 196,43 836,4 19545 27909 0137

13,60 14,613 197,08 839,3 1952,0 2791,3 0,135

13,80 14,813 197,72 842,2 1949,6 27918 0133

14,00 15,013 198,35 845,1 1947,1 2792,2 0,132

14,20 15,213 198,98 848,0 1944,6 2792,6 0,130

14,40 15,413 199,61 850,7 1942,3 2793,0 0,128

14,60 15,613 200,23 853,5 1939,8 2793,3 0,127

14,80 15,813 200,84 856,3 1937,4 2793,7 0,12515,00 16,013 201,45 859,0 1935,0 2794,0 0,124

15,20 16,213 202,04 861,7 1932,7 2794,4 0,122

15,40 16,413 202,62 864,4 1930.! 27948 0121

15,60 16,613 203,21 867,1 1928,0 2795,1 0,119

15,80 16,813 203,79 869,7 1925l 2795,4 0[118

16,00 17,013 204,38 872,3 1923,4 2795,7 0117

16,20 17213 204,94 874,9 1921,2 2796,1 0115

16,40 17,413 205,49 877,5 1918,9 27964 0,114

16,60 17,613 206,05 880,D 1916,7 2796,7 0,113

16,80 17813 206,61 882,5 1914,4 2796,9 0,111

17,00 18,013 207,17 885,0 1912,1 2797,1 0,110

17,20 18,213 207175 887,5 1909,9 2;97,4 0,10917,40 18,413 208,30 889,9 1907,7 27976 0,108

17,60 18,613 208,84 892,4 1905,5 2797,9 0,107

17,80 18,813 209,37 894,8 19034 2798,2 010618,00 19,013 209,90 897,2 1901,3 2708,5 0105

18,20 19,213 210,43 899[6 1899,1 27987 0104

18,40 19,413 210,96 902,0 1896,9 2798,9 0,103

18,60 19,613 211,47 904,3 1894,8 27991 o 102

18,80 19,813 211,98 906,7 1892,6 2799,3 0,101

19,00 20,013 212,47 909,0 1890,5 2799,5 0,100

19,20 20,213 212,98 911,3 1888,4 2799,7 0,098619,40 20,413 213,49 913,6 1886,3 2799,9 0,0976

19,60 20,613 213,99 915,8 18843 28001 0096719,80 20,813 21448 918,1 18822 2800,3 0,0958

20,00 21,013 214,96 920,3 1880,2 2800,5 0,0949

20,50 21513 216,15 925,8 1875,1 2800,9 0.0927

21,00 22,013 217,35 931,3 1870,1 2801,4 0,0906

21,50 22,513 218,53 936,6 1865,1 2801J 0,0887

22,00 23013 219[65 941,9 1860.1 2802,0 0,0868

22,50 23,513 220,76 947,1 18553 2802,4 0,0849

23,00 24,013 221,85 952,2 1850,4 2802,6 0,0832

23,50 24,513 -222,94 957,3 1845,6 2802,9 0,0815

24,00 25,013 224,02 962,2 1840,9 2803,1 0,0797

24,50 25,513 225,08 967,2 1836,1 2803,3 0,0783

25,00 26,013 226 12 972,1 1831 4 2803,5 0,0768

26,00 27,013 228,15 981,6 1822,2 2803,8 0,0740

1 6



Entalpla Especifica Volumen

Presion Presion Especifico

Mana- Absoluta Temperatura Agua Evaporacion Vapor Vapor

metriea (hf) (hfg) (hg) (Vg)

bar bar oC k J / k g k J / k g k J / k g rn3/kg

27,00 28,013 230,14 990,7 1813,3 2804,0 0,0714

28,00 29,013 232,05 999,7 1804f4 2804,11 0,068929,00 30,013 233,93 1008,6 1795,6 2804,2 00666

30,00 31,013 235,78 1017,0 1787,0 2804,1 0,0645

31,00 32,013 237,55 1025,6 1778,5 2804,1 0,0625

32,00 33,013 239,28 1033,9 1770,0 2803,9 0,0605

33,00 34,013 240,97 1041,9 1761~,8 2803,7 0,0587

34 00 35,013 242,63 1049,7 1753,8 2803,5 0,0571

35,00 36,013 244,26 1057,7 1745,5 2803,2 0,0554

36,00 37,013 245,86 1065,7 1737,2 2802.9 0,0539

37,00 38,013 247,42 1072,9 1729,5 2802,4 0,0524

38,00 39,013 248,95 1080,3 1721 6 280',9 0,0510

39,00 40,013 250,42 1087,4 1714,1 2801,5 0,0498

40,00 41,013 251,94 1094,6 1706,3 2800,9 0,048542,00 43,013 254,74 1108,6 1691,2- 2799,8 0,0461

44,00 45,013 257,50 1122,1 1676,2 2798,2 0,0441

46,00 47,013 ~60,'3 1135,3 1661,6 2796,9 0,0421

48,00 49,013 262,73 1148,1 1647,1 27952 0.0403

50,00 51,013 265,26 1160,S. 1632,8 2793,6 0,0386

17



•I

r



G r u p o

termodinamicoLa construccion de la trampa del tipo terrnodi-

nemico es extraordinariamente sencilla En la

figura 31 S8 represents un modelo tipico que

consists en un cuerpo "A", una tapa ":8" y un

disco libre "C", Este disco as lal (mica pieza

movil de la trarnpa, En la parte superior del

cuerpo se mecaniza una hendidura anular con

unos resaltes interior "0" y exterior "E" que

constituyen el asiento del disco (fig. 32y 33).

Las caras del asiento y el disco se mecanizan

planas con el fin de que este aslente sabre el

anillo interior y el exterior al mismo tiempo.

Por ests accion la entrada "F" qusda aislada

de la salida "G" 10 cual es esencial si se quiere

lograr un cierre perfecto. En al arranque el aire

y el condensado frio alcanzan la trarnpa y pa-san a traves de 1 orifici 0 de entrada "F". E I

disco "C' e s e rn pu ia do hacia arriba hasta que

58 spova en el resalte "H" de la tapa. 1:1airo

y 8 1 condensado fluyen radialrnente hacla el

exterior J, traves del cspacio cornprendido en-

tre los anillos de asiento "D" y "E" v descar-gan por el orificio "Gil.

La temperatura del condensado aurnenta

de una forma gradual y al descargar libremente

se forma cierta cantidad d e re vao on za do . La

rnezcla resu ltante fluye par la parte inferior del

disco y puesto que el vapor tiene un volurnen

muy superior a,1 del peso correspondiente de

condensado, la velocidad de salida aumenta a

msdida que la temperatura del condenssdo au·

menta. Para comprender 10 que sucede, a conti-

nuaclon hay que recordar el teorerna de Ber-

nouil!i. Establece que en un flu ido en movi-

rniento la presion total es la rnisrna en todos

sus puntos. Esta presion total es la suma de la

presion estatica y de la presion dinarnica. la

sstatlca es la que se puede rnedir can un mario-

metro, rnientras que la dinarnica as la que sar iaproducida par ~as partlcu las del flu fda si de

golpc se te s parase mediante un obstaculo. la

presion dlnarnica aumenta cuando 10 haee la

velocidad de las part iculas, Si aplicarnos este

teorema a la tramps termodinarnica nos dare-

mos cuenta de Que la presion cinarnica del re-

vaporizado y condensado que f luven debajo del

disco aumenta (I medida que su velocidad au-

menta. Puesto que la presion total debe per-

rnanecer constante, la presion estatica disrninu-

ye al aumentar la dinamica. Como resu ltado el

disco empieza a descender y se acerca a los ani-

lias asiento. AI bajar. el revaporizado puede

pasar entre el disco y la tapa de la trarnpa v en-

tra en la carnara de control, como se rnuestra

en la figura 34. Este revaporizado eierce una

presion estatica sobre la totalidad de la super-

ficie del disco.

Fig. 34 Accion de Cierre de una

Trampa Termodinamica

Figl. 35 Trampa Terrnodinarniea en

Posicion de Cerrada

Fig. 36 Trampa Termodinamiea

35



macho SI ' ! debe girar a mana y es irnp osible sa-

ber el instante en que se debe hacer el carnbio

de un aqujer o a otro Inclusu en case de que es-

te macho tuvies« una decena de aqujeros de

diferen t es diarnetros y [uese ITl an ipulado por

un operador COil experiencia, habra ocasiones

ell que ninquno de los aqujeros corresponderaper iectarnente a 1 0 velocidad ds condensacion.

Valvulas Automaticas

Hemas visto que cuaiquier tipo de valvula rna

nual es ineficaz para la eliminacion de cor-den-

sado y provoca perdidas de energia importantas.

Ninguna de las oociones puede seguir la s varia

ciones en la veloeidad de condensacion sin pro-

vocar aneqarniento de! sistema, 0 perdidas de

vapor.

La unica resouesta al problema es usar

una valvula autornarica que sea capa> de derec-tar la diferencia entre vapor y condensado y

reaccionar en consccuencia. Unu valvula auto

rnatica de este tipo se conoce con el nomhre

"Trarnpa oara vapor" y su funcion es descargar

condensadn si n permitir que escape ef vapor

vivo. Todas '(IS trampas se dlsefian para esta fun

cion, pero no todas 10 hacen de la misma mane-

ra.

Si Ias cond rc Ion es ell cua Iqu ier equ ip 0 de

una olanta calentada par vapor fucsen las rnis-

mas, seria razonable utll izar el mismo tipo de

trampas para todas las anlicaciones. En la prac-tica, sin embargo, una trampa para vapor que es

idR al para drenar. par ejemplu, un horno calen-

tado con vapor, no puedc ser usada satisfacto-

narnente en una bater ia calctactora, Son consi-

deraciones de este upo las que hun Ilevadu a los

diferentes tipos de trampas para vapor disp oni-

bles actualmente en e1 mercado.

Aplicaciones de las Trampas para vapor

Ya se ha mencionado que lin existe una "Tram

pa universal" que rcsuelva todas las apllcaciones

posibles, Por esta raz on, nos debemos tarniliar i-

zar con cads uno de los principales qrupos de

trampas y vel' que veritajas se pueden obtener

de cada tipo.

Durante mucho tiernp o no se tuvo ell

cuenta que la ericrencia rle cualquier equipo ca-

lentado con vapor depende finalrnente de ta

eficiencia en e! drenajc del condensado. En uri

memento en que los costos de combustible

son i rn portan tes, es esenci a I obtene r IC IS max i-

mas prestaciones de la planta con el muiirno

consuma de combust iblc. No se puede tolerar

una msta'acicn de pu rYii de condensado mal di-

sefiada. Tarnbien sc ha hecho re terencia nl dec-

to nocivo del aire ell una instalacion de vapor.

24

Puede Ileyar a causar problemas a las mis-

m as tr arnpas para vapor. Cuando SP . corta el va-

por, el ain~ ocupara toda el espacio interior- del

equipo. Puestu que cste aire debe ser eliminadn

de I s isterna en el arran qu e, 5e r a illteresa nte que

las trampas para vapor' tenqan tambien buena

capacidad de eliminaei6n de aire, Esto sucede

con algunas trampas, pero otras quedan oerrna-

nenternente cerradas en presencia del aire . Por

csta razon ha remos re f e re ncia frecuentem cnte

tanto al aire como al condensado, durante el

examen detallado de los principales grupos de

trampas nara vapor.

R evaporizad 0

Otro asoecto que debe ser cons.oerado. aunquc

sea brevernenie en esta ocasion. antes de vel'

ellli detalle los diferentes tipos de Trampas, as

)a forrnacion de revaporizado. Sabernos que lacntalo ia del condensado rccicn forrnado a Ia

presion y temperatura de! vapor la podernos

obrener a partir de las Tablas. Par ejernplo, (:I

una presion relativa de 7 bar, el condensado

contendra 721 KJ/Kg a la temperatura de

170,50C. Si Poste condensado se descarga a la

atmosfera, solo puedc existir como agua a

lODoe, la cual contiene 419 KJ/Kg de entalp fa

de aqua saturada. EI exceso de entalpfa que es

de 721 - 419 = 302 K J / K g hani hervir una cierta

proporcion del aqua, producicndo UI1(J cantidad

de vapor a 1 ( : 1 presion atrriosferica. Este procesoes conocido COil et nombre de "revaporiz acion"

y el vapor producido a baja presion se conoce

como "revapor iz ado.

La caruidad de revaporizado que se forma en

las condiciones antes citadas se puede calcular

del modo siquien le:

Vapor producido

a la presion

atrnosterica

oxceso de cntatpia

(KJ/Kg)=----

entalpf a cspecifica de

evaporacion a la pre-

sion atrnosterica

302,0 KJ/kg.---

2.257,0 KJ/Kg.

0,134 Kg. revaporiza-

do/Kg. de vapor.

Si III tramps estuviese descarqando 500

Kg/h de condcnsado 07 bar relativos a la atrnos-

fera, la cantidad de revaporizado qenerado sera

de 500 x .0,134 = 61 Kg/h, Claramente repre



senta una cantidad sustancial de vapor utilizable

a baja presion que no debe ser malgastado. Mas

adelante se veran dilerentes rnetodos para la

utilizaci6n de este revaporiz ado.

Tipos de trampaspara v a p o rHay cuatro grupos pr inuipales de trampas para

vapor:

Grupo terrnostatico

Este tipo idcntif ica el vapor y el condensado

mediante la diferencia de temperatura la eual

opera sobre un elemento rerrnostatico, EI con

densado debe enfriarse por debajo de la tempe-

ratura del vaporantes de ser eliminado.

Grupo Meci'mico

l.as trampas de este tipo operan rnecanicarnen-

te por la diferenciil de densirlad entre el vapor

y 81 condensado, EI movimiento de un Iiotador

o de un balde actus sobre la valvula de salida.

Grupo Tarrnod inarnico

Este grupo trabaja por la diferencia de vcloc:

dad entre el vapor yel condensado. L C l valvula

consists Poll un di5CQ que cier ra con la alta velo-

crcao del revapor izado y abr€' con la baja velo-cidad del condensado.

Otros Tipos

Este qrupo reune las trarnoas que no puede n S81

situadas en una de las anterrorcs cateqor ras.

Vcarnos con mas detalle carla UIlO de los

Sjrupos.

G r u p oterrnostaticoTipo de presion balanceada

En la f iqur a 12 S8 rnucstro una trampa para va·

per termostatica de : presion balanceada. E I ele-

menta terrnosratico "A" esta fahricado a partir

de un tubo de metal corrugado que pueds ex-

pandirse Y cuntr aerse. Una valvula, "6", en la

parte baja de ests elernento se ajusta cantril cl

asicnto "C", si aqul-!l S IC expandc. La par te su-

perior de este clemente esta fija, con 10 cual to-

das las sx pansioncs 0 contracciones siynificdn

rnovirnientos enla parte ~IIHe"8 E I elemento

va Ileno r : _ i e una mezc!a de alcohol que trene un

ou nto de ebu llicion mas baio que cl de l agua.

Cuando so abre vapor 0 3 1 sistema. I:! I <lire es ex

Ill! Isarlo a t raves de 18 va Ivu la ahierta "8".E I

condensado fr ro sequira al aire y sera dascar-

gado porel mismo luqar. A rncdida que ef con

densado SA va calentanrio, habra transferencia

de calor a la mezcla alcoh61ica que l lena 8'1

elemento. Antes de que el condensado alcance

la temperatura del vapor, la rnezcla alcanzara

su punto de ebullicion. T,Hl pronto como em-pieza a hervir. se produce vapor de alcohol, que

hace aurncntar la presion interna del elemento.

Esta presion es superior ala que hay en el cuero

po de la trarnpa can 10 cual el elernento se

expande, apoyando la valvula "8" en S iU asiento

"C' .

La trarnpa ha cerra do, can 10 cual el va

par que sique al condensado no puede escapar ,

Cuando el condensado que llena el cusrpo S~

cnfrra, tam bien en frli:l a la rnezc!a alcoholica

del interior del elemento haciendo que se con-

dense. Con ello, disminuye 1 3 presion que man-tiene la valvula cerr ads, el elerncnto se contrae

y IJ vatvu la abre. EI corrdensado es descargado

y se puede rciniciar el ciclo.

La presion de vapor flU afeeta la opera-

cion de 1<1rarnpa. La que actua es la diferencia

entre la presion interior y 1<1exterior del ete

mento la cual es funci6n de la diferencia de

temperatura Entre el vapory 8 1 condensado. C o-

ma ya sabemos la temperatura del vapor au-

menta con la presion, con 10 cual la trarnpa

de pres ion ba la ncca de sc a justa autornatica-

men re a cualqu ier variacion de presion. Cuantomayor es la presion de vapor, mayor es la pre-

sian en el elernento que pravoea 1"1cierre de

. .Fig!_ 12 Tr ampa Terrnostatica de

P re sio n B ala nc ea da

25



1 ( 1 trampa. S 6 1 0 es necesario un asiento par a

cualqu ier presion dentro de los I (miles de tra-

bajo de una tr arnpa de este tipo.

Ventajas dell Tjpo de Presion Balanceada

Las trampas tsrmostaticas de presion balancee

da SOil pequefias, liqeras y tienen una yran cap a-

cidad en comparacion con su tarnario. La val-

vu la esta totairnente abierta en el arranque, per-mitiendo la descarqa de airel ibremente y pro

porcionando la maxima salida U P . condensado

cuandoes mas necesario. Este tipo de trarnpa

no es. atectado por las heladas a rnenos que ha-

ya una elevacion posterior del condensado que

pueda inundar la trampa cuando no hay vapor.

La trampa terrnostatica de presion balan-

ceade s e au to aiu sta automaticarnente a varia-

clones en la presion del vapor centro de su ran-

'go de trabaio. Su rnantcnimiento es tacit, EI

elemento y 8 1 asiento S8 pueden reernplaz ar y

reponer en pecos minutes sin sacar 1 1 : 1 trarnpa

de la linea,

Desventajas del Tipo de Presion Balancsada

E I elernento ex tensible en este tipo d e tram pas

se pusde dafiar pm qolpes de ariete a par con-

densado corrosivo, aunque los elementos de

acero inoxidablc. introducidos en los ultirnos

afios, puedsn soportar meior cstas condiciones.

Un elemento t ipico ds acero inoxidable cs cl de

la figura 13. La mayorfa de las trampas de pre-

sion ba lanceada no pucden ser utilizadas con

vapor sobrecalentado. EI exceso de temperatu-

ra crea una presion en el interior del elernento

terrnostatico que no es compensada par la pre-

sion que Ie rodea. Como consecuencia, se pue-

de averiar 8 1 elernento. Sin embargo, se ha dise

riado reeientemente un nuevo elemen to encap-

sulado que pucde resistlr vapor sobrecalentado.

La capsula, tal como se ve en la figura 14,

comprende un par de diafragrnas quc sc aco

plan en lugar del tradicional tuba flexible. La

trarnpa opera exactamente como en los otros

rnodelos de presion balanceada, Como en todas

las trampas termostaticas, las de presion balan-

ceada no abren hasta que la temperatura del

condensado esta alqunoscrados por debajo de

la temperatura del vapor (Ia diferencia de

temperatura exacts es turicion de la rnezcla

alcoholica usada en el elemental. Estoes una

desventaja si hay que usar la trarnoa para unaaplicscion en la que no se puede tolerar el

aneqado del espacio destinado al vapor.

Fig. 113 Elemento de Acero Iinoxidable

Fiy. 14 Capsula de Presion Balanceada

Bc A

Fig. 15 Tramps Terrnostatica de E xuansion Liquida- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~

LD



Tipo de Expansion UquidaLa trarnpa mas popular de expansion liquida

es la de la figura 15. O pera por ~a expansion y

coritraccion de un termostato lleno de I[quido

que responde a la diferencia de 'temperatura

entre el vapor y el condensado. Cuendo no hay

vapor, el aire y el condensado salen a traves de

18 valvula abierta "A". EI elemento termosta-

tieo "8 " esta lIeno de aceite. "C" que esta en

contacto con el piston "de movimiento libra".

En un extreme de la varilla central del piston

"'I':" 58 fija la valvula, "F". Cuando la tempe-

ratura' del condensado que pasa a traves de la

trampa aumenta, el calor se transmite al aceite

"C" con 10 que se expande. Esta expansion

actua sobre el piston "D" y la valvu la "F" es

empujada lentamente hacia su asiento redu-

ciendo progresivamente el flujo del condense-

do. La trampa se regu la para que cierre com-

pletarnente antes de que salqa vapor.

Si se forma condensado de un modo con-tfnuo y a velocidad constants. la valvu la que-

dara en una posicion fija para permitir la salida

de este condensado. Si la cantidad de conden-

ssdo aurnenta, rlenara la tuber ia previa a la

valvula y la enfriara. Este enfriamiento contra-

era el aceite y la valvula retrocedera de su po-

sicion, nerrnitiendo salir un volurnen mayor

de condensado. V icevarsa. si Ilega menos con-

densado a la trampa, estara a mayor tempera-

tura debido a la oroxirnidad del vapor. Esta

mayor temperatura expandira el aeeite V 18

abertura de la valvu la ss reducira.

Estas trampas Sf! pusdsn ajustar median-

te la tuerca UG" , acercando a alejarido la va l -

vula de su asiento para que cierre a la tempe

ratura oeseada (dentro del margen de presion

de la trarnpal en funci6n de las necesidades

del equipo que debe S8r drenado. Normalmen-

te e I aiuste de tempe ratu ra de descarg a es de

1000C 0 menor.

Ventajas del! Tipc de Expansion L iquida

L as Trampas para Vapor de ex pansion lfquidase pueden aiustar para descarqar a muy bajas

temperatures. Este hecho puede reducir el

consumo de vapor en aplicaciones en las que

se puede tolerar un eierto anegamiento del

espacio destinado al vapor.

Igual que la trarnpa de presion balances-

da. la de expansion Ilqu ida esta total mente

abiena cuando se enfria, produciendo una

descarqa de aire correcta y una descarga de

condensado maxima en los arranques, Es un

tipo de Trampa que no se puede helar a me-

nos que quedellena de condsnsado par un

aurneruo de nivel en la tuberra de salida. Este

tipo de trarnpa ss puede utitiz ar can vapor

sobrecalentado y puede soportar vibraciones y

golpes de ariete,

Dssvantajas del Tipo de Expansion Liquida

Si la presion del vapor en la trarnpa esta sujeta

a variaciones importantes y rapidas elelemen

to no respondera a los cambios tan rapida

mente como la trarnpa de presion balanceada.

E I tuba flexible del alarnanto S8 puede ver

afectado por condensado corrosivo, Puesto

que la trarnpa de expansion Ifquida descarga

condensado tt una temperatura de ioocc 0

inferior, no debe ser utilizada en aplicaciones

que requieran una eHminacion inrnediata del

condensado.

Ttpo de Expansion Metillica

E I principio de operacion de este tipo de tram -

pa es muy similar a~tipo de expansion I iqu ida.

La diferencia P.S que el movimiento de la val-

vula se obtlens par la expansion de una varilla

rnetalica, en luqar de un elernento lleno de

aceite.

La cantidad de movimiento obtenible

por variaci6n de un grado de temperatura en

una varilla rnetalica es mucho menor que en el

caso del aceite, Por esta razon, el tipo de ex-

pansion rnetalica no es tan flexible en opera-

cion como el tipo de expansion liuuida. Con

el fin de obtener un rnovimiento apreciable.Ta

varilla metalica deberfa tener 1 m. de lonqitud,

EI desmesurado tamafio de la trampa resultan-te ha provocado que no se uti lice.

Tipo Bimetillico

En este tipo, el rnovimiento de 18 valvula se

obtiene par 81pandso de una lamina cornpues-

ta de 2 metales que se dilatan una cantidad

difsrente cuando se calientan. Si dos laminas

delqadas 0 dos discos de dos rnetales, conve-

nienternente eleqidos, se solidarizan y a conti-

nuaci6n se aumenta la temperatura, tomaran

una forma curva como se ve en la figura 16.

E I meta I que se expands mas ocupa la parteex tcrna de la curva. Cuando se enfrfa, S8 recu-

pera la posicion inlcial,

Fr io C~Iiente

. . . . . . " " I

Fig. 16 Lamina Blimet2Hica

La figura 17 muestra una tramps para

vapor que utiliza una sola place birnetalica.

Un extrema de la misma esta fijo al cuerpo

27



-. - : . . -_ - _ -\:- - _

-_ I. .Fig_ 17 Trampa Birnetalica

de Simple Asiento

' ~ ' : - - ' ' '' ' '' ' 'C - - ' T ' , - - - - - -

i f ( G

I I ; . . ~ )r f r " - - - - - _ ,

\\C -

Fig. 18 Trarnpa Birnetalica

de Doble Asiento

de la trampa, m ientras que el otro esta conec-

taoo a la va IVlJIla. Aire y condensado pasan li-

brernente a traves de la va lvu!a abierta hasta

que el elernento bimetalico se apr oxirna a 1<1

temperatura del vapor. Cuando I<Jalcance, el

extrema libre. se cu rvara hacia abajo y cerr ara

la valvula. La tramps perrnanecera cerrada

hasta que el cuerpo se Ilene de conoensado

suficienternente fr 10 para que permits al ele-

menta birnetalico recuper ar la posicion inicial

y abrir la valvula.

Hay que tener en cuerrta do s puntos

rrnpor tantes respecto a esta trarnpa bimet~1 j-

ca. En primer luqar, el birneta I se cu rva a una

eierta temperatu ra tija, de ta l rnanera que III

trampa abre Y crcrra a una ternperatu ra deter-

rn inada independienternente de las pres iones

del vapor (y par tanto de sus temperatu ras).

En la practice esto 5(:' rumple s610 aproxirna-

darnentc por cuanto hay una influr'!rlCi<:l de la

presion sobrs '( 1 va Ivu la. En segundo lugar,

cuando la valvula de la f~gu ra 17 apoya en su

asiento, la presion de vapor en el interior de la

trarnpa actua para rnantenerla cerrarla con Ira

28

el esfuerzo del bimetal. Mientri:!s que el birne

tal no encuentra ninguna oposicion para

cerrar la va,lvu la. cuanoo se expande por

calentam iento, tiene mas dificu ltades para

abrir de nuevo una vez que ha cerrado. E sto

significa que el conriensado debe enfriarse

considerablernerrle antes de que la valvula

pueda abrir, con el anegado parcial que esto

provoca, Adernas, puesto que la fuarza ejerci-da par un simple elernenro birnetatico es bas-

tanto pequefia, se debe utilizer una cantidad

irnportante de bimetal 10 que implica una

lentitud en la rcaccion frente a carnbios de

temperatura tanto [ J i cUCI abrir como para cerrar

la valvula.

Se nan hecho difcrentes pruebas para su-

perar cstas desventajas de las trampas bimeta

licas simples, usando tormas y disposiciones

diversas de los elementos bimctalicos y de las

valvulas, La tiqura 18 rnuastra una de estas

variaciones, que usa una valvula de doble as.ento. La presion de la parte superiorsc transrnite

i : : i lit inferior mediante un orificio de paso con

10 cual la s tucrzas que i'ictlHm i'I ambos lades

de ia valvu la son iquales. Esto significa Que la

valvula no tiene ninguna tendencia de movi-

rrniento en relacion can su esiento y Sf! lirnitaa

segu ir los movimientos de expansion 0 con-

traccion del b imetal debidos a cambios de

temperatura Para dar suticiente movimicnto

i:l la valvula. el bimetal torna ta forma de una

lamina larqa a la que se da n difer en te s curva-

turas con objcto de reducir I-! I espacio necesa-

rio para contener la.

lrnaqinemonos que esta tramps va conec-

tada a \]11 si s terna de vapor can una presion

re~ativa de 7 bar y se ajusta pare que la valvula

cierre en el instants en que el vapor lleqa al

elernento, Cuando el condensada alcanza la

trarnpa, se acurnula enel cuerpo, puesto que

no puede escaper JI cncontrar la v~lvula cerra-

da, La transfer encia de calor de la trarnpa al

aire que le rudea provoca que condensado y

oirne ta I se entr ien gradualmentc hasta que elelemento se contraiqa y abra la valvula, permi-

uendo ~lldescarga URI conoensado Cuando el

vapor alcanza de nuevo l a t ra rnpa , el clemente

se expands. la valvu la cicrra y se repite el ciclo.

Sin ernbarqo, si 8 1 equ ipo produce una canti-

dad cor-stante dt"! condensado la trarnpa podra

tornar una posicion que perrnrta una dcscar qa

cant inua de condensado a una tempar atura

par debaio de la de saturaciun del vapor. Con

10 qUR llevarnos dicho, se cornprende que la

oper aciun de la trampa sera satis+ acto ria siern-

pre que haya una cierta lonqitud de tuho antes

de fa m isrna donde puerla I:!rl friarse el conden-



.. .:..:- : : ' : : - : ; : - _ ' . :- : : .. - .. : : . -. - .. : : . : - : .:.-: . . ,. . --: .-~.~. . . ; ; : ; : .

Fig. 19 Trampa Birnetalica con [a valvula

en la salida

Fig. 20 Posicion de Cerrada en unaTrampa Birnetalica con Valvula

en la salida

sado sin aneqar el espacio destinado al vapor"

No sucedera as! cuando la presion de vapor

del equipo ernplece a [luc tuar. Si la presion

desclende, la temperatura del vapor dism tnu ira

consecuenternente y no poora expandirse el'

bimetal 10 suficiente para que la valvula apoye

ern su asiento. La trampa perdera vapor. Si la

presion at/menta, la mayor temperatura pro-

vocara que el elemento se expanda mas que

ruanda el vapor estaba a 7 bar relatives. La

v a Ivu la apovara can m a s f uer za en su asiento

y el condensado debera enfriarse masque antes

para abrir la valvula. Se aneqara el espacio

destinado al vapor.

Una tramps birne ta lica de este tipo debe

se r reajustada manualrnente 5 i las condiciones

varian mucho en relaci6n can las de aluste ini-

cial, Otra desventaja es qUI:! una valvula de do-

ble ssiento difici Imente da un cicrre perfecto

con 10 que el vapor puede escapar. Es sensiblea la suciedad debido a la poca tolarancia de

que 5e dispone para evitar el soplado de vapor.

Otra disposici6n utilizada es situar la valvula

en la parte de salida del orificio en luqar de

haeerlo en la parte de entrada, tal' como se ve

en la figura 19. Aquf el elemento birnetalico

actua sobre la valvula mediante un vastaqo

que pasa a traves del orificio del asiento. Esta

claro que la presion del vapor aetna en el sen-

tido de abrir 1 8 valvu la en contrasts con la

tramps de la figura 17 en que 1 1 ' 1 presion inten-taba cerrarla.

Una vez m as considerarnos el caso en quedisponemos de vapor a 7 bar relativos y se

ajusta la tramps para que la valvula eierre

cuando el vapor a esta presion rodee el 1::I"le-

mento, tal como se rnuestra en la figura 20 .

Cuando el condensado lIena la trampa y

ernpiaz a a enfriar el elornento. la presion del

vapor ayuda al bimetal a abrir la v a lvula, Esto

significa que so necosita rnenos enfriamiento

para abrirla que en el caso de la trampa de la

figura 17. S; 1 8 presion del vapor aumenta. la

mayor tem peratura hare que el bimetal presio-

ne la valvula co n mas fuerza sabre su asiento,

pero este efecto S8 ve compensado por la ma-

yor presion que actua en el sentido de apertu-

ra de aquella, Si la presion disrnlnuve, sucede

10 contrario, es decir el bimetal ejerce rnenos

fuerza pero la presion debida al vapor en Sen-

tido contrario tarnbien es menor. Esta dispo-

siclon se aproxima al tipo de presion compen-

x x

Fig. 21 Elemento Birnetalico con

forma de Cruz

bimetalicas

Fig. 22 Trarnpa Terrnostatica con

Laminas Bimstafieas

29



Presion del Vapor

Fig, 23 Efecto de los Brazos Bunetalicos

sada, aunquc 81 ajuste f rcnte a variaciones de

presion es rnucho menos tina que en el casu

de las trampas de este tipu . Se pueden sportar

rnejoras dediseiiodel propio elemento birneta-

lieo.

En 1:llyunn, \.d:'U~, Iu s laminas birnetalicas

tienen una forma qUI:! irnp lica una variac.on en

la tuerza que se efectua sobre la va IVLJ la a me-

rlida que varia la temperatura. Un ejernplo es

el elernento que se mucstra en plantaen la

flgura 21. Un ciertn nurnero de CSto5 elernento s b irn eta lic os S8 disponen dos a d05 oarn

actuar sabre la va lvula como muestra la liqura

22. L os brazos tiencn diferente long itud y an-

cho con ' 0 que snt ran en aceion en secuencia

produciendo una fuerza sobrs la valvula que

va creciendo a medida que las ternperatu ras

aurnentan y mas brazos entran en contacto

con su pareja, La fiqur a 23 ilustra clararnente

como las ditcrcntes parejas de brazos eut ran

en accion para cerrar la valvula al aumentar la

presion y la temperatura del vapor. S i bien la

tram pa no p uede sequ i r ICl CIJfV(l de satu ra e ionde I vapor tan exactarriente como una t rarnpa

de presion balanceada, el uso de elementos

bime talicos de este tipo da una aproxi macion

suticicntc. Otra disposicion es l(:l de Ii-! figul'a

24 en la que 58 usa un nurnero determinado

de discos en combinacion con un rnuelle que

absorbe parte del rnovirniento que se produce

cuando los discos flexionan. Cuando ya no Sf'!

puerie comprirnir mas el muelle, cualquier

rnovirn isnto del hirne tal se transrnrtc dirccta

mente d la valvula.

Ventajas del Tipo Bimetalico

L< ls t rampa s birnctalicas qener alrnente son pe-

30

Fig. 24 Trampa Terrnostatica eon

Discos Bimetalicos------------ --~-------

querias !-!n tarnafio y, sin embarqo. uenen una

g ran capacidad de descarqa dp . condensado . La

valvula esta totalrnente abierta cuando la tr am -

pa esta fria, 10 cual da una gran capacidad de

dr enaje del aire y del condensado en lo s arran-

ques, que es cuando mas se necesita Con un

discfio adecuado del cuerpo y una descarqa

Iiiore de condensado a la salida, este tipo de

trampa no se hiela al'HI trabaiando a la inter

perle. Los cuerpos de alqun tipo de trarnpa

bimetalica sc disefian para que no sufran nin-

yim dana en cl caso en que 5C pr oduzcanhela

das. Las trampas b irne tal ic as Sf! pueden cons-

tru i r de ta l forma que puedan resist ir golpes

de arietc. condensados corros ives. prasiones

de vapor elevadas y vapor sobrccalcntado, Los

elementos birnetalicos pueden trabajar p.n un

amplio margen de presion de vapor sin neee-

sidal! de variar cl till 1 ,'10 del or iticio de la va I·

vu la, si bien rW!-!dl' r I' \ I!si tar ajuste la posicion

de 1 3 misma.

S i 1 3 va lvula esta a 1<:1salida riel orificio

del a sio nto , a ctu ara como retencion y evitara[ lujo inverse a troves de la trampa. E I conden-

sado es dl-!scarg aclo a una ternoeratu ra par de

bajo de la del vapur 10 cual signifiea que parte

de la cntalp ia de saturaci6n del aqua se puede

tr ansferir a~ cquiposiempre que el anegado de

un a parte del espacio destinado al vapor 5e

pueda tolerar. EI mantenimiento de este tipo

de trarnpa no prescnta problemas, puesto que

las partes inte rnas 5C pueden reemplazar Sill

separar e1 cuerpo rle la lm ea,

Desventajas del T ipo Bimetal ieo

En qener al las trampas birneta licas rio r esp on-

den con rapidcz a los cambros de caudal 0 de



presion puesto que el bimetal tiene una reac-

cion relativamente lenta a las variaciones de

temperatura.

Puesto que el condensado es descarqado

a una temperatura por debajo de la del vapor

habra anegamiento en el espacio destinado a

vapor a menos que haya un tramo de tuber ia

de enfriamiento suficientemente largo entreequipo y trampa. En general las trampas birne-

ta l icas no son deseables para equipos de pro-

ceso en los que la eliminaci6n inmediata del

condensado es vital para alcanzar los rnaxirnos

rendimientos.

Si hay contrapresion en la descarga de la

trampa el condensado debera enfriarse mas de

10 norma I antes de qu e abra la va Ivu la. Se de-

be ra recalibrar teniendo en cuenta esta condi-

cion.

Grupo rnecanicoTipo de Flotador Libre

EI ejemplo mas simple de una tramp a de flota-

dor Ii bre es el de -'a figu ra 25. Cuando eI con-

densado entra a la tram pa a traves de "Au

el nivel de agua aumenta y el flotador "6" es

levantado de su punto de repose, "C". Esto

perm ite al condensado pasar librernente a tra-

ves del ori fici 0 de la va Ivu la "0". Si el flujo de

condensado disminuye, tam bien 10 hace el

nivel de agua en la trampa y el f lotador empie-za a tapar la salida "0". Cuando se ha descar-

gada todo el eondensado, el flotador cierra

cornpletamente el orificio, evitando cualquier

perd ida de vapor. La accion del flotador per-

mite una descarga continua en funci6n de la

cantidad de condensado que lIega a la trarnpa.

Ventajas del Tipo de Flotador Libre

La trarnpa para vapor de flotador libre necesi-

ta poco mantenimiento puesto que son pocas

las partes que pueden dariarse.

Desventajas del Tipo de Flotador Libra

La figura 25 muestra que la salida "0" esta

mas abajo que la entrada "A". Esto proper-

ciona un sellado can agua que irnpide la salida

de vapor. Este sello tiene un efecto negativo

puesto que irnpide la salida de aire del siste-

ma a tr aves de la valvula principal. Por esta

razon. se debe instalar una valvula manual pa-

ra la purga de aire, "E". Otra desventaja es

que puede ser diflcil obtener un buen asiento

con el flotador, de tarnafio notable, en el pe-

quefio orif icio de salida.

Fig. 25 Trampa de Flotador Libre

F i9. 26 Trampa de Flotador y Palanca

Fig. 27 Trampa de Flotador con

Eliminador Terrnostatico de Aire

Tipo de Flotador y Pal.anca

La figura 26 muestra una trampa para vapor

de flotador y palanca. EI condensado entra en

el cuerpo de la trampa a traves de la entrada

"A" y el flotador "8" sube a medida que

31



aurnenta el nivel del agua. La palanca "C" une

el flotador a la valvula de salida "D", la cual

abre gradualmente a medida que el flotador

sube. La posicion de la valvula varia de acuer-

do con el nivel del aqua en el cuerpo de la

tramps, dando una descarga continua de con-

densado para cualquier caudal que no sea su-

perior a la capacidad maxima de la trampa. Si

la carga de condensadp disminuye y el vapor

Ilega a la tramps, el Ilotador bajara hasta su

posicion inferior. La valvula se apoya flrrne-

mente en su asierrto impidiendo la salida de

vapor. EI mayor rnconveniente de estas tram-

pas 'tal como 10 hernos estudiado haste ahora,

es que el aire no puede salir a traves de la val-

vula principal en el arranoue, A rnenos que se

instate alglln medio para eliminar este aire, el

condensado no podra Ilegar a la trampa y est a

se bloqueara. A veces se instala una valvula

manual "E" en la parte superior de la trarnpa,pero esta solucion tiene la desventaja de que

requiere oparacion manual cada vez que deja

de Ilegar vapor 1 :1 la trampa.

Una rnejor sotucion es la que S8 rnuestra

en la figura 27. EI mecanismo del flotador es

el mismo que en el ejemp!o anterior, pero la

valvula manual ha sido rsernplazada par un

elemento autornatico, "E", de ellmlrracion de

aire. De hecho se trata de un elemento termos-

tatico del tipo de los ya comentados anterior-

mente. La valvula "F" esta tatalmente abierta

cuando la trarnpa esta fr la, con 10 que el alre

descarqa perfectamente en el arranque. Tan

pronto como el vapor rlega a la trarnpa el ele-

mento "E." se axpande y empuja la valvula

"F' contra su asianto "G" con 1 0 cual 8 1 va-

por no puede escapar. Si durante la operacion

entra airs en la trampa, quedara acumulado en

la parte superior. SU efeeto de enfriamiento

provocara que el elemento termostatico S8

contraiga, permitiendo la descarga de aire,

Aunque la Ilegada de condensado sea muy

irnportante, el agua nunca puede Ilegar a des-cargar a traves del elemento termostatico. S i

esto ocurra, significa que la trampa esta mal

drrnensronada para et.caudal de condensado

a eljminar.Algunas trampas del tipo de flotador

incorporan una v a Ivula de salida directa de va-

por en luqar del elemento terrnostatico elimi-

nador de aire. S f'! trata simplemente de una

valvu la de aguja que actua como by pass de la

valvula principal y perrnite Ii'! salida de vapor

que podrfa bloquear la trarnpa impidiendo la

llaqada de condensado. EI problema de blo-oueo por vapor 58 estudiara mas adelante con

mas detalle.

32

/

Fig, 28 Trampa de Balde Abierto

(0 Cubeta Abierta)

Ventajas del Tipo de Flotador y Palanca.

Este tipo proporciona una descarqa continua

de ' condenssdo a 1 8 temperatura del vapor.

Ello hate que SBa 8 1 mas indicado para aplica-

cinnss en las que la transferencia de calor es

importante en relaci6n can el area de calen-

tamiento disponible.

Puede descaruar cantidades importantes

a psquefias de condensado con la rnlsrna elec-

tividad y no se ve afectado par subitas e im-

portantes fluctuaciones de la presion. Cuando

lleva elemento termostatico incorporado,des-

carqa aire libremente. Las trampas de flotador

que incorporan el sistema de antlbloqueo me-

diante valvulas de aguja son 8 1 unico modele

utilizable cuando este fen6meno sea sucaptl-

ble de aparecer.

Desventajas del Tipo de Flotador y Palanca

EI flotador S8 puede dariar par golpes de aris-

te o Este tipo de trampas puene ser daiiado por

heladas y su cuerpo debe ser aislado si ssta a

la intemperie en lugares con ternperaturas par

debajo de cero. Una desventaja cornun a todos

los tipos de trampas rnacanicas es que el lama-

no del orificio de descarqaes tunci6n de la

fuerza del flotador y de la presion del vapor,

que 58 opone. La fuerza proporcionada oor el

flotador es constante. con 10 cual si la presionde' vapor aurnenta, el tarnafio permitido para

R I orificio de descarqa disminuye (la fuerza



hacia arriba del f lo tador es contrarrestada por

la fuerz a hacia abajo que es igual 31 producto

de la presion del vapor por la superficie del

orificio de salida). En la practica, las trampas

rnecanicas tienen diferentes tarnari os de asien-

to de v a Ivu las para cada gama de presiones,

Por ejamplo, un modelo npico de nampa de

flotador y palanca tiene diferentes asientos de

valvula para presiones hasta 4.5 bar, hasta 10bar, hasta 14 bar y as!' sucesivarnente,

Tipo de Balde Abierto (0 Cubeta Abierta)

Un balde abicrto par su parte superior puede

S Ll bstitu ir a la n o v a para actuar sobrs 1<:1al-

vula. Este balds f lotara en el condensado cuan-

do este vado, pero caera por su propio peso

cuando se Ilene de conriensado, Una trarnpa

de este tipo es ~a de la fiqur a 28. Unida al fon-

da del balde "A" va una varilla "B" a la que

se su iete la valvula "C". Varilla y valvula estan

en e I interior de un tubo "0" abierto por suparte inferi or. En la pa rte su per ior de este

tuba va el asiento de la valvu 1 0 "E".

Cuanoo el condensado entra por "F" en

primer lugar Ilena el cuerpo de la trarnpa por

e~ exterior del bolide. Este flota y la valvula se

apoya en su asiento. S I sioue entrando con-

densaoo en la trarnpa, ernpiez a a llanar el bal-

de. Cuando esta suficienternen te lIeno, el peso

inter ior prOVUCd que el balds baje basta el

fonda de la tramps abriendo la va Ivu la. 'La

presion de vapor empuja el aqua a traves de l

tuba central hasta que el balde puada vo lver

a flotar. Se repite el cicio. De la descripcion

del funcionamiento se deduce que las trampas

de este tipo tienen descarqa intermitente.

Ventajas del Tipo de Balde Abierto

Las trampas de balde abierto en general son

robustas y se pueden uti lizar para altas prssio-

nes y vapor sobrecalantado. Soportan los gol-

pes de ariete y lo s condensados corrosivos y

uenan un mecanisme tan simple que es rlif ici l

que se dafie.

Desventajas del Tipo de Balde Abierto

Puesto que el peso del balds determina el a reade la valvu la para una presion dada, impl ica

que solo se puede descargar condensado en

una yi'lrnil de presion de terrninada. Esta lirnita

cion rnecanica provoca que este tipo de tram-

pa ticnda a scr qrande y pcsada en re lacion

con SU capacidad de descarqa. Esta razon hace

que SP.fI poco usada

No incorpora ninqun mecanisme de des-

aireaci6n por '0 que unicarnentc 5C puederealiz ar m ediante lind valvu la manual 0 un

elemento tcrrnostatico. 5e puede practicar Lin

E _Fig. 29 Tramps de Balde Invertido

Fig. 30 Valvula de Hetencion

paquefio aqujero en la parte alta del tubo de

descarga para que el aire pueda salir libremen-

te. pero si la cantidad de aire a descarqar es

importante 5e recomienda un sistema com-

plernentar io, Este tipo de trampa se puene

da nar por he Iadas y el cuerpo ceteri orarse sioueda lleno y a la internper!e.

Tipo de Baldel nvertido (0 Cubeta Invertida)

Una trampa uti l izada mas comunmente que la

de balde abier to es la de balde invertido rnos-

trada en la f igu ra 29. En este tipo, la fuerza de

operacion la proporciona el vapor que entra

en el balde haciendo!o flotar en el condensado

que llena la tr arnpa. Cuando falta vapor en la

plants. el balde "AU esta en la parte inferior

de la trarnpa y la valvula "8" esta totalmente

aoierta, E I aire descar qa a troves de un pequefioonfieio "C" en [a parte superior del balde. E I

CQrldf!flIS<:1UO entr a en Iii tr arno a por "E" y el ni-

33



vel de agua aumenta tanto en el interior como

en el exterior del balde. Este permanece en ta

parte inferior con 10 que el .agua puede pasar

a traves de la valvula abierta "8". Cuando el

vapor lIega a la trampa, entra en el balde y 10

hace flotar. cerrando la valvula "8" mediante

un sistema de palanca. EI vapor contenido en

el balde escape lentamente par el orificio "C"

y al misma tiempo va condensando. S i sigue

lleqando vapor, la tramps permanece cerrada,

pero si lIega mas condensado lIega un momenta

en que el balde ya no puede Ilotar. vuelve a so

posicion inferior, la valvula abre y el condensa-

do sale. Tarnbien este tipo realiza una accion

de descarga interrnitente.

Ventajas del T ipo de Balde Invertido

La tramps de balde invertido 58 puede fabricar

para que resista altas presiones y es utilizable

con vapor sabrecaleritado si se coloca una re-

tsncion en la entrada. Resiste razonablernente

condiciones de golpes de ariete V par su cons-

titucion rnecanica es d ificil qu e 58 dane.

Dssventeias del Tipo de Balde Invertido

EI pequefio tarnsfio del agujero practicado en la

parte superior del balde irnplica que se elimine

el aire muy lentamente. Tampoco S8 puede ha-

cer un orificio excesivamente grande porque se

perder ia demasiado vapor durante la operacion

normal. Sisrnpre debe quedar agua sufieiente

en la trarnpa para que actue de sella alrededor

de la parte inferior de~ balds. Si la trarnpapierde este sello de agua, el vapor saldra direc-

tamente al exterior a traves de la va Ivu la. Esto

puede sucsder en aplicaciones en las que se

produzca una ca ida importante de presion del

vapor con 1 0 que el condensado contenido en 8 1

cuerpo de la tramps se revanoriza. EI agua que

queda en la trarnpa es ernpujada haela afuera a

traves del orificio de entrada hasta que el balde

baje abriendo la valvula. Eli estas clrcunstancias

ira seliendo vapor hasta que Ilegue a la tramps

una cantidad de condensado superior a la de

agua y vapor que salen a traves de 1 8 valvula

abierta. Cuando esto ocurra S8 volvera a [lanar

el fondo de la trampa restableciendo el sello.

Si se debe utilizar una trampa de balde

invertido para una aplicaci6n en la que son de

preveer fluctuaciones irnportantes de presion,

es necesario instalar una valvu 1 2 1 de retencion a

1 8 entrada de la trampa, Esta valvula evitara la

perdida de sello. Un model a sencillo es el de la

figura 30. Agua V vapor pueden circular libre-

mente en la direccion indicada par la flecha,

pero el flujo inverse es imposible puesto que

provocara el cierre de la valvula sabre su asien-

34

to. EI exceso de temperatura del vapor sobre-

calentado puede causer mas facitmente la per-

dida de sello en una trarnpa de balde invertido.

Tarnbien en este caso la valvu la de retenci6n es

esencial. Algunos fabricantes colocan la reten-

cion en la propia tramps. La trarnpa de balde

invertido puede ser dafiada par las neladas si

se instala a la intemperie. Como en lo s otros

tipos de trampas rnecanicas, un pequefio

aisiamiento puede ser suficien1e para superar

este problema si las condiciones no son derna-

siado severas.

D H

Fig. 31 Trampa Termodlnarnica Tfpica

Fig. 32 Disco de Trampa Terrnodmamlca

E

Fig. 33 Asiento de Trampa Termodinamica



G r u p o

termodinamicoLa construccion de la trarnpa del tipo terrnodi-

narnico es extraordinariamente sencilla. En la

figura 31 se reoresenta un modele tfp ico que

consists en un cuerpo "A", una tapa "18" y un

disco libre "C". Este disco es la unica pieza

m6vil de la trampa. En la parte superior de l

cuerpo se mecaniza una hendidura anular con

unos resaltes interior "0" y exterior "E" que

constituyen el asiento del disco (fig. 32 y 33).

L as caras del asiento y el disco se mecanizan

planas con el fin de Que este asiente sabre el

anillo interior y el exterior al rnisrno tiempo,

Par esta accion la e ntrad a "F" qusda aislada

de la salida "Goo 10 cuar e s e se nc ia ls i S8 quiere

lograr un cierre perfecto, En 0 1 arranque el aire

y el condensado fr 10 alcanzan la trarnpa y pa-sa n a trsvss del orificio de entrada "F". E!disco "C" es empujado bacie arriba hasta que

se apoya en el resalte "H" de la tapa. EI airc

y el condenssdo fluyen radialrnente hacia el l

exterior a rraves del cspacio comprendido en-

tre' los anillos de asiento "D" y "E" y descar-

gCimpar 8 1 orificio "G".

La temperatura del condensado aumenta

de una forma gradua~ y al descargar librarnents

se forma cierta cantidad de revaporizado. La

rnezcla resultants fluye por la parte inferior del

disco y puesto que el vapor tiene un vo lu men

muy superior al de~ peso correspondiente de

condensado, la v elo cid ad de salida aumenta a

medida que la temperatura de l condensado au-

menta. Para comprender 10 que sucede, a conti-

nuaci6n hay que recordar el teorerna de Ber-

nOLJ~II~. Establece que en un flu ido en movi-

miento la presion total es la rnisma en todos

su s pu ntos. E sta presion tota I es la suma de la

presion estatica V de 13 presion dinarruca. L a

estatica as la que se puade rnedir con un rnano-

metro, rnisntras que la dinarnica esla Clueseriaproducida par las particulas del flu ido si de

golpc se tes uarase mediante un obstacu!o. La

presion dinarnica aumenta cuando 1 0 hace la

velocidad de las part icu las, Si aplicarnos este

teorema a la trampa terrnodinarnica nos dare-

mOS cuenta de que la presion oinamica del re-

vaporizado y condensado que fluyen debajo del

disco aumenta a medida que su velocidad au-

menta. Pucsto que la presion total debe per-

rnanecer constante. la presion estatica disrninu-

ye al aumentar la dinarnica. Como resu Itado el

disco empieza a descender y se acerca a los ani-

Ilos asiento. AI bajar , el revaporrzado puede

pasar entre el disco y la tapa de la nampa y en-

tra en la carnara de control, como se muestra

en la figura 34. Este revaporizado ejerce una

presion estatica sabre ta totalldad de la super-

ficie del disco.

Fig. 34 Accion de Cierre de una

Trampa Termodinamica

Fig. 35 Trampa Terrnodinamica eo

Posicion de Cerrada

Fig. 36 Trampa Termodinamica

35



Cuando esta presion HS suficiente para

veneer la del flu ida O J laentrada, que actus solo

en la parte central del disco, cstc cae definiti-

vamente y se apoya en to s unillos asiento tul

como SC vc en laflgu ra 35, evitando cualquier

flujo a tr aves de la trarnpa. EI disco perrnanece

fi rrnernente apretado contra su asiento hasta

que se condsnsa el revap or izado de la camera

de control debico a la transterencia de calor a1 3 atmosfera y al cuerpo de le trampa Can esto

disminuye la presion que actua en la parte su-

perior del disco perm i tiemlo que sea ernpujado

de nuevo par 1 3 presion de entrada. Si no ha y

condensado que descargar,una pequeria canti-

dad de vapor vivo eritr ara enla camera de

control y volvera a cerrar el disco muy rapida·

rnenta En la practica esto no sucede porque

el tiempo que Ir anscurre hasta que In presion

en 18 camera de control baja 10 su Iiciente para

permitir la reapcrtura es bastante largo y el

condensado lIeg(l holqadamente a la parte infe

rror del disco,

L a fig ura 36 muestra una disposicon habi-

tual de una trarnpa terrnodinamica, que rccoqe

mejo ras de diserio: La adicion de un filtro irnp i-

de que part iulas de suciedad puedan bloquear

105 oriticios de salida. de pequefio didmetro, 0

bien que sc depositen en los anillos de asiento

impidlt'!ndo un cicrrc correcto, La tr arnpa

trene tres ori fieios de paso que conducen desde

la hendidura cornpr endida entre los dos anillos

asiento hasta la conexion de sal ida. Cuando 18trampa descarqa hay un flujo sirnetrico de con-

densado haoia el exterior dcsde el centro del

disco. Esto qarantiza qw'! permanezca para lela

a su asien to durante la fase de descarqa, evitan

do problemas de desqastes diferenciales r:i-1USa-

dos par la inclillacion que se produce en mode-

los con un solo orificio de salida, Un exarnen

detallado del disco de una trarnpa lermodiua-

mica reve!a que mientras una cara as plana I < : l

otra tisne una 0 mas hsndiduras concentncas.

L a trarnpa 5e usa norrnalrnente con la cara de

handidur as del lado de los ani lias asiento. E stas

hendiduras rornpen las I incas de flujo a lo an-

cha del disco retardando el rlescenso de la pre-

sion estatica hasta que el condensado que pasa

a tr aves de Ii:! tramp a estc cas! a la temperatura

del vapor. Ello qarantiz a que 58 vacrc la c a s t

totalidad del condensado. Si 10 '1disco se [;0 loca

al reves: la I rarnpa cerrara cuando el corldl-!r1s<t-

do este algunos qr ados por debajo de III tempe-

ratura dcl vapor. Con esta dispusir.ion. qucdara

corujensildo en el cquipo <ll cerrar la tr arnpa. La

decision de colocar p i disco en un sentido a enel otro depende de c(-HlIO 10 rcqu icra la msta!a-

cion en cues tion.

36

Ventajas del Tipo Termodmarnico

Las trampas terrnodinarnicas operan dentro de

su margen de presiones sin ajuste 0carnbio del

tamario de valvu la, Son cornpactas, simples, lige-

ras y tiencn una gran capacidad de descarga de

condensado en cornparacion con su tarnafio.

Este tipo de trarnpa puede sar utilizado con

presiones elevadas y vapor sobrecalentado y no

10 aver ian los gal pes de aricte a las vibraciones.AI estar constru idas en acero inox idable pre

sentan un alto grado de resistsncia a los con-

densados corrosives. No se aver ian por las

heladas y ,en ninqun caso se conqcloran Sl se

instalan en un plano vertical y desearqando

librernente a la atmosfera. Sin embargo, la

operacion en esia posicion lrnolica un desqaste

del contorno del disco.

Puesto que la unica parte movil cs el disco,

se pusde efectuiH Iaci Imt!lItp. el rnantenirniento

SI'n sacar la tramps de la Ifnea. EI disco evita el

retorno de condensado. can 10 que no se nece-

si1(:l vi'llvu 1 3 dp . retencion.

Dssventajas del Tipo Termodinarnico

l.as trampas terrnodinarnicas no trabajan c orrec-

tarnente con presion de entrada baja 0 presion

de descarqa elevada. En ambos casas. 1 8 veloci-

dad a traves de la porte inferior del disco sera

!-!xigua y no provocara suticiente dcprcsion. EI

modelo de la figura 36 requiere una presion m i -

ni m a de 0,25 bar relativos y puede sopor ta r

una presion rnaxima de descarga igual al 800/0

de la presion de entrada. Puedcn descarqar can-

tidad de aire en el arr anque si la presion de en-

tr ada aum enta lentamente Sin ernbar qo, un au-

menta rapido de presion provoca velocidad su-

ficiante pn el aire pam cerrar la trarnpa iqual

que 10.haee 8 1 vapor. En estP. Ci:lSU ~p. debe insta-

lar en paralelo un elirninador termostatico de

aire. Si I;; Lrarnpa esta expuesta u ternocraturas

ambiente muy bajas, el revaporiz ado de la ca-

mara de control obviamente condensara mas

rapidarnente de 1 0 normal, Ella causara una

apar tur a y cierre de l disco mas frecuente, pro-vocando un desgaste excesivo y reduciendo la

vida de la trarnpa. Atortunadarnente solo ais-

lalillo 1 ' ( 1 tapa con un "I sotub" sc puede llevar

la freeuencia de operaciona UII nivel aceptable.

L a operacion del disco es mas bien ruidosa. 10

cual puede impcdir 1 2 1 uso de una trampa ter-

mod in arn ic a ell a lq un as in sta la cio ne s.



Otros tiposTipo de lmpulso

La trampa dc impulse t ipica es la de la tigura

37. La valvula principal "A"forrna parte de un

cilindro hueco que lleva un r esal te delqado "8"

EI cilindro puede moverse arriba y abaio dentro

de una gu ia "C". Cuando e1equipo esta parade,

1.:1valvula "A" pcrmanccc sabre su asiento ;;D",

En el arranque primer 0 el aire y despues el

condansado frio llaqan a la trampa y la presion

que 5e ejerce en la parte baja del resalte '"B"

haee subir Iii valvula principal y la trarnoa des-

carqa. Parte del condensado nasa par el espacio

cornprendido entre "18" y su guia "C" Ilegando

a la camera de salida a traves de "E".

L a presion en esta parte superior del pis-

ton disminuyc dcbido al aurnento de velocidad

del condensado con 10 cual es alga menor que

la de 1 3 parte inferior y la valvula permaneceabierta. Cuando el condensado sc aoroxirna a liJ

temperatura del vapor, una parte del rnisrno

revaporiza al pasar par el estrechamiento que

hay entre "B" y "C", Este rcvaporizado se acu

mulaen la carnara de la parte superior del disco

e intenta salir par el orificio "E". Como el reva-

porizado tiene un volurnen consider ablernente

mavor que la masa correspondiente de condon-

sad0 tarda en pasar a traves de "E" v ernpieza

(I g!-!n!::!rar una sobrepresion en la carnara, for-

zando al piston hacia sbajo. E I caudal de con-

censado se reduce debrdo a la forma conics de

la gu fa, con 10 que la tramps nermencce en una

posicion que perrni te 1<'1descarqa del condensa-

do a medida que va III-!gando Cuando !-!Ivapor

Ilega a la nampa, aumenta sun mas 'Ia presion

en lo parte superior del piston con 11 0 cual la

vafvula cierra totalrnente. l.a tramna no da un

\". . . . . . . . . . . . .

' . - . ' p ' _ . , <,-: I I

. . . ~ - . : ; . I I

I I . . _ _ ~ : _ ~ ~1 : ....- _.., ....",.,.

.... . _ . _ . . - _ _ _ "' ' : . . : . . , .. .

DFig. 37 Trarnpa de lrnpulso

cierre herrnetico puesto que siernpre puede pa

sar algo de vapor iii traves del orificio "E".

Ventajas del Tipo de lmpulso

La trampa del tipo de impulso tiene una buena

capacidad de descarqa decondensado co n un

tarnafio relativamente pequefio. Puede trabajar

en una arnplia gami:l de presiories sin carnbiar

e~ tarnafio de valvula. Se puede utilizar para

altus p resiones y con vapor sobreca lentado. Eli

mineel aire call facilidad y no se bloquea par

IC l presencia de este,

Desventejas del Tjpo de Impulso

Las trampas de impulso no siempre cierran to-

talrnente y pueden perder vapor- cuando las

Fig. 38 Trarnpa de Lahar into

37



carqas son psquefias. L as a fc cta se nsib lern ente

cualquier tipo de suciedad que entre en el cuer-

po de If! trarnna debido a lias psquefias toleran-

cias existentes entre piston y cilindro. Pueden

pulsar cuando reciben carqas bajas causando

ruidos 0 qolpes de arieta e incluso aver (as me-

canicas en la pr opia valvu la. No pueden trabajar

cuando 1 0 contrapresion excede en un 400/0

a la presion de entrada.

Tipo de Laberinto

La f igura 38 rnuestra una trarnpa sencilla de

laberinto. EI condensado entra por "Au y

encuentra un nurnero de de fle cto re s ajustables

"B'" que aumentan de diarnetro en el sentido

de entrada a s alid a. El condensado pierde pre-

s ion q radu a lr ne nte al pasar par cada una de cs

tas ·restricciones. Como consecuencia. parte dell

condensado revapor iza en cada una de las ca-

maras generadas por los bafles, con 10 que el

flujud e co nd ensad o se frena, impirliendo

1 1 8

salida de vapor. L as places deflectoras pueden

ser variadas de posicion aiustando el eje "C".

Si 8 1 espacio que se deja entre los detlectores

y el cuerpo de la tramps es irnportante pasara

condensado y vapor. Si las tolerancias, por el

contrario, son m uy pequefias s61 0 descarqara

condensado trio.

Ventajas del Tipo de lLaberinto

Este tipo de trarnpa es paquefio cornparado con

su capacidad de descarga y no presents aver ias

mscanicas al no tener partes rnoviles,

Desventajas del Tipo de laberinto

L a tramps de laberinto debe ser ajustada rna-

nualmente cuando hay variaciones irnportantes

de la presion del vapor 0 de la carqa de conden-

sado. Si el ajuste no es el adecuado a las condi-

ciones de operacion, se puede producir pardlda

de vapor a anegamiento par condenssdo.

PlacaOrificio

Consists en un agujero fijo dim ensionado para

el paso del condensado que. teoricem ente se va

a generar en el equipo 0 planta a drenar.

Ventajas de la Placa Orificio

No requiere mantcnimiento al no tener partes

m6viles. Pueden incorporar un filtro que evite

su obtu raclon. Son extrsmadamente pequefias

en relaci6n con su capacidad de drenajc y se e li-

minan practicarnente las perdidas par radiaci6n.

Desventajas de la Placa Orificio

L as p r inc ip alc s .lesventajas de la placa o rific io

radican en teller que fijar el tarnario del aquiero.

el cual debe ser Iorz osarnente pequefio. EI aire

s610 puede descarg ar rnuv Icntam ente en el

38

arranque. Aun cuando se instalen filtros, la su-

ciedad puede blaquear el oriflcio, Si no l Iega

condensado, se perdera vapor constanternente a

traves del orificio. Este aurnentara de diametro

gradualmente por erosion, incrernentando can-secuentemente las peroidas potenciales de va-

por.

Como en general las carg as maximas de

condensado Ileg an a representar de 3 a 4 vecesla carga normal, es loqico que los orificios de

diametro fijo causen anegamiento del esoeciodsdicaoo al vapor cuando tales condiciones se

presentan.



•I r



INSTALACION CORRECTA DE LAS

TRAMPAS PARA VAPOR

Punta de Drenaje

Separadores de Condensado

Prevencicn de la Suciedad

Aire en los Sistemas de Vapor

Efecto del aire en la

ternperatu ra de I vapor

Efecto del alre en la transferencia

d e c alo r

lPermanecen separados 0mezclados

, ei a ir e y el vapor?

Eliminaci6n del aire

Seleccion de una trampa para vapor

A. Anegamiento por condensado

B . Elevaci6n del condensado

C. Golpes de ariete

D. Vibraciones

E .

F .

G.

H.

I.

J.

Candensado corrosive

Heladas

Sobreca lentamiento

Bloqueo por airs

Bloqueo par vapor

Trarnpeo en grupo

Dimensionamiento de

las trampas para vapor

Presion del Vapor y

Capacidad de las trampas

1. Presion diferencial

2. Tamafio del orifieio de descarga

3. Temperatura del condensado

Medici6n del Consumo de Vapor

Preguntas

43

43

44

45

45

45

45

46

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47

48

5051

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53

53

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55

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57

57

57

57

58

60



Punto de drenaje

Las veritajas resu ltantes de una correcta elec-

cion del tipo de trarnpa para cada ap licacion

S8 pueden perder si ei condensado no encuen-

tr a facilrnente su cam ino hasta la tram-

pa. Por esta raz6n, se debe estud iar con cu ida-

do el punta de drenaje. Consioerernos 10 que

sucede a' condensado en una tu berra de cnsrr i-

bucion de vapor cuando en una parada dejan

de Ilegar vapor y condensado. Obviarnente. el

condensado que quede se acurnulara en los

puntas bajos del sistema. Por 10 tanto estos

puntos bajos deben estar equipados con tram-

pas.

Sin embargo, la cantidad de condensado

que S8 forma en una tuber ia de distriuucion.

rrnportante en los perfodos de arranque. es

suficiente para aconsejar la colocscion de pun-

tas de drenaje a intervalos de no mas de 50m ,adernas de drenar los puntas bajos antes men-

cionados. En operaci6n normal, el vapor fluye

par la tuberia de distribucion a velocidades de

hasta 1 45 Km/h arrastrendo el condensado.

La figura 39 muestra una tuber ia de drenaje

de lSrnrn conectaoa a la parte inferior de una

tuoer ia de distnbucion. Aunque la tuberta de

15mm tiene capacidad suficiente, no puede

recoqer todo e I condensado que circula a 10

largo de aquella a gran velocidad. Una instala-

cion de este tipo ser ia ineficaz.

La solucion al probl.ema es la oisposicion

rnostrada en la figura 40. Se intercala una "T"

en 1 3 tuber ia de distribuci6n, 'a cual actua de

pozo de goteo. EI condensado cae en este po-

zo y a lc an za ta cilrn en te la tuberia de 15mm

hasta la trampa. Este pozo degoteo es tan

irnportante en el sistema de drenaje como la

propia tramps.

Separadores

de condensadoLas calderas modern as tienen una gran capaci-

dad cornparada con SU tarnario y hay que te-

ner mucho cuidado para evitar situaciones de

excesiva sobrecarqa, Un incorrecto tratamien

to del aqua de al imentaci6n y picas de consu

me- pueden provocar el arrastre de aqua hacia

las tuberias de distribuci6n. Ya hemos vista

que el vapor hurnedo contiene menos ental-

pia de evaporaci6n que el vapor saturado seco

a la rnisrna presion y reduce la eficiencla de l

proceso a del equ IPO de calefaccion. Par esta

razon. 5e deben tomar med idas para gara ntiza r

el mayor titu 10 posible (fracclon seca) del

vapor qenerado. Si bien el tipo de drenaje

rnostrado en la figura 40 el im inara todo con-

densado que se forme en la tu ber ia, no podrael iminar las gotitas de hurneoao arrastradas

par el propia vapor.

L a s otucion mas 51 rnple a este problema es

la instalacion de un separador de qotas, del

que se muestra un modelo t ipico en la fig.ura

41. Una pantalla central obliga al vapor a cam-

bier de direcci6n y a adquirir un movimiento

circular. EI vapor seco puede pasar sin diticul-

Fig. 41 Separador

.-la Tram ps

par a V apor

Vapor Vapor

,'_ ." ::' :;,T._ "'_ -:' . . ' _ . ,', ',_ ~ . ,.,', '

. : . • . : : : . : / : . ~ : : / ' ; : ' : : ' ~ ? : : / : : ' : : . ' } : . : ' : . ~ : : . : : . ~ : , ~ , : : ; ~ : · \ ·. · · : : { · : · : : : \ : : : : ; · ; i" · : : I .\ : ) . .< - ,' .. ,' --:.':', ::.'.- ':;:. , . ';~";.'

P O Z O : G = l j . · · • •u ber ia D elg ada

Condensado

Fig. 39 Instalaci6n de Drenaje Incorrecta

Tr arnpa

para V apor

Fig. 40 Instalaci6n de Drenaje Corrects

43



tad pero las gotas de agua, mas pesadas, se re-

cogen en el punta de drenaje inferior. Una

trarnpa adecuada elimina el aque separada jun-

to can el condensado que pudiese haber en

este tra mo de tuber fa de distribucion. La fuen-

te mas comun de vapor h u medo es el arrastre

desde la caldera y par esta razon se debe ins-

talar un separador inmediatamente a la salida

de la misma. Tarnbien es deseable instalar sepa-

radores antes de cualquier equipo que requie-

ra vapor seco para su funcionamiento.

Prevenci6n

d e la suciedadCuando se instals una tuber ia nueva, habitual-

mente quedan en su interior trozos de solda-

dura, empaquetaduras, ju ntas e incluso torni-

1 1 0 5 y tuercas utilizadas durante el rnontaje.En tuberias viejas hay depositos de oxides y

carbonates que se pueden desprender y circu-

lar a 10 largo de la tu ber fa del vapor. Esto no

representar la- ningun problema sl esta sucie-

dad se drenase llbremente, pero en 1 8 practica

queda acumulada en la trampa impid iendo 'el

derre de su valvula y causando peroidas de

vapor. La pro pia trarnpa puede averiarse par

la acclon constante del vapor a altas velocida-

des pasando a traves de S U I valvula parcialmen-

te abierta. Una vez que se ha producido este

desqaste, la va Ivu la no vuelve a cerrar correcta-

mente, aunque se elimine 1 8 suciedad. Es prac-

tica habitual instalar antes de la tramps una

der ivacion para reeoger la suciedad. tal como

S8 ve en la figura 42. Sin embargo, la veloci-

dad del condensado puede provocar que no

toda la suciedad entre en esta denvaci6n y

que una parte de la misma lleque al ia trampa.

Par otra parte, si la derivaei6n 1 ' 1 1 0 se vacia

regu larrnente. una vez llena no puede recoqer

mas part iculas. las cuales lleqaran a la trampa.

Una disposiclcn de este tipo deja mucho quedesear.

Es preferible Tnstalar un fi Itro antes de

cualquier trarnpa, medidor, valvula reductora

I) de requ laci6n. La figu ra 43 muestra la sec-

cion de un filtro tipico. EI vapor fluye de 1 8

entrada "A" a la salida "C" a traves del cilin-

dro perforado "6". Mientras el vapor y el

agua pasan sin dificultad a traves del cil indro,

las particuias de suciedad no pueden pasar por

los orificios del mismo. Ld tapa "D" S8 puede

abrir para Ilmpiar requ larmente la malls fil·

trante,

La figura 44 muestra un filtro angular aeo-

44

plado a una trarnpa con el que forma una uni-

dad compacta. Evita la necesidad de instalar

dos elementos separados en la Ifnea. Las ven-

tajas de esta disposicion son tales que un nu-

Trarnpa

para Vapor <i===~

Boisilio

Fig. 42 Bolsil!o Colector de Suciedad

tA

'Malia

F i It rant e --'-l~---"v

(Cedazo)

B

Fig. 43 Filtro

Trarnpa

para Vapor

Filtro

Filg. 44. Unidad Filltro-Trampa



rnero importante de modelos de trampas Ilevan

filtro incorporado, como hernos visto ante-

riorrne nte wando se pasaba revista a los dife-

rentes tipos de trampas,

Aire en los

sistemas de vaporEtecto del air e en la temperatura del vapor.

En una rnez cl a de gases, cads uno de elias

ejerce una presion parcial. L a surna de las pre

siones parciales de estos gases es la presion

to tal de la mezcla. L a presion parcial ejercida

par cada g as en particular depende de la pro-

porcion de l mismo presents en la mezcla.

E jemplo: im ag inemos una mezcla de 2/3

de vapor y 1/3 de aire con una presion tot a Ide 3 bar abs. E I vapor ejerce una presion par-

cial de 2/3 de 3 bar abs (2 bar abs] y e ' aire

sjerce una presion de 1/3 de 3 bar abs (1 ba r

abs). La erua Ip la disponible para transferencia

de calor en 1 3 mez cla precede totalmentc del

vapor, pucsto que el aire no contribuye en

absolu te . E I problema es que en lug ar de va

por a una presion de 3 bar 10 tenernos a una

presion de 2 bar abs. S i observamos las Ta-

bias de Vapor se ve que la temperatura del va-

por satu rado a 3 bar abs es de 1 :33,50C pero a

2 ba r abs esta temperatura es de s610 120oC .

Si bien la presion que se le e c or re sp on de a u na

ternper at u ra de 133,50C, la ternperatu ra de ~a

mezcla vapor/a i re es de hecho 13,50C merior.

Esto signi fico que si el rnanorne tro del ejern-

pia anterior sefia la 2 bar (3 ba r abs) V en luqar

de vapor coex iste una mczda de 2/ 3 de vapor

y un 1/3 de aire la temperatura sera 1 3,50C

menor de 1 3 previsible por la presion leida

Efecto del aire en la transferencia de Calor.

Cuando una unidad calentada con vapor sepone en servicio. el espacio destinado al vapor

esra lleno de aire. AI entrar el vapor, conduce

< 8 1 aire h a c i a el punto de drenaje 0 hacia la zo

na opuesta a la entrada, Una parte del rnismo

lleqara tarnb ien a la supertic ie de transfereric ia

donde perrnanecera como una pel icu la cuan-

do se vava produciendo condensado. Esta pe-

I fe u la de aire es una barrera irnpor tante a la

tr a nsrnision de calor desde el vapor a la super

ficie de calef accion del equipo. Ya hernos vis

to antes que una pel icu la de a ire Jr. s610 1 rnrn

de espesor puede ofrecer la rnisrna resistencia

ell f lujo de calor que Lilla pe l icu la de aqua de

25mm de esoesor.

N o todo el aire que lIega a los puntos de

dr enaje es de s.carg ad o inm ed iatam en te POl" las

trampas. I ncluso en el caso de que sean de un

tipo que oueda elirninar aire facilmente este

necssita un cierto tiernpo para salir V debe en-

contrar facilidades para alcanzar e' punto de

descarg a. Parte del aire puede quedar retenido

forrnando bolsas que, por el efecto aislante

antes m encionado, representan puntos friosen el proceso. En algunos casas, el aire puede

aislar tempbralmente una trarnpa, imoidlendo

la salida d e c on de nsad o, sirnplernente porqus

se trate de una trampa cuyo tipo no elirnina

aire facilrnente. Esto sucede cuando queda re -

tenida una colum na de airs que se cornpr im e

entre lil tram pa y el condensado impidiendo la

Ilegada deeste a la v a Iv u la de drenaje,

lPermanecen separados 0 mezclados el aire y

elvapor?

Adernas del aire presente en el equipo antesde su a rra nq ue , s igue entrando mas en el apa-

rato junto con el vapor y se mezcla con el.

Cuando el vapor condense, el aire perrnanece

y se deposita en las superfic ies de condense-

cion, Puesto que el vapor fluye natu ralmente

hacia el punta mas alejado del de entrada, es

razonable esperar una concentracion aprecia-

ble de aire en este extrema. Sin embargo,

cuando el vapor- f luve a 10 largo de una tu be-

ri a 0por la superficie de inter carnbio de un

calefactor de cualqu ier tipo, las turbulencies

que se producen provocan una mezcla del va-

po r vel a ire p re se nts .

A s ipues, el vapor y e l aire en rnovimiento

tienden a mezclarse; pero e n c on di cio ne s esta-

ticas, como las que se producen en recipientes

cerrados de gran volu men, la condensaci6n del

vapor deiara Ii bre el aire que teridera a caer

hacia la parte baja del espacio considerado. EI

aire es mas pesado que el vapor en l ias misrnas

condiciones de ternperatu ra y presion v , por

tanto , una rnezcla de aire y vapor es mas pesa-

da Que el vapor solo, Can 10 que lIevamos di-cho se deduce que lo s puntos finales de la s

1 Incas de vapor deben ser dr enados de aire ,

con el fin de que este no lIegue a 105 equines

de Ii a planta. Adernas, en estes equ ipos se debe

elirninar e I dire en 105 "puntos rernotos" cs de-

eir, en los puntos mas alejados del de entrada

de vapor. O onrle se pueda eleq ir. el drenaje de

aire se situara en la parte super ior de la zona

opuesta a la entrada de v ap or, e sp ec ia lrn en te

en los cases en que las trampas no teng an g ran

capacirtad de eliminacion de aire .

45



Vapor.

:'/

/i. ~ .

Aire

....~: . :. . : < .

· ; : i ) ~ ,. ~ : ' ; " · . ;. ~ · . : : : , : .

: ~ l i " f ! r ! ) ~ i ; : i !---

T rarrm a para Vapor

Fig. 45 Eliminacion Conjuntode Aire y Condensado

Fig. 46 Eliminacion del airemediante un Eliminador Terrnostafico

Elirninacion del aire

Las figuras 45 y 46 muestran como la posi-

cion de la entrada de vapor en un equipo con-

diclona las necesidades de el iminaci6n de aire.

Los espacios dsstinados al vapor en ambas

figuras son identicos can la diferencia de que

en la figura 45 8 1 vapor entra par la parte su-

perior y en la 46 par la inferior. En ambos

casas, el condensado cae par graved ad hacia el

fondo dande es eliminado a traves del punto

de drenaje por su tramps correspondiente.

Considerernos primero la figura 45. EI vapor

entrando poria parte superior empuja el aire

Tr arnpa a Flotador COil SLR

Fig. 47 Venteo de una Paila Volcable

46

Eliminador

deAire

Aire

I.

>....t:

' : . :' .

•I

I I

~ , I". I

Vapor

hacia el fonda donde es descargado par la

trampa, que debera tener en este caso buenas

cualidades de eliminaci6n de aire. No 5e nece-

sita f1ingun otro elernento de venteo , Si pasa-

rnos ahora a la figura 46, la situacion es bas-

tante diferente. EI vapor que entra tarnbien

empuja el aire pero, en esta ocasion, hacia la

parte superior. A menos que S8 prevea alg lin

equipo para que el aire descargue, quedara

retenido en la parte mencionada provocando

una zona trIa en la superficie de calefacci6n.

La turbulencia en el vapor provocara una mez-

cia parcial del aire que sera trasladado a otras

Coleetor

Aire Caliente

Condensado

Vapor

VaporCondsnsado ..

Fig. 48 Venteo de una planchadora continua



partes de la superficie de intereambio donde

se depositara en forma de pel kula, reducien-

do considerablernente la transmisi6n de calor.

Es esencial instalar alqun tipo de venteo en la

parte superior para elirninar este aire rapida-

mente antes de que tenga tiempo de mezclar-

se con el vapor en una proporcion considers-

ble.

EI uso de vatvu las manuales para este pro-posito tiene todas las desventaias que se han

visto al mencionar su utilizacion en la elirnina-

cion de condensado, por 10 que es rnejor insta-

lar un venteo autornatico. Puede ser del tipo

de presion equi lilbrada, au nque tarnbien 5e

usan trampas de tipo birnetalico y de expan-

sion I iquida. La valvu la de una trarnpa term os-

tatica eliminadora de aire debe estar tota lrnen-

te abierta en el arranque de la plants puesto

que se debe descargar rapidamente gran canti-

dad de aire. Debe cerr ar antes de que se alcan-

ce la ternperatu ra del vapor, pero si se acurnu la

aire durante la operacion normal de la planta,

debe ir abr iendo en respuesta al descenso de

temperatura.

En las figu ras 47 y 48 se muestran ejem-

plos practices de el irn.nacion de aire en una

rnarm ita basculante y en una planchadora

cant inua, Ambas piezas tienen espacios

destinados al vapor donde, debido a los

sentidos del f lujo, es facil determinar en que

puntas el airs puede quedar retenido y, por

tanto, donde 58 deben instalar los eliminado-res de arre.

Selecci6n de una

trampa para vaporHay quien dice que fa mavor ia de las trampas

para vapor son va l ida s pa ra cualquier ap l i ca -

cion (en tanto que las condiciones de opera-

cion esten dentro del campo de presiories y

capacidaues de descarga de la tr arnpal. Sin

embargo, no debemos contentarnos con que

la trampa traha]e moderadamente bien, sino

que debemos alcanzar la maxi ma eficiencia

en todos los equipos que usan vapor. Esto sig

nifica que 58 debe seleccionar una trampa para

cada aplicaci6n concreta.

la tista siguiente contiene un nu mero im

portante de pregu ntas que deben ser conside-

radas al elegir una tr arnpa.

A, eSe debe descarqar el coridensado tan

pronto como S8 Iorrna?

B. < '. La linea del retorno de condensado esta

a nivel superior que el equipo Que se purga?

C. LHay riesqos de golpes de ariete en la

Iinea?

D. (Hay vibraciones 0 movimientos excesivos

en el equipo?

E. c Contiene el condensado substancias co-

rrosivas?

f. < '. Esta la trampa instalada a la intemperie?

G. z Se utilize vapor sobrecalentado?

H. (Hay cantidades irnportantes de aire?

I. cHav posibilidades de bloqueo por vapor?

J . z Comprende la instalacio n d iv ersas unida-

des calentadas can vapor?

Veamos a continuaci6n esta lists con mayor

de talle.

A. Anegamiento par con dens ado

En la rnavoria de los equipos calentados con

vapor es deseable y muchas veces imprescindi-ble, dascarqar el condensado tan pronto como

se forma. S i bien la entalpia del aqua satu r sda

del condensado es utilizable, se obtiene una

transferencia de calor mas irnoortante si u nica-mente el vapor esta en contacto con la super-

f icie de transferencia. Las razones de este

fenorneno se han visto claramente en un ejerm-

plo anterior.

Las trampas del tipo mecanico son las ido-

neas para aplicaciones que requ ieran una rapida

etirnmacion del condensado. Las del tipo ter-rnostatico no drenan condensado haste que

este se ha enfriado una cantidad de grados PDf

debajo de la ternperatu ra de I vapor, CDn 1 0

que se produce un cierto anegamiento del

espacio desti nado a este. Si n em ba rgo, en

a Igunas ocasiones e! anegamiento puede ser

aceptable 0 incluso deseable. Como ejernplo,

consideremos la diterencia entre las necesida-

des de purga de un radiador de vapor y una

unidad caiefactora. Mientras 81 espacio dedi-

cado a I vapor en un radiador es grande com

parada 'con la superficie de calefacci6n, la

eapacidad de vapor de una unidad caletactnra

es pequefia cornparada con la transferencia de

calor requerida. E I radiador puede utilizar

oerfectarnente la entalp ia del agua saturada

del condensado antes de descargarlo, pero en

la unidad calefactora no se puede hacer. Por

esta razon, el radiador podr ia ser squipado

can una trampa terrnostatica mientras que la

IJ nidad ca lefactora 10 debe ser con una trarnpa

que elirnine el condensado inrnediatarnerite.

En este ultimo caso. por pequefio que fuera elanegamiento, reducir ia 1 8 transterencia de

calor V provocar ia que el calefacror soplase

47



aire frio. EI condensado retenido en la unidad

calefactora es tarnbien una fuente de cerro-

sion y por tanto de reduccion innecesaria de

vida de los tu bos del calefactor. EI porcentaje

tolerable de aneqarniento del espacio de vapor

es ellararnente un factor sign if icativo en la

seleccion de ~a trampa. L a eleccion incorrecta

del rnisrno es fuente, en muchos casas, de

bajos rendimientos del equ ipo.

B. Elsvacion del condensado

La v elo cid ad a la cual la trarnpa puede descar-

gar el condensado depende del tarnafio del

orificio de la va Ivu la V de la presion diferen-

cial 0diferencia de presi6n entre la entrada y

la salida de la trampa. Si una trampa descarqa

a la atmosfera. la presion diferencial a traves

de la rnisrna es ig ual a la presion de entrada.

La mismo sucede si la trampa descarg a en una

I inea de retorno situada a nivel inferior y que

perrnite al condensado Ilegar, por gravedad, altanque de alimentaci6n de caldera (a menos

que un retorno subdimensionado cree con-

trapresionl, Desqraciadarnente una disposrc6n

de este tipo es poco frecuente bien porqueel

tanque de al i rnentacion de la caldera esta a un

nivel superior de la trarnpa, bien porque el

circuito de retorno circula por n iveles super io-

re s para evitar obstrucciones. En estes casos,

el condensado debe ser irnputsado mediante

una bomba 0 par 1 8 propia presion del vapor,

hasta supunta

final. En esta seccion, nos inte-resan especialrnente los problemas que puedan

su rgir par la elevacion de condensado median-

te la presion del vapor a la entrada de la tram

pa. Por cada 0,11 bar (11 kPa) de presion de

vapor en la trampa, el condensado puede se r

elevado a una altura prox r ma a 1m. Para ele-

'liar el condensado, la trarnpa debe ser de un

tipo en el cual todo el cuerpo este sometioc

a la presion total del vapor.

Todas la s trampas de ba Ide y ta mayor

parte de las habituales en el mercado son de

este tipo. Hav desventaia a I e le va r el conden-

. sad a par este metoda. En primer lugar, no

siempre S8 dispondra de la presion de vapor

necesar ia a la entrada de la trarnpa. Si. por

ejemplo,la presion normal de operacion es de

1.65 bar (165 kPai teoricarnente es posible

elevar e,l condensado a 15m. Sin embargo, en

el arranque, la presion de vapor perrnanecera

durante un ciert o tiempo a un valor proximo

a 0 ba r 0 i ncl usa por debajo. Hasta qu e osta

presion aurnenta, e~ condensado no puede ser

drenado y se acumu la ra en e I espacio dest ina-do al vapor. Este hecho provocara un periodo

lk ralentarnicnto mas larg o. E I condensado,

48

edemas, evitara la sal ida de alre a traves de ta

trampa co n 10 cual el problema ernpeorara. Si

elequipo tiene control de temperatura, la ac-

cion de este control puede reducir la presion

del vapor por debajo del va lor al cuat la eleva-

cion de eondensaclo se efectuaria corrects-

mente hasta la Illnea de retorno. Una vez mas,

el espacro destinado a I'vapor quedara anegado

hasta que abra la va lvula de control, resu Itan-

do una deficiente regu laci6n de temperatura

y un riesqo de qolpes deariete cuando el va-

por I~egue subitarnerite al e sp ac io anegado. Se

debe recordar que ciertos tipos de trampas

tienen lirnitada la contrapresion a la que pue-

den descarqar. Es partrcu larrnente irnportante

en las trampas de tipo termodinarn ico, mien-

tras que las birnetalicas han de ser nueva-

mente calrbradas si deben descarcar con una

contrapresion irnpuesta por la elevacion de

condensado. Las trampas se pueden instaler

enla parte baja 0 en la superior de la tuber iaascendente, sequ n las necesidades de cad a ins-

talacion en particular.

Trampas en la parte baja de la tuber Ia.

Siempre es preferible instalar la tram pa por

debajo del punta de drenaie de la unidad en

cuestion. L a figura 49 rnuestr a la mejor dispo-

sicion para elevar condensado oirectarnente de

Retmno de I)Condensado U

Vapor

Marmita 1!

A. Filtro

B . T r arnpa a Hotador ABC D

C . Mirilla ~ lLf-"7u: .lH.L. . 1 - -D. Valvula dr: <d '2:t ~

"etHncion

Fig. 49 Trampa al Pie de la Elevacion--_



la trarnoa. La trarnpa esta en la parte inferior

de la tuber ia de elevacion y cerca de la unidad

a drenar. Esta precedida de un filtro y seguida

de una va l vu la de retenci6n Esta se instals pa-

ra evitar que el condensado Ilene la parte des-

tinada al vapor durante las paradas. Es desea-

ble conectar la tuber ia de elevacion a la parte

superior de la tu ber ia principal de retorno de

condensado.

Trampas en la parte alta de 1 0 3 tuber ia de ele-

vacion.

H ay o ca sio nes en la s que no es posib le instalar

trampas en la parte inferior debido a la dispo-

sici6n del equipo, La figu ra 50 muestra un re-

cipiente. equ ivalente a1de una unidad de tr ata-

rniento superficial, calentado con un serpen-

t in lleno de vapor. La tu ber ia baja por un la-

do del recipiente, circu la par el fondo del rnis-

rno V sale al exterior subiendo por la pared

opuesta antes de alcanzar la trarnpa. EI final

del serpentin no puede salir por el fonda delrecipiente porque introduciria una junta que

puede perder I iqu ida corrosive. E I vapor

condensa al ser admitido en el serpentln

.. Vapor

I

Tr arnpa par a VaporI ,

Serpentin

Fig. 50

Trampa luego de la elevacion - Incorrecto

Vapor

. . .Tuberia

Delgada

----__,~-~---. . . . : : . ~ ~ ; :- "

- ~ - - - ~ j : :I U"

.c'

Se rpcnt in de

g ra il T ar na fi o

Fig. 51Trampa luego de 1 8 1 elevaci6n - Correcto

Fig. 52 Vapor/Agua en tuber ias

Vapor

Condensado

Vapor

t W · ~ & ; ~ " A 1 W 4 ; ~ ; ; t $ " i ' ; ; I :Condensado

Vapor

Condensado

Condensado

V este condensado 5e acumu la en la parte baja.

AI misrno tiempo, el vapor puede pasar por

encima de aquel V alcanzar 131r arnpa que C8-

rrara inmediatamente. No abrira hasta que el

vapor que llena la tuber ia previa a la trampa

condense. Sin embargo el vapor continuara

entrando V Ilegando a la trampa hasta que se

hava formado sufic iente co ndensado en la

parte baja del serpent in. Este condensado sera

ernpujado por el vapor hasta la tramps que

abr ira. Cuando la trampa abre, el nivel delcondsnsado disrninuve con 10 que el vapor

puede t leqar nuevarnente a 181rampa. Se repi-

te el proceso con e~ resu Itado de que el ser-

pent In nunca queda libre de candensado por

to que la eficirencia tsrrnica HS baja, Esta situa-

don se puede mejorar con ia d isposicion Que

se rnuestra en la figura 51. En lugar de un ser-

pent In plano, este desciende gradualmente en

la direccion del flujo de vapor y forma un

coda sif6n antes de iniciar el camino ascenden-

t e o

Un tuba de pequefio diarnetro conectado

a 1 8 1 trarnpa se inserta dentra ccf'tubo del ser-

49



pent in hasta el flU nto bajo de 1 codo sif6n.

Cuando Ilega vapor en el arranque, el primer

condensado que sc forma cae en 81 coda sifon,

sellando ~a parte final del tubo de pequerio

diarne tr o e irnpidiendo que e,1 vapor lleque a

la trampa. Debido a este psquerio diarnetro,

tarnpoco las burbujas de vapor pueden "egar

a la trarnpa, 10 que suceder ia si 58 mantuviese

el diarnetro del serpent in. La mayor parte de

las trampas pueden ser instaladas en el punto

superior del tuba de pequefio diarnetro siem-

pre que la instalaci6n 58 etectue del modo

descrito. Sin embargo, 5, 1 se uti n Z<' l I .H l.3 trarnpa

de balde invertido, hay que insta lar una reten

cion, a la entrada, para evitar que el sello de

agua que necesita la .trarnpa se pierda a traves

de la tuber ia de pequefio diarnetro.

c. Golpes de ariete

Tan pronto como el vapor sale de la caldera,

se inicia 1 ( 1 condensaci6n en las tuberias debi-

do a las percidas de calor, Esta condensacron

e s p artic u larmente importante en el arranque

cuando el sistema esta frio. En la figu ra 52 se

ve como las gotas de condensado 58 van depo-

sitando en 81 fondo pudierido Iorrnar. even-

tualmente, una. barrera compacta que es arras-

trada a gran velocidad a 1 0 largo dela tuber ia.

Cuanda este condensado encuentra un obs-

taco 10, ta I como un cambio de direccion de la

tuber is, sera frenado subitarnente. L a energfa

ci netica del condensado a alta velocidad seconvier te en energia de presion que es absor-

bida por la tuber ia. S i la velocidad es muy alta

a el peso de condensado jrnportante. la canti-

dad de eneruia liberada puede ser suficie nte

para romper algu n elemento de la instalaci6n.

Incluso can la ba]a velocidad y poco peso, el

ru ida creado en el sistema por ell impacto pus-

de provocar molestias irnportantes. La inci-

dencia de los qolpes de anete sera mayor 5i 58

forman bolsas de condensado en los puntos

bajos del sistema de vapor. Son fuente cornun

de problemas los pandeos en las tuberfas 0 el

uso incorrecto de reductores concentricos,

como 5 e ve en I'a figura 53. Un reductor insta-

lado correctarnente como el de la figu ra 54 no

permite ac u mulaci6n de condensado. I ncluso

un fi Itrro instalado como en la figura 55 es una

fuente potencial de go lpe de ariete. Es mucho

meier instalar los fi ltr os en un plano horizon-

tal para evitar que la balsa de condensado

pueda se r a rra str ada par el vapor que circula a

gran velocidad Can el fin de mi nimiz ar la po-

sibilidad de qolpes de ar iet e. las lineas de va-

par deben insralarse con una pendien te en la

dir eccion del Ilu]o y can puntos de drenaje

50

instalados a intervalos regu lares y en los pun-

tas bajos. Despues de las trampas deben insta-

larse valvulas de retenci6n que impidan e!

paso de condensado en sentido inverse que

inundar fan las tu berias cuando se produiera

una parada.

AI al imentar de nuevo con vapor en el

arranque, las valvu las de comunicaci6n deben

ser abiertas poco a poco con el fin de que si

hu biese ouedado condensado en el sistema

este sea arrastrado lentarnente hacia los pun-

tos de drenaje y no a gran velocidad. Losgol-

pes de ariete pueden producirse en serpentines

sumergidos en tanques, S i bien no tienen cam-

bios de direccion, el vapor que entra conden-

sa muy rapidarnente. EI resu Itado es un peso

comparativamente importante de agua arras-

trada par el vapor el cual a su vez tiene una

velocidad rnuv alta deoioo a la rapidez de la

condensacio n. Es irnportante que el serpentin

tenga una pendiente positive y que en su parte

final tenga un coda sif6n y un tubo de eleva-

cion de psquerio diarnetro hasta la trarnpa,

como se ha visto en la figura 51. Si el coriden-

sado debe ser elevaco oespues de la tramps.

las dificu Ita des proceden del hecho de no dis-

poner de suficiente presion a la entrada d e 1 0 3

trarnpa E I equ ipo quedara anegado y los gol-

Vapor

Fig. 53 Reducci6n Concentrica

Incorrecta

Fig. 54 Reducci6n ExcentricaCorrecta

Fig. 55 F iltro formando un punto bajo



pes de ariete se ra n in ev ita ble s cuando la pre-

sion de l vapor vuelva a au rnentar. Este es el

caso de equipos can control autornatico de

tcrnper atu ra. L a mejor disposic Ion en estes

cases es drenar e~ condensaclo par g ravedad

basta un tanquc receptor a presion atrnosfe-

rica v usar una bornba para elevar e! conden-

sado a mayor nivel.

Es aconsejab!e instalar una trampa robusta

como 'a termodinarnica. la de balde inver tido

a la birne ta Iica cuando hay r iesqo de gal pes de

ar iete . L os qolpes de ariete 58 pueden presen-

tar tarnbieri en el sistema de retorno de con-

densados. E 11 0 es evidente desde que las tram -

pas descargan condensado a la temperatura de

satur acio n 0 u na temp eratu ra proxima en una

tuber ia de retorno de condensado eornpleta-

mente inundada E I revaporizado que se for

ma cuando el eondensado pasa pa r la trampa

debe abrirse paso en la tuber ia lnundaoa, oca-

sionando violentos golpes de anete. Una solu-cion de eomprom iso es usar una tramps para

vapor que e l im i ne el eondensado a una tempe-

ratura in ferior a la de saturacion rninirnizando

el revaporizado que se forma (fig. 56}. Para

esta disposlci6n,es necesar io d isponer de un

bolsi " 0 de drenaje adecuado v de la suf'iciente

1 0ng itL ld de enfriam iento antes de la trampa,

si no el equipo 0 la tuber ia de vapor se llenaran

de coridensado. Ell la practice. la descarga de

condensado en una tuberia inundada debe

evitarse siempre que sea posible. En la f iqura57 se ilustra el unico sistema seguro de evitar

problemas.

D. Vibraciones

La mayor parte de los pr ocesos y equipos de

calct accion no estan sujetos a v ib racio nes

excesivas con 10 que este factor rararnerite

ticne influencia en la se Iccci6n de 18 trampa.

Sin embarqo. esto no es as i en algun s aplica

ciones ta les como bornbas. rnarti lias ac ciona

do s can vapor, equ ipos 1115ta lad05 en bar cos y

otros. Indudablerne nt e la mejor trampa en es-

tas condiciones es la de tipo ter rnodina m ico.

La u nica parte rnovi I es el disco de acero ino-

x idable que no se ve afectado III siquiera por

v ib raci one s severas 5i el movi miento no es

(~XCCSIVO tarnbien se pucde utili tar trampas

tl'jillOS~allcas de expansion l iquida. Este tipo

requ iere una eierta lonqi tud de enfriam iento

entre trarnpa y punta de dr enajs para que el

condensaclo se errf r ie Iuer a del espacio desti

nado (1 1 vapor. En los b.ir cos se preseritan otras

comnhcacrones. L as Vlt)t .rciones casi siurnpreva n acompafiadas de qolpcs de ar iete debiclo

a la irnp osibihrlad de etectuar un trazado arie

Tuber ia principal de Vapor

Trama de refr iqeracion

Tramps ..---- ~L

Retorno de Condensado

Fig. 56 Descarqa en una tuber ia inundada

Tuberra principal de vapor

~~===:::::::=::::::;;:

Trarnpa para Vapor l\ A la

..... Atmosfera

~..-=::::::;;;;::~~

Retorno de

Condensado

Bomba

Fig. 57 Descarga de Trampas en elcolector de una bomba

cuado puesto que se dispone de [loco espacio.

Adernas el vaiven de un barco puetle tarnbien

afectar la operacion de un flotador 0 una

eu beta. Tarnbien en este caso la tramps ter-

modinarnica es la que mejor 58 cornporra V

esta es la razon por la que se encuentra tan

lr ecuenternente en instalaciones navales.

E. Condensado corrosive

EI agua no es suficienternente pu ra para po-

derla usar d i recta mente en la alirnerrtacion de

una caldera, sin alqun tipo de tratarniento pre-

via. No es ex trafic . por tanto que puede co n

tener solidos disuel tos (que pueden precipitar

formanclo lncrustaciones en la superfi ic de

in tereambio de la caldera) y gases, tales como

ox {gena y dioxide de carbone: Estos g ases

son arr astrados por el vapor hasta las zonas de

intercarnbio terrnico de fa planta, donde per-

rnanecen al coridensar el vapor, Cuando I(J

conc ntracion de g ases aurnenta, estos pueden

d isolverse en el condensado, convicrtierido!o

en corrosivo. S i la ca Idera p rodu ce arrastrns deaqua e impurezas sotidas, estas se verau intr o

duclcJas en l a i ns ta la ci on y consecuen truu'utr:

51



una buena parte de elias iran a parar al con-

densado.

Cuando se habla de tratamiento del agua

no debemos tender unicarnente a obtener con-

diciones satisfactorias en la caldera, sino Que

debernos lograr tarnbien que no sean atacadas

\a~\\i~e.t\a~ . e . tl2!\atno o . e . cana.e.n<;auC)'?,.E~correcto tratarniento del agua es esericial en

calderas modern as, de pequefio tarnafio com-

parada con su potencia. Si la cal idad del agua

no es la adecuada, se puecen producir arras-

tres nocivos, Se debe consultar la opinion de

expertos cuando se sospecha que se tienen

condensados corrosives debido a mala calidad

del aqua de a lirnentacion.

Otras fuentes de corrosion tienen relacion

co n procesos en los que vapor y condensado

pueden entrar en contacto can la substancia a

calentar. Por ejemplo, durante el proceso de

vu Icanizaci6n se puede formar una cier ta can-

tidad de acido sulfurico que corroe las partesmas debi les de las trampas y otros acces orios.

En ciertos procesos se ha de invectar vapor VI·

vo directarnente a Iiquidos que son de natu rale-

za conosiva. Cuando la valvu la de paso esta

cerrada y se cierra tarnbien la va Ivu la principal,

el vapor que h a qu edado en las tu ber r a s con-

densa, produciendo un cierto grado de vacio

que puede faci litar el paso de liquido corrosive

hacia lias tuber las de vapor. Este l iquido 10 en -

contramos finalmente en la s trampas que son

atacadas en sus partes mas debiles, Un proble-ma similar puede ocurrir en tanoues elf! los

que se calientan mezclas corrosiv es m ediante

serpentines de vapor, con sus correspondien-

res trampas. En este caso la entrada de ~iquido

a las tuber Ias de vapor se puede producir par

pequefios pores de los serpentines.

La manera mas sencilla de evitar estas for-

maciones de vacio en las tuberias consists en

instalar una valvula de retencion que este ce-

rrada cuando se alimenta con vapor y abra al

deiar de hacerlo, para permitir la entrada de

aire {fig. 58}. De este modo, la tuber ia siern-

pre estara, como m inimo, a la presion atrnos

ferica. Algunas trampas estan tab rica das con

rnater iales que pueden resistir cier tos tipos de

corrosion durante per iodos de tiempo largos.

Sin embargo, raras veces la instalacion de es-

tas trampas es la solucion correcta al proble-

ma, debido al efecto que Iia corrosion produce

en otras partes del sistema. La mejor manera

es eliminar la causa de la corrosion en su ori-

gen. Se puede producir una corrosion muy

rapids en sistemas de trabaio interrnitente y

que no se drenen convenientemente. En pre-

sencia de ai re, el condensado, que se acu mu la

52

en pu ntos determinados, puede produci r

corrosiones severas.

Un ejemplo 10 tenemos en los sistemas de

calefacci6n que no se utilizan en los rneses de

verano .. Siempre que sea posibte, se deben dre-

na r completamente estos sistemas cuando

e st -an i ll er a de US!). E~oxiqeno y e\ (flox"loo ce

carbona son responsables de la mayor parte

de las corrosiones en los sistemas de vapor.

Aunque no son peligrosos cuando estan pre-

sentes como gases, si que causan problemas

cuando 5e discetven. La proporci6n en la que

pueden disolverse en un I iquido aumenta cuan-

do la temperatura de este disrninuve. Par esta

razon Ilos sistemas can eliminacion de aire

correcta yen los que se drena el condensado a

la temperatura del vapor: no sufren dafios por

corrosion. No es recomendable descargar los

venteos en las tuber ias de retorno de conden-

sados porque se facilita la corrosion en los

trarnos de tuber ia posteriores a las trampas.

F. Heladas

EI condensado de 'as tuberias que estan insta-

ladas en el exterior se puede helar en in vier-

no cuando se corta el vapor. Las trampas, en

estes casos, pueden sufrir las consecuencias,

No es raro ver trampas dafiadas por esta causa.

Se puede evitar este problema de distintas

maneras. Ou iz a la mejor solucion ia constitu-

yen las trampas termodinam icas, puesto que

no so n dafiadas por las he ladas, Como alterna-tiva, hay que tener presents que cualqu ier

trampa que abra por descenso de tempe ra tu ra

Valvula de

retencion instal ada

como rornpedor de

vacio

I

Trampa para

Vapor

.~-- ~ -~---

Regulador de

Temperatura

Fig. 58 Valvula de retenci6n actuandocomo rornpedor de vacio.



tampoco sufrira dafios siempre que deje salir

todo el conderrsado. Como soiucion de

emergencia se podrfa pensar en aislar las

trampas, aunque ella no sea una garantia total

s! las condiciones son muv duras V si se esta

mucho tiempo sin vapor. En algunos casas, se

podria lIegar incluso al calentamiento externo

do las trampas grandes.

G. Sobrecalentam iento

En relacion can el efecto del vapor sobreca-

lentado sobre las trampas hay dos pu ntos im-

portantes a tener en cuenta:

En primer luqar, que las temperaturas de

sobrecalentamiento pueden ser muy altas V,

ell segundo lugar, Que estas temperaturas no

guardan niquna relacion con la presion del

vapor. L as temperaturas del vapor sobrecalen-

tado, en general, son rnuv altas porque este

vapor se produce casi siempre para utilizarlo

en tu rbinas () maquinas para qenerar potencia,Ademas, tarnbien suelen ir mtimarnente rela-

cionadas con altas presiones, Rara vez se en-

cuentra vapor sobrecalentado en procesos de

ca lefaccion. pues to que para estes casos es

mejor el saturado. S610 en algunas instalacio-

nes 5e aumenta ligeramente la ternperatu ra

del vapor en relaci6n a la de satu racion para

que du rante la distribuci6n del mismo no se

corivierta en vapor hu medo, antes die alcanzar

el proceso. Contrariamente a 10 que se podria

suponer. tarnbien se requieren trampas para

drenar Iineas sobrecalentadas. En el arranque,

puesto que el sistema esta frio, incluso el va-

por sobrecalentado Ilega a enf riarse suficiente-

mente para produci r condensado. Cuando el

sistema ya esta caliente, las perdidas por radia-

cion deben ser cornpensadas por el vapor, que

cede parte 0 todo su sobrecalentamiento y

condensa, a menos que la tasa de sobreca len-

tamiento 0 la cantidad de vapor Que cir cu la

sean irnportantes,

Las trampas que se usan con vapor sabre-

calentado S8 construyen can materiales que

resisten tanto la presion como la ternperatu ra.

L as trampas termodinarnicas y las birne talicas

son las que se utilizan norrnalmente. Call las

trampas de balde invertido ex iste el riesqo de

que ei sellado de agua alrededor del lade abler-

to del balde se evapore con el sobrecalenta

miento. Se puede evitar instalando una valvu la

de retencion a la entrada de la trampa. Par es-

ta razon, las trampas de ba Ide invertido para

altas presiones y temperatu ras a menudo ya

Ilevan incorporada una va Ivu la de retencionadecuada. Puesto que la presi6n y la tempera-

tura del vapor sobrecalentado no guardan

ninguna relaci6n, la mayor parte de las

trampas terrnostaticas de presion balanceada

no pueden ser utiliz adas en Ifneas can este

tipo de vapor. La rnavor ia de los fuelles

terrnostaticos no pueden soportar temperatu-

ras par encima de 1 3 del vapor saturado para

una presion dada.

H. Bloqueo par aire

En lias per iodos de paro, el sistema de vapor

se Ilena de aire. Adernas, du rante el funciona-

miento, el vapor arrastra consigo aire e incon-

Presion

mm H20

Fig. 59 Eliminaci6n de Aire en una

T rampa de Balde Invertido

Eliminador

~==~:::::r de Aire

Final de

Linea

~ . . . . . . . J " " . .Trarnpa de

Balde

Invertido

Fig. 60 Eliminador de Aire enParalelo con la Trarnpa

53



densables .. Y a se ha vista que la presencia de

aire aqrava los problemas de corrosion y que,

adernas, puede afectar neqativarnente el rendi

m iento del equipo. Otro problema, que puede

y debe ser evitado, es la tendericia de alqun

tipo de tramps a quedar bloqueada por a Ire.

Cuando se arranca una planta, todo el aire que

ha Ilenado el sistema du rante la parada debe

se r e lim in ad o 10 mas rap idamente posible. EI

vapor empuja al aire hacia las trampas, donde

es descarg ado. Por esta razon, si la trarnpa no

elirnina el aire facilm ente, se debe solucionar

con alg una instalacion especial. Todas la s

trampas del tipo iermostatico estan com ple-

tamente abiertas cuando estan frias y perrni-

ten que el aire descargue iibrernente tanto en

lo s arranques como cuando lIega aire a la

trarnpa en marcha normal. L a instaiacion de

un elim i nador de a i r o e ter rnostatico en el inte-

rior de la trampa de f lotador g arantiza que

estas tarnbien se cornportara n correctarnenteen presencia de air e 0 inconderrsables. S i bien

las trampas de balde invertido nunca quedan

total mente bloqueadas par aim , 10 dejan esca-

par muy lentamente debido al pequorio tarna-

no que necesariamente debe teller el agujero

de ventilacion del balde. Recuerdese que la

presion que actus sabre el aire para expu lsar lo

es solo 18 dif erencia entre el nivel de agua en

el balde y fuera de el. ta l como 58 ve en la

figura 59,

Hay una manera de superar esta dif icultad.Alqunas veces las trampas de balde invertido

se equ ipan con un termastato en el propio

balde. Cuando esta abier to . por ejernpto en la

puesta en marcha, au menta la capacidad de

descar qa de aire, S in embargo, como la tram

pa esta siernpre llena de aqua, las diferencias

de temoer atu ra que deben pr ovocar la apertu-

ra y cierr e del termostato cuando la instala-

c ion esta en servic io . son peuuefias V tos pr o

blemas de funcionam iento son cornentes.

Adernas. e l aire. despues dcl terrnostato, debe

encoritrar el camino de salida hasta fa valvula

principal sin quedar acumu lado en ninqun

otro sitio . L a mejnr rnanera de solucionar la

ehrni nacion de ,life cuando se uti liz an trampas

de balde inver t ido es instalar un eliminador

de aire ter rncstatico por encima de la tram pa

ta I como se muestra en la frqura 60 . L a cons

rruccion V operacion de un elirninador de (lire

son ident leas a las de uno Ia rn pa tc rr no sta tic a

L as tram pas terrnodinarnicas SOIl capaces de

descarqar el airs en los arranques a menos que

la presron aurnerite rnuv r apidarnentc . S i ela i re es forzado a sat i r a traves de la trampa a

g ran velocidad. el efec to dinarnrco puede cau

sar el asentarniento del disco en su asiento can

10 que la tramps quedara bloqueada po r aire.

En lo s cases en que este hecho representa un

problema, 5e debe instalar un elim inadar de

aire termostatico en parale!o co n la trampa.

I. Bloqueo par vapor.

EI bloqueo de las trampas por vapor es una

causa frecuente de la operacion ineficaz de un

equipo v , sin embargo, es un fenornerio bas-

tante iqnorado. E 1 problema basico queda i Ius-

trada en la fig ura 61 Una unidad calentada

ca n vapor es drenada mediante una trampa

terrnostatica correctamente dirnensionada e

instatada. L a unidad a la que esta conectada la

trarnpa trabaja con vapor a una presion de

IIno s 3 b ar rclativ os y hay u nos 5m de tube-

ri a de 25mm entre la salida A y 1 8 trarnpa B .

Cuando se ruanda vapor al sistema, este esta

tr io y la tram pa esta abier t a c ompl et amen te .

E I aire y el condensado descarg an debido a lapresion que ejerce el vapor, Cuando este Ilega

a la trarnpa, esta l J It ima cierra. deja ndo el tra-

010 de tuber ia de A a B Ileno de vapor.

lrnaqinernos por un morncnto que esta tu-

ber ia este Ilena de aire en lug ar de vapor pero

con la trarnpa cerrada. A unque la presion de

tr a bajo es de 3 bar re latives, la diferencia de

presion entre el punro de drenaje y la tram pa

es muy pequefia Es solo la debida a los pocos

cent {metros de ditcrencia de nivel, tal como

se ve en la f iqura 61 . Por esta razon. to d o e~condensado que se forme debera lIeqar a la

VilPOI

.-Il~---'Equ,PO

5m fie tublCrld de 25 mm BA~~------------------~l

~ . .rarnpa para

Vapor

Fig. 61 Bloqueo par Vapor

Trarnpa

FT con

1 SLR

Sitcn 1 1 1 . I "

1/l1~

Fig . 62 C il indro Secador __j



trampa por gravedad, con 1 3 dlficultad que ge-

nera el que toda 18 tuber ia este llena de aire:

La mismo sucede cuando la tuber ia esta Ilena

de vapor, fenorneno que se conoce como blo-

queo po r vapor. Una solucion podr ia ser que

la tuber ia de descarqa del sistema fuese de

g ran diarnetro. Pero habr ia que colocar en e~

equipo una conexion de salida del rnismo

diarnetro que la tuberia de descarqs, pues el

estranqularniento provocado por una cone-

xion de pequefio drarnetro causar ia sella de

vapor en ese punta. Adernas el tuba de gran

diame tro ser ia mas car o y dif icil de instalar.

La rnejor solucion es insta lar Ia tr arnpa 10 mas

cerca posible de la unidad que debe ser

dreriada. 5i se uti liza una trampa terrnostatica

de presion ba!anceada 10 mejor es insta.arla a

1mol ,5m del punto de drenaje. Esta manor

longitud de tuber ia reducira la posibdidad de

sello de vapor. Si se instalase una trarnpa

termostatica de presion mas cerca del eouipo,e! condensado tardar ia mas tiempo en enfr iar-

se y se provocar ia anegamiento dell esoacio de

vapor.

Si se util iza una trarnpa de tipo rnecan iCD,

debe ser instalada siernpre cerca de! punta de

drenaje Si elto no es posible, sera necesar io

instalar una valvula complementaria en la

trampa, que perrmta elirninar continuamente

el vapor que de otra manera, la bloquear fa.

EI eilindro de secado de la Figura 62, es un

caso en el qu e es irnposible instalar la trampscerca del punta de rirenaje, puesto que debe

ser colocada despues de la Junta rotativa, E I

si lon 0 tuba de eliminacion de condensado

esta rodeado de vapor co n 10 que las perdidas

de calor riel vapor que pueda quedar bloquea-

do en este tuba son muy lentas, La unica so-

lucian es ins talar una trampa de flotaclor que

disponga de la valvula cornplementar ia de la

que se ha hablado en el parr afo anterior. Otr o

ej8mplo irnpor tante de bloqueo par vapor es

cuando la tr arnpa debe ser instalada en la

parte alta de un tra mo ascenden te in rned rato

al pun to de drenaje La solucron para este

caso. utiliz ando un tuba de pequefio diarnetro,

va ha sido descri ta en 81 espacio dedicado a

la clevacion de condensado.

J. Trarnpeo en qrupo

Veamos la disposicion de la figura 63, Dos

un.dades caientadas par vapor, A y B siruadas

una junto a la otr a, trabajan a p re sion es de

0,4 y 7 bar re tat ivos respectivarnente. EI dre-

naje de cada unidad se cornuruca con el de la

otra y arnbas van a un [ramo cornun en el que

se instala una tr arnpa. La mayor presion de la

Vapor. . . . .~~

I.. '.;J'..~........ V alvula, de/L. RetenCi6n__t

Trarnna para Vapor

Fi9_ 63 Trarnpeo en Grupo

Vapor

Fig. 64 Trampeo en Grupo Incorrecto

Vapor

Tr arnpa para

Vapor

Fig. 65 Trampeo Individual Correcto

unidad B qarantiza que e I condensado que s'e

fo rm e alc anz ara facilmente la trampa para ser

descargado. Cuando Ilegue vapor a la tram pa

cerrara Este vapor lI.egara antes que el con-

densado de la unidad A debido a Ia dlterencia

de presion, por 10 que esta segunda unidad

quedara anegada. Es tan obvio que nadie

haria una lnstalacion de este tipo. Sin embar-

go, ya es mas cornun un ir a una sola trarnpa

un coruu nto de unidades que trabaian a la

rnisrna presion Esta practice puede tener ell

rrusmo efecto que se ha comentado para el

caso de presiones dist intas.

En efecto. La perdida de presion que ge

nera el vapor en movimiento es proporcional

a su velocidad. Si el consurno de vapor en las

d istin tas u nid ad es conectadas no es el rnisrno,

la presion real en el punto de drenaje sera ma-

yor en aque llas en que el consume de vapor

55



sea rnenor y por 10 tanto la velocidad del rnis-

ma y la per dida de carga, tarnbien mas peque-

fias . E stam os oues en el mismo caso ya consi-

derado de presiones distintas en los puntos de

drenaje y aun con el agravante de que la uni-

dad que tiene mas cOnSUrno de vapor v . por

10 tanto, mayor necesidad de purqa, e5 la que

queda anegada al tener la presion mas baja

en el punto de drenaje. Incluso cuando las

cargas sean identicas, las tuberias de conexi6n

desde los puntas de drenaje hasta ta trarnpa

tendran longitudes distintas. La f~gu ra 64

muestra clararnente que el condensado pro-

cedente de "D" alcanza primero la trarnpa,

tarnbien lleqara vapor de "0" a la tramps an-

tes de que hava descargado correctarnente

todo el condensado de "A", "8" y "C".

Completemos la exposici6n indicando que el

caso ideal considerado de demanda ecu ilibra-

da de vapor en diferentes equipos no se pre-

senta en la practice. puesto que au nque las

carqas promedio sean €quivalentes no 10 son

las puntuales. La demanda de vapor de una

unidad que este en proceso de arranque y

tr ia es obviamente mayor que ' a de una 'uni-

dad ya caliente. Esto es va l ido para pr ocesos

en los que hay baterias de equipos que no Ira-

bajan en paralelo sino sucesivamente. La ra-

z6n por la que se agrupan unidades conecta-

das a una sola tr arnpa es de tipo sconornico.

Ouiza en un momento oeterminado pudo

estar alga justif icado este proceder.'Sin embargo, la cornparacion del costo

actual de un sistema de purgas correcto con

las perdidas que produce un uso del vapor no

adecuado lleva siempre a d isposicicnes como

la de la figura 65.

Dimensionamiento

de las trampas

para vapor

Los beneficios obtenidos de ta correcta selec-

cion de! tipo de trampa para vapor se pueden

perder si estas no se dimensionan adecuada-

mente. Es una practica a eliminar 8 1 elegir el

tarnafio de la trampa en fu ncion del diarne tro

de la tuberia a la que va conectada. Para di-

mensionar una trarnpa. S8 necesita conocer la

cantidad de condensado a descargar, en fun-

cion dell tiernpo. Los fabricantes de equiposcalentados COil vapor ofrecen datos confiables

de las tasas de condensaci6n de sus aparatos.

56

S I no S I? dispone de esta informacion se debe

recurrir al calcu 10 teorico 0 a la medida real

del condensado producido. Mas acelante se

ind icara un rnetodo para real iz ar esta medida,

Ya se ha hecho incapie en la diferencia de

carga de condensado en el arranque y en

marcha normal. Sabemos que el vapor con-

densara mas ranidarnente en el arr anque

cuando el sistema esta frio. Por esta razon es

una practlca cornun dimensionar la trampa

para descarqar el doble del condensado

presente en marcha normal. Una trampa

subdimensionada causa anegam ientos cuando

menos se pueden tolerar. La figura 66 muestra

graticamente las fluctuaciones de la cantidad

de condensado en un proceso continue real.

Cuando el equipo es puesto en marcha a . las

8 h. se produce un pico de 250 kg/h de con-

densado. hacia las 8 h. 30 min. el equipo alcan-

za su valor de regimen y la cantidad de con-

densado descieride a 150 kg/h. Despues de la

cornida. a las 13 h. 30 rni n, hay un nuevo pica

de 200 kg/h, menor que el de las 8 h. porque

el equipo permanece caiiente. Hacia las 14 h.

15 min .• se ha recuperado el valor del regimen.

Para este caso es clara mente deseahle una

tramps dimensionada para asumir una capa-

cidad de descarga igua I al doble del condensa-

_c 150- -01100

50 j - - -

08 9 10 11 12 1 2 3 4 5

a . r n , rnediodia n.rn.

Fig. 66 Caudal de Condensado en un

proceso continuo

150

,f:

JI' 100

50

o ~ ~ - -~ ~ - -~ ~ ~ - -~ ~ - -~8 9 10 11 12 1 2 3 4 5

rnedrod ia,m . p.1ll ,

Fig, 67 Caudal de Condensado en unproceso intermitente



do presente en marcha normal. E 1 segundo

qrafico figura 67, rnuestra 1 0 que sucede en

un equipo co n un proceso interm itente. A las

8h. cuando el equipo arranca, S8 produce un

pica de 200 kg/h de condensado. Durante el

dia se van procuciendo picas en la rasa de

conoensacion. en lugar de la situaci6n esta-

cionaria vista en la figura 66. S i bien podr Ia -

rnos pensar tarnbien en una trampa can unaeapacidad de desearga igual a l doble del pro-

medic diario. hay que tener presente que

algunos tipos de trampas tienden a perder

vapor cuando las caroas son demasiado

pequefias. Par ejernplo. el tipo bimetatico no

puede responder rapidarnente cuando fluctua

la presion del vapor. EI tipo d e flo tad or es. en

general, m as corwenierrte en estas condiciones

en las que la presion de I vapor 0 la c an tid ad

de condensar lo a thenar estan suietas a f~uc·

tuaciones irnportantes y frecuentes

Presion de vapor

y capacidad de las

trampas para vaporSabemos que para que una trampa funcione.

Ia presion a la entrada debe ser superior a la

presion a Ia salida. L a cantidad de condensadoque puede descarqar una trampa viene deter-

minada por los tres factores siquientes:

1 .- P re si6 n d ife re nc ial

2.- Tarnafio del orif icio de descarg a de la

trarnpa

3. Temperatura del condensado

Exarninernos cada uno de elias con mayor de-

talle.

1 ·.- P resio n diferencial

La cantidad maxima de condensado que pue-de oescarqar una trampa aumenta cuando 1 0

hace la presion diferencial (diferencia entre la

presion a la entrada V a la salida de la trarnpa]

En otras palabras, la capacidad de una trampa

que descarguc a la atmosfera y que este all-

mentada con vapor a 5 bar sera mayor que ia

de 'a rnisrna tr arnpa alirnenrada can vapor- a .2

bar. S in embargo, la capacidad no aumenta en

proporcicn con la presion No es correcto su-

pone r que 1 8 p resio n a la entrada de la t ra mp a

es aquella a I<Jque 5e produce el vapor, puesto

que las per didas de carga en el equipo cas:

siem pre provocan que la presi6n del vapor en

la trarnpa sea menor que la presion del vapor

suministrado 31 equ ipo.

SI una tram pa descarga el condensado a la

atmosfera, la presion de salida sera ta atrnos

ferica, con lo que la presion diterencial coin-

cidira ca n la presion relativa indicada por un

rnanornetro que situasernos a la entrada de la

t r a rnpa. Sin embarg-o, si la trampa descarg a en

una tub eria presurizao a hay que averiguar ladifer encia entre las dos presiones (entrada y

salida) para conocer el valor de la presion

d itere neia I. Log rca me nte, en este segu ndo

caso se producira una reduccion del condensa-

d o d es ca rg ad o.

2.- Tamafio del orificio d e d es ca.r ga

E I tarnafio del orificio de descarga no s610 de-

term ina la capacidad dela trampa sino que, a

menudo, fija la presi6n diferencial max ima a

la que puede trabaja r. Com 0 se ha visto a I

describir los tipos de trampas, Ja mayor partede elias !levan 1 0 3 valvula par el lado de alta

presion. s610 se exceptuan algunas trampas

hirne talicas en las que la valvula actua par el

lado de salida del asiento. En el caso de tram -

pas con la va~vuja del Iado de alta presion,

esta se mantiene anovada can tra su asiento

debido a la presion diferencial. Segun el tipo

de trarnpa en cuestion, el elemento termosta-

tico, el flotador 0 el balde deberan ejercer

fuerza suficiente para separar la valvula de su

asiento venciendo el esfuerzo debido a esta

presion. En cualquier trarnpa dada (excepto

para [as que tienen valvuias d e c orr ed er al este

esfuerzo es de una magnitud fija y conocida

para cada presion.

Fuerza : P resion diferencial x area del or ificio .

Si el esfuerzo que puede realizer el ele-

mento terrnostatico, flotador 0 balde es infe-

rior a estc producto de la presion diferencial

por el area del orificio de la valvula de salida,

Ia trampa nunca lIegara a abrir. Par esta razon,

a cada pre sio n d ife re nc ial corresponds un orr-fieio max imo a considerar para que la trampa

funcione. En el caso de las trampas co n la

valvula del 'ado de salida, la situacion es dis-

tinta. En este tipo, la presion del vapor tiende

a abrir la valvula can 10 que, si el etem ento

oirnetatico no tiene la fuerza suticiente, la

trampa puede quedar permanenternente abier

tao

3.- Temperatura del condensado

La capacidad de una trampa no S8 debe basar .

en la cantidad de agua fr ia que puede descar

gar, a una presion diferencial dada. E l conden-

57



150

jAgual a 1000e

140

130I

I I I

120 r II

110 ' ~ + f·

ro Agua a 16.5O C100

. . . Por debajo de la Temperatura·0

'" 90 del Vaporf-ro o FE N

80 -1 ,11°C PQr debajo de lax E

·m E-~

Temperatura del Vapor~ - - - . , _ _ 70C'i

-0 . : > t -c o

600 5.50e par debajo de lauc o Temperatura del Vapor0. 50'"u 3°C POf debajo de la

40 Temperatura del Vapor

30 Agua a la Temperatura

del Vapor20

10

0

0 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Fig. 68 Velocidades de descarqa de Bar Manornetricos

condensado ca l isnte

sado que Ilega a la trarnoa esta a una tempera-

tura que, en general, supera a la de ebullicicn

a presion atrnosterica. Por ella, cuando sale de

la trampa y encuentra una presion mas baja se

g enera una cierta cantidad de vapor (r evapo-rizado) Este vapor t iende a ocupar una parte

importante del orificio de salida, reduciendo

su area efectiva. A med ida que la temperatu ra

del condensado aumenta, tarnbien 1 0 hace la

cantidad de revaporizado que se forma, can 10

que dism inuye la capacidad de descarqa de la

trarnpa. La figura 68 muestra como la tempe -

ratura del condensado afecta la capacidad de

descarqa de la tram pa.

Medici6n del

consumo de vapor

Es i nteresante veri ficar f isicamente de vez en

cuando el consume de vapor de un equipo,

mediante la medida de la cantidad de conden-

sado que se forma. La figura 69 muestra uri

metoda adecuado para efectuar esta m ed ici6 n

en una rnarrruta encam isada y calentada por

toda su superfic ie ex terior. Antes de iniciarcualquier ensayo se deben tener en cuenta los

p un ta s s ig u ie nte s:

58

1. Nunca se debe dar c re di bi li da d a un solo

ensayo. Se d eb en efectuar un minima de

tres ensayo s y trabajar can 5U prornedio,

siernpre que los resu ltados de todos elias

sean apr ox im ados. S i un 0 de los ensavosda resu ltados muy distintos. 58 debe efec-

tuar nor cuarta vez.

2. Antes del inicio de cada uno de los ensa-

yes se debe verificar que la m arm ita esta

Ilena hasta 8 1 misrno nivel y que la tem pe-

ratura del contenido es sicm pre la rnisrna.

3. EI final del ensayo debe venir fijado por la

temperatura de est€ contenido si bien en

alqun caso se puede uti lizar COIllO referen-

cia la corisistencia del misrno. Todos lo s

ensayos debe n terminar alia rnisrna tempe-

ratura 0 al mismo nivel de cons is tenci a

4. Puesto que s610 se qu iere rnedir el con-

densado que se forma d u ra nte el ensavo.

ta marm ita debe estar completarnente va-

cia al principia. Del rnisrno modo, 58 debe

procurer que la tu b er fa de vapor este per-

fectam ente drenada hasta la valvu la de ad-

m isi6n de vapor a la m arm ita can el fin de

no medir condensado formado en atro

lugar.

5. EI revaporizado que se pueda form ar debe

se r condensado de nuevo, con el fin deevitar tener que recurrir a estirnaciones

tsoricas del revaoor tzado forrnado, que



Terrnornetro

Fig. 69 Equipo para medir el Consumo de Vapor

pueden conducir a error. Para ello se debe

mandar el condensado a un tanque sufi-

dentemente lIeno de agua fda que debe

ser pesado antes y despues del ensavo. Si

no se dispone de un tanque de capacidad

suficiente se debera recurrir a varies tan-

ques pequefios, teniendo el cu idado sufi-ciente de no producir perdidas al pasar de

un tanque a otr o.

6. Es conveniente ir anotando el peso de!

tanque receptor cada par de rninutos can

el fin de tener una idea de c6mo va varian-

do el consume de vapor.

7. Si es posible, se debe rnantener la misma

temperatura del vapor en todos los ensa-

vos, 5i no se pueden evitar variaciones im-

portantes, se deben tomar lectures de la

presion peri6dicamente para poder intr o-

dueir las correcciones necesarias en lose e l leulos.

EI' ensavo se debe conducir del modo siguien-

te:

A. Llenar la marmita con la cantidad adeeua-

da de substancia y medir la temperatura.

B. Pesar el tanque Ileno parcialrnente de agua

fria.

C. Introducir el tubo de salida de condense-

do hasta que quede par debajo del nivel

deagua

fr ia.

D. Abr ir la valvula de drenaje situada en la

parte inferior de la marmita. Abrir tarn-

bien rnornentanearnente la valvu la de en-

trada de vapor para que arrastre todo el

condensado que puediese quedar en 1 8

zona de calefaccion V cerrar en este or-

den, vapor y pu rg,a.

E. Abrir la valvu la de vapor y anotar la hora.

F. Anotar de un modo regular V perodico lahor a, la presion del vapor y el peso del

tanque.

G . Cuando la substancia eontenida en la mar-

rnita alcance la temperatura 0 la consis-

ten cia adecuadas dar par terminado el en-

saya cerrando la valvula de vapor V ano-

tando la hora.

H. Dejar que se escurra todo el condensado

ell el tanque. AI final, reeoger el que hava

podido quedar en la tuberia en un reci-

piente situado a un nivel mas bajo V ana-

d irl a a I tanque.I. Cuando la presi6n del vapor sea cera, abrir

la valvu la de purqa, situada en la parte in-

ferior, recoger el condensado que pueda

salir V afiadirlo tarnbien al tanque.

J. Pesar el tanque nuevamente.

La diferencia del peso al final y al principia

indica la cantidad de vapor que ha condense-

do durante el ensayo, can 10 que se puede

calcular el consume promedio en el per iodo

considerado. Tarnbien es posible obtener con"

sumas para intervatos de tiernpo deterrninados,10 cual perrnite conocer los valores maximos y

rnfnirnos,

59



spir sarco



Introducci6nDebido a los incrernentos del costa de la ener-

9i, es necesari a qu e los si sternas de vapor y

condensado e ste n d ise na do s correctam ente y

se realice en ellos el rnantenirniento precise

para garantizar la max ima eficiencia. Par esta

raz6n dedicarnos la ultima parte de este cursea a sp ec to s practices de l ahorro de energ ia en

sistem as de vapor

Eficiencia

de la calderaL as calderas y los equ ipos asociadas deben

se r d isefia dos para que su op e racio n sea eficaz

pa r 10 que su dim ensionam iento debe ser co-

rrecto . Una caldera que teng a que atender pi-cos de demanda por encirna del valor m ax im o

en marcha cont inua, forz osarnente 10 hara

con nienor cficiencia. L a presion tendra ten-

denciia a bajar y se produciran arrastres. En

resumen, la caldera no 'podra sum inistrar

vapor de calidad a la presion adecuada yen el

m om enta preciso.

5i L H 1 C l caldera debe trabajar a un porcen-

taje pequefio de su carg a nom inal, las peroidas

pa r radiacion se convierten en significativas y

par tanto, tarnbien se produce una disrninu-

cion de la eficiencia. Par su puesto, no es faci Ih allar la situ ac ion opt irna en un equipo en 8 1

que normal mente se producen var iaciones en

la demanda de vapor. Dos c ald eras 0 m as dar!

mayor flexibilidad. Pero la caldera cs solamen-

te una parte de la instalacion. Es tanto a mas

impo rta nte dispo ne r de u nos que madores y

equipo asociado que respondan al consumo de

vapor mantcniendo la relacion correcta com-

bustible/aire. Es un tcrne muv amplio en el

que se debe consultar a los proveedores de cal-

d eras, q u em ad ore s y equ ipo asoc iado sie mpre

que sea necesario. L as perdidas mayores en

cualqu ier caldera vienen provocadas por los

g ases calientes que se descarg an a la chim enea.

5i la combustion es buena, el exceso de aire

se ra p eq ue fio y los g ases de escape contendran

un porcentaje de CO2

e tevado mientras que el

de 02 sera bajo . A I m ismo tiernpo, si la caldera

esta trabaja ndo e n su n ive I de carqa ef i caz y

las superficies de calefacci6n estan limpias, se

transrnitira un alto porcentaje de calor y la

temperatura de los g ases de escape sera baja.

S i la combustion es pobre, can mucho exceso

de aim , la m ayor cantidad de g ases de escape

se llevara una cantidad importante de calor a

la chirnenea, E stos gases contendran un por-

centaje de C02 mas bajo rnientras el de. 02sera mayor. Par otra parte , s i se esta produ-

ciendo par encirna de los valores norninales

o las superfic ies de calefaccion estan sucias,n a se po d ra tra nsm iti r todo e I ca Io r n ec esa ri o

y la tem peratura de los gases de escape au-

rnentara.

L a manera habitual de medir la eficiencia

de una caldera consisteen m ed ir lo s po rce nta-

jes de C02 y 02 en los gases de escape junto

can su tem peratu ra V recurrir a tab las adecua-

das. L as mediciones deben efectuarse correc-

ta y frecuentemente a distintas cargas de la

caldera. C uando se trata de unidades g randes

se justifi ca la med ida cant inua de los para-

metros indicados. L a finalidad de la caldera es

sum inistrar vapor de buena calidad a la pre-

sion correcta. De poco serv iria obtener una

com bustion eficiente si el vapor sum inistrado

contuviese cantidades sensib les de agua 0 adi-

tivos. L as calderas habitualm ente se disefian

para trabajar a presiones relativam ente eleva-

das. E sto significa que las burbujas de vapor

que abandonan la superfic ie libre del agua

so n pequefias COil 10 que los arrastres son di-

ffei les. S i la presion desciende par cualquier

causa, el tarnafio de las burbujas aumenta

crea n do tu rbu Ie IlC ia suf icien te pa r a produci r

arrastres, Esta es la principal raz6n de trabajarcon Ia ca Idera a la presion nom i na I. E I cora-

za n de cualquier sistem a de vapor es e l tan qu e

de a l i r n e n t a c i o n de caldera. Proporciona 1 8 1

rase rv a d e c on de nsa do y ag u a nueva de la que

aspiran las bombas de alirnentacion. E ste tan-

qu e de aIirnentacion debe ser di rnens ionado

r:orrcctam ente para perm itir fluctuaciones y

posibles paradas del surninistro: es norm al dis-

pone r de agu a su fic iente para su m in istrar va-

por durante una hora a plena carya.

Sc debe tener tarnbien en cuenta que se

pueda alrnacenar el condensado que Ilega ma-

sivarnente en los procesos de arranque. A lgu-

nas veces la temperatura del agua call ten ida

en el tanque esta lim itada por 1 8 1capacidad de

las bornbas para irnnutsarla, A te rn pe ra tu ra s

elevadas puede produci rse cavitacion. que se

evita aumentando la altura de la columna de

aspiraci6n de la hornba. Cuando ·no se puede

elevar el tanque de al im entacion cabe pensar

en la instalaci on de un ta nque de servi 60 en

un pu nto 8 1 1 to al qu e S 8 comu nica el ca lor ne-

cesario para aumentar la temperatura del aqua.

Un tanqu e can ag u a a temperatu ra e levada re-

67



presenta mas perdidas que hay que t ratar de

evitar. Un sistema sencillo para ev i tsr fugas

par la superf ic ie lib re del Iiqu ido consi ste en

utilizer bolas de plastico que f lotan en toda

esta superficie. Estas bolas tienen un efecto

beneficioso comp lementario al reducir la

absorc ion de ox ie no y d iox ido de carbono

par el agua. Un correcto aislamiento delta nque ariade una h orro ad i c i anal importante

y adernas logra que la temperatura de 1 8 sala

de calderas perrnanezca en niveles aceptables.

Mas adelante se oornentara la mejor manera

de recuperar el condensado para devolverlo

al tanque de alimentaci6n de caldera.

Medici6n del

caudal de vaporUno de los mayores problemas que surqen

cuando se intentan controlar los consumos

enerqeticos es que no se dispone de rnedicio-

nes adecuadas. Si se quieten cfectuar ahorros,

hay que empezar par medi r: Si bien el consu-

mo de cornbustib Ie es faci I de contro lar no se

puede decir 10 rnisrno en relaci6n can el vapor,

si se usan rnetodos clasicos. Aun con rnetodos

adecuados, puesto que el votumen depends de

la presion, las rnediciones se deben efectuar a

una presion apropiada y constante. Por esta

raz6n es conveniente colocar el rnedidor des-pues de una valvu la reductora de presion de

calidad que mantenga esta constante. Las me-

diciones -tomadas deben ser corregidas en

funci6n de la presion. Esta correcci6n se pue-

de realizar autornanca y constantemente

utilizando los medias idoneos. La medicion

del vapor es rnuv util, no solo en 11:1ala de cal-

deras sino en otros puntos de la instalaci6n,

puesto que puede inforrnar d6nde 5e consume

realmente. Los medidores convencionales del

tipo placa orificio deben ser verificados de vez

en cuando para corregir los errores provoca-

dos por posibles erosiones en el orificio de

medida. La medici6n del caudal de vapor es

la unica manera de verificar la idoneidad de

las decisiones de ahorro de enerqia que se to-

men y puede dar, adernas, informacion valida

Y util del rendimiento de la planta, transfer en-

cias de calor correctas y funcionamiento de

las trampas.

68

Reducci6n de las

perdidas de calorA islam iento

T odas las fu en tes paten cia les de perdida de

calor en un sistema de vapor deberian se r a is-ladas. Como ejernplo. tenqase en cuenta que

100 m de tuber ia de 50 rnrn de diarnetro sin

aislar. que transporten vapor a tD bar relatives.

in trodu cen un consu rno ad ic iona ~ de u nos

180 kg/h de vapor con una temperatura am-

biente de 150C. Tarnbien las valvulas y las

bridas deben ser objeto de atenci6n puesto

que, pur eiernp!o. las perdidas producidas par

un par de bridas equivalen 8 las de 0.3 m de

tuber ia. A los precros actuales del combustible

debe ais larse can una eficacia no menor del.

800!o . E I aislarn ie nto no debe ser contem pla-

do s610 como un medio de ahorrar cornbusti-

ble, puesto que las e levaoas perdidas por

radi acion causadas como consecuencia de un

aislamiento insuficiente 0 ineficaz provocan

condensaciones excesivas en la linea, facilitan-

do los arrastres de agua par el vapor, que se

convierte. par este rnotivo, en vapor de mala

calidad. Un buen aislamiento necesita tarnbien

una buena conservaci6n para garantizar que el

coeficiente de transferencia no aumenta can

el tiernpo. Este coeficiente es rnuy bajo en los

rnateriales que se usan, compuestos par

millones de celdas microsc6picas que formanuna ba rrera a la transrn isi6n del ca lor. Sin

embargo si estas celdas Ilenas de aire se

rornpen 0 se lIenan de agua. la capacidad de

oponerse al paso del calor se pierde. Par esta

raz6n es tan importante la protecci6n, e inclu-

so la impermeabiliz acion. cuando haga falta,

del aislarniento.

Cabe recordar en este apartado las perdi-

das de calor que se producen innecesariamen-

te por la existencia de tuberias que permane-

cen fuera del servicio. Muchas veces, cuando

se elimina un equipo de un proceso, se poneuna brida ciega en la tuberia de alimentaci6n

junto al equipo, en lugar de hacerlo en el

punto de toma de la tuber ia general. EI ramal

queda lIeno de aqua y vapor y las perdidas por

radsacion, cuando no directas par perforaci6n

del tuba, son tan constantes como innecesa-

nas.



. .

Operacion in t erm itente

Con el fin de reducir al m inirno las perdidas

par rad ia c ion du rante IL l d is t ri buc Ion de I va

par, es conveniente dlVldlr las diferentes pro-

cesos en secciones que se puedan aislar cuan-

do no esten en servicio. Logicamente se aq ru -

paran en una seccion aquellos equipos que

trabajen al rnisrno t iernpo. Los ahorros que

se pueden conseguir dependen, ~6gicamente,

del proceso. pero en general, son muy impor-

tantes. Si bien el aislarniento se puede efec-

tuar con valvu las rnanuales, es preferible usar

valvu las reductoras de presion y regu ladoras

de temperatura equipadas a su vel carl una

valvu la solenoids que cierre segun 6rdenes

suministradas por un ternporiz ador.

En algunos cases es posible realiz ar par os

intermitentes en la propia caldera, principal-

mente si 8 1 combustible es fuel 0 gas, en que

tal operac ion se efectu a au tornaticarnen te ,En este caso hay que tener en cuenta que en

los arranques S 'O pueden tener problemas

deb ida a las dilataciones, esfuerzos en la

caldera, arrastre de aqua 0' presiones bajas del

sistema. Las velocidades de condensaci6n

seran elevadas y si las tuber ias no se han vacia-

do cornpletarnente por gravedad, hay riesgos

importantes de golpes de ariete. Debida a es -

tos posibles problemas, siempre que se pro-

duzcan parosi ntermitentes 0 aislarnientos

par zonas hay que asegu rarse de que S8 elim i·

na correctarnente el condensado por los puntosbajos del sistema. Para estos casos puede ayu-

dar mucha el usa de trampas de expansion

l iquida instaladas en by-pass can las trampas

que se u tiiizan en regimen normal.

Reducci6nde presi6n

Todos los equipos que trabajan can vapor

tienen una presion de funcionamiento maxi-

ma por razones de segu ridad. Si esta presion

es inferior a la de producci6n de I sisterna, hay

que instalar una valvula reductora adernas de

las de seguridad necesarias. Sin ernbarqo, no

es este el un ico caso en que se debe uti f izar

una va Ivu la reductora de presion. La mayor

parte de las calderas estan d isefiad as para

producir vapor a presion alta y no es conve-

niente trabaiar a presiones menores par la

disminuci6n de eficiencia y par los arrastres

de agua que pueden producirse. Por esta

razon. es preferible generar a presion elevada

e instalar va Ivu las reductoras de presion antes

de los eq u ipos que requ ieren presi ones mas

bajas. Esta disposicion tiene la ventaja de que

se pueden utilizer tuber ias de menor diarne

tro para el transposrte puesto que el volurnen

especifico del vapor disminuye cuando la

presion aumenta. Puesto quela temperaturadel vapor satu rado depe nde de su presion, e I

control de esta ultima rnaqnitud es un metoda

S8nci 1 1 0 y e f icaz de con tr olar aquella. E I usa

de presiones bajas en los equipos es conve-

nicnte porqueel calorlatente, que es el que

se aprovecha generalrnente, es mayor cuanto

menor es la presion y tam bien porque se pro-

duce menor cantidad de revaporizado, al ser

men or la tempe ratu ra de I condensado, que

muchas veces. se pierde.

Se pueden dividir las vslvulas reductoras que

se encuentran habitualmente en el rnercadoen dos grandes qrupos:

•B • •

•• •• •• •

A-

Entrada "

Fig, 70

Valvula Reductora de Acci6n Directa

V alvulas de accion directa

En la figura 70 se puede ver una de estas val-

vulas, Se trata de la de disefio mas simple. La

presion reducida a la salida de la valvula actua

en ta parte inferior del diafragma "A" opo-

niendose a la presion aplicada par el resorts

de Carl trol "B", esta die renc ia de presion

determina la mayor 0 manor apertura de la

va Ivu la pn nei pa I "C" YI par tanto, eI fl ujo a

traves de la valvu la reductora. Para que la

69



valvula pase de la posicion abierta a fa cerrada,

debe haber un aumento de presion en la parte

inferior del diafragma. Esto produce una va-

riacion inevitable en la presion de salida. Esta

variaci6n sera mayor cuando la valvula est€:

ce rrada, a casi ce rrada y dism inu i ra a rned ida

que aumente el caudal. La presion de salida

actuando en la cara inferior del diafragma tien-de a cerrar la valvula; este mismo efecto se

produce par la acci6n de la presi6n de entrada

en la parte inferior del obturador. Cuando se

ca libra la va lvu la a la presion deseada el resor-

te de control debe ser capaz de equilibrar tan-

to el efecto de la presion de entrada como el

de la salida. Cualquier variaci6n en la presion

de entrada alterara la fuerza que produce en

el obtu radar y esto provoca ra una variacion

en la presion de salida.

Este tipo de valvula tiene dos inconvenien-

tes: permite pequefias fluctuaciones de la

presion de saIida y t iene una capac idad pequefia

en relacion can su tarnafio. Sin embargo, es

perfectamente adecuada para un conjunto de

aplicaciones sencillas donde la precision no es

esencial y en las que el flujo de vapor es pe-

oueno y suticienternente constante.

0----1E----++---

G~~~~'::! ! !

Fig.. 71 Valvula Reductora can Pilato

Vidvulas con piloto

Cuando se requiere un control de presion pre-

ciso a mayor capacidad se debe usar una val-

vula reductora can piloto. Una valvula de este

tipo se muestra en el esquema de la figura 71.

La presion reducida actua en la parte inferior

del diafragma piloto "C" bien a traves del tu-

ba de control "F", cuando se instala, bien

directamente a traves de "I" compensando la

presion que ejerce el muelle de ajuste "8" por

la parte superior. Cuando la presion reducida

70

disminuye, actua la presion del muelle, abrien-

do la valvula piloto 'IE" y admitiendo vapor a

traves de "0" hasta la parte inferior del dia-

fragma "K". La presion de este vapor tiende

a abrir .Ia valvula "H", contra la accion del

rnuelle antagonista "G", permitiendo que pase

mayor cant idad de vapor vivo y se vue Iva a

alcanzar la presion adecuada a la salida. Si la

presion de salida aumenta excesivamente a c-

tuara en el sentido de cerrar la valvula piloto,

E I flu ido reten ida en la parte inferi or del

diafragma principal, "K" ira hacia la salida

de la valvula a traves de la tuber ia "L" y el

orificio "J" can 10 que la valvula principal,

empujada par el muelle "G", tendera a

cerrar.

La vii Ivu Ia pi Iota quedare en una posicion

que permita eampensar el flujo a traves de "J"

y mantener la presion necesaria bajo el dia-

fragma para que la valvula principal permanez-

ca en la posicion requerida en funcion de la

presion de que se dispone a la entrada y la que

se desea a la salida. Cualquier variacion de pre-

sion a de carga sera detectada inrnediatamente

par el diafragma piloto que actuara para ajus-

tar la posicion de la valvula principal. La pre-

sion reducida se fija mediante el volante "A"que varia la cornpresion del mue!le "B". Las

valvulas de este tipo ofrecen muchas ventajas

en relacion can las de aeei6n directa, Solo es

necesario que fluya una eantidad pequefia de

vapor a traves de la valvula pilato para presu-

rizar la camera inferior del diafragma principaly abrir totalmente la valvula principal. Por

tanto, solo son neeesarios pequefios cambios

de la presion de salida para provocar cambios

irnportantes de caudal. Adernas, la perdida de

carga que provocan estas vaIvu las no es irnpor-

tante. Un aumento de presion a la entrada, se

traduce en una mayor fuerza de cierre sabre

la valvula principal, aunque esto se compensa

con la accion de la presion de entrada en fa

carnara del diafragma.

La contrario sueede en el supuesto de un

descenso de presion. Se trata, por tanto, de

una valvula que controla perfecta mente la

presion de salida aunque se produzcan varia-

ciones en la de entrada. En algunas valvulas

se sustituye el diafragma principal par un pis-

ton. Puede repr esentar una ventaja en valvulas

muy grandes que requerir ian diafragmas de

gran diarnetro. En las peouefias, par el contra-

rio, se presentan problemas de ataseamiento

del piston en su camisa.



-_ -./ - -.. -

/ /,I

/ I1 j

1 II II I1

- - -

Separador

Flltro

Man6metro

Valvu la de Saquridad

v alvu la de Corte

Valvula Rcductora

Fig. 72 Estacion Reductora de Presion- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~

Selecci6n e instalaci6n

La primero y esencial es seleccionar el mejor

tipo de valvula para cada aplicaci6n. Cuando

se trate de cargas pequefias en las que no sea

vital un control fino, pueden ser suficientes

las valvulas reductoras de acci6n directa. En

los otros casos. es mejor seleccionar una val-

vula con piloto, particularrnente si se produ-

cen periodos sin demanda durante los cuales

no deba aumentar la presion a la salida. Igual

que sucsde con todas las valvulas de control,

se debe evitar el sobredimensionamiento de

las valvulas reductoras. Una valvula que t ra-

baje habitualmente demasiado cerca de su

asiento, puede sutrir erosiones por el paso

constante de vapor a alta velocidad. Adernas,

en esta posic ion. eu alqu ier pequefio rnovi-

miento de esta valvula producira un cambia

de caudal relativamente importante. Can un

modelo mas pequefio. correctamente dimen-

sionado, S8 obte ndria un me jor ajuste vel

riesgo de aver ia ser ia menor. Cuando es ne-

cesario provocar descenso de presion muy

importantes es preferible trabajar con dos 0

mas valvulas en serie.Cuando las variaciones de carga son muy

importantes es preferible trabajar con valvu las

en paralelo. Si bien el dimensionamiento es

importante para el buen funcionamiento de

una valvula reductora, tarnbien 10 es su insta-

lacion correcta. La figura 72 muestra una dis-

posicion ideal para la valvula reductora con

piloto. PU8stO que la rnavor parte de los pro-

blemas de una valvula reductora son causados

por la presencia de humedad 0 suciedad, se

han de instalar antes de la valvu la un separa-

dor y un f iItro de malla f ina. E I fi Itro debe ser

colocado lateralmente para evitar que el cuer-

po se Ilene de aqua y garantizar que toda la

superficie de filtracion sea efectiva. Las tube-

ris antes y despues de la va Ivu la sera n de I

diarnetro adecuado para evitar peroidas de

cargas compleme ntarias V excesivas. Las va1-

vu las de eierre deben ser de apertu ra tota I a

bien del rnisrno diarnetro de las tuberias y no

del de la va lvu la reductora. Si fa tu ber i 0 la

instalacion de salida no pueden resistir la pre-

sion de entrada, se debe i nstalar una va Ivu la

de seguridad a la salida de la valvula reductora,regu lada a la maxima presion que pueda so-

portar esta parte de la instalaci6n y edemas

con una capacidad de descarga de vapor igual

a la que puede pasar a traves de la valvula, to-

talmente abierta, a esta presion maxima.

c

'"

c C C C

'" '" '" '"E E E

m,_ . . .

m'" '"o ..0 ..0 .D

C'1 N 0

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L . I . J

II 0-02 0·06 0·10 0·14 0.18 0·22

a. Kg DE FLASH POR Kg DE CONDENSADO

Fig. 73 GrMica de Vapor Flash----------------~

71



V,.por Flash ....

t..",,_,,·: _ .

Condensado y

Vapor Flash

Fig'. 74 Tanque Flash

Usa del

revaporizado

Cuando un condensado caliente y a presion es

descarqado a una presion mas baia. su tempe-

ratura alcanza muy rapidarnente la del punta

de ebullici6n. EI excedente de calor se utiliza

como entalpia de evaporaci6n de parte de)

condensado. L? cantidad de revaporizado que

se forma par cada ki lograma de candensadase puede calcular como 5e ha hecho en un

ejemplo anterior 0 se puede leer directamente

en una tabla como la de la figura 73. Par ejem-

pia, si un kilogramo de condensada a 14 bar

relatives se descarga a la atmosfera (0 bar rela-

tivos) se forman 0,19 Kg. de revaporizado, Si

el condensado hubiese estado a 7 bar relatives,

5610 se producin'an 0,13 Kg. que quedar ian re-

ducidos a 0,05 Kg. si en lugar de descargar a

la atmosfera se hiciese a un recipiente a 3 bar

relatives. Estos ejemplos muestran claramente

que la cantidad de revaporizado que se forma

72

TanqueFlash

tI

Condensado

depende de la diferencia entre las presiones a

la entrada y a la salida de la trampa. Cuanto

mayor la primera y menor la segunda, mas

cantidad de revaporizado se forma. N6tese

que la figura 73 se basa en la suposicion de

que la trarnpa descarga el condensade en

cuanto S8 forma. La cantidad de revaporizado

sera mucho menor cuande la trampa sea de un

tipo de las que retienen el condensado hasta

que se ha enfriado par debajo de la tempera-

tura de saturaci6n.

Antes de entrar en el c6mo recuperar el

revaporizado hay dos puntas practices que de-

ben ser tenidos en cuenta:

Primeramente. que un kilogramo de vapor

tiene un volurnen de 1.673 m3 a la presion

atrnosferica. Esto significa que si una tr ampa

descarga 100 kg/h de condensado de 7 bar re~

lativos a la presion atrnosterica la cantidad de



Vapor

Control de

Temper atura

Retorno de

Condensado

D escar qa

Bomba Ogd en

Ala

Ca le fa cc ibn

I nt e rc am b i ad 0r

ti e C al e ta cc io n

Conrtensador

tie Flash

= - - - ~ Rfnorno

Fig. 77 Intercambiador de Calefsccion y Condensador de Flash

Vapor

. .Serpent in Pr imario

-~.--------~-----~-----. . . . : : - : : : = z : . : z : .:.:

Se rpen tin Secu nda r io

r ....~~ _

----_-_-----

Fig. 76

Serpentin Secundario can Vapor Flash

la producci6n y la demanda de revaporizado .

Este 5610 s e produce cuando hay condensado

el cual a su vez s610 se produce cuando pasa

aire a traves de la bateria. Esta disposicion gao

rantiza que las trampas de alta presion no es-

ten sujetas a ninguna contrapresi6n en el

arranque. Sin embargo, la bateria de precalen-

tamiento no se utiliza completamente y se

pueden producir problemas de drenaje en el

tanque de revaporizado debido a un descanso

de la presi6n diferencial en la trampa. Por esta

razon es recomendable instalar una valvula reo

ductora de presion como la que S8 ha dibuja-

74

do a trazos en la figura 75. Esta valvula man-

tieneel surninistro de vapor a la unidad de

preca le ntam iento y contra la la presi6n del

tanque de revaporizaci6n incluso cuando no

se produce suticiente revaporizado con 10 que

la presi 6n d i f.erencia I en la trarnpa se rnantiene

constante. EI unico problema que puede qene-

rar esta valvula se relaeiona can las trampas de

la zona de alta presion que es conveniente en"tren en servicio con una contrapresi6n muy

baja. Se puede lograr cerrando esta I{nea auxi-

liar hasta que las bater ias pri nci pales hayan

alcanzado la presion de regimen. Se pueden

hacer arreglos semejantes cuando se calientan

areas importantes con unidades de calefacci6n

distintas.

Es posible separ ar un 100/00 un 150/0 de

estas unidades V alirnentarlas con rev aporiza-

do generado par 8 1 condensado recogido en

las otras unidades de calefacci6n. La produc-

ci6n y la demanda se producen en paralelo ylos picas de demand a surgen al mismo tiem-

po en todas las unidades. Hay ocasiones en las

que se puede utilizer el revaporizado sin nsce-

sidad de instalar ninqun tanque, como sucede

can la disposici6n de la figura 76. En un tan-

que de aqua caliente S8 ha instalado un segun-

do serpentin cerca del fondo, por donde entra

el agua fr ia, EI condensado procedente del

prime r serpent in pasa inmed iatamente par el

segundo con 10 que el revaporizado que se

forma vuelve a condensar, cediendo su calor

latente al agua. Se evita aSI perderlo par el



Vapor

Intercarnb iador

Fig. 78 Recuperacian del Vapor Flash

P ailas d e P ro ce so

Valvulas de Seguridad

-----~===~~

~"

<,

~__ JI__ _j Sistema

.. de Calefaccion

Tanque Flash

tubo de venteo del tanque receptor de con-

densado. Una aplicacion util de esta idea es 11'1

unidad de calefacci6n de la figura 77. EI con-

densado y el revaporizado descargan par 1 1 ' 1

tramps de la unidad superior que es un inter-

cambiador convencional aqua/vapor. Son se -parades en el condensador de revaporizado

situado debajo donde ambos ceden calor (sen-

sible el condensado y latente el revaporizado)

I 'l l agua de retorno del sistema de calefacci6n

antes de que entre en el intercambiador. La

unidad s e c or no te ta can una bomba que de-

vuelve el condensado al tanque de alimenta-

cion de la ca Idera.

La figura 78 muestra un sistema en el que

el condensado procedente de un proceso pro-

porciona revaporizado para calefacci6n de una

nave. Tiene el inconyeniente de que el revapo-

rizado se pierde cuando 1 1 ' 1 calefacci6n no es

necesaria. Sin embargo, puede representar un

ahorro justificable en muchos casos, Es rnsior

dotar de un by-pass I'll tanque de revaporizado

e incomunicarlo durante los periodos en que

este no es necesario. enviando directamente el

condensado I'll tanque de alimentacion de cal-

dera a a un tanque receptor de condensados

que rnantsner constantemente en servicio 1 1 ' 1

valvula de seguridad. La purga continua de

caldera es otra fuente posible de revaporizado,

que no se debe despreciar. Muchas calde

modernas tienen gran capacidad de intercar.

bio de calor y poco almaeenamiento de agua

y de vapor. Es imperativo mantener muy bajo

el contenido en sales y s61idos para operar

satisfactoriamente. Por esta razon el sistema

debe ser purgado continua mente en una

proporci6n que puede alcanzar el 5% incluso

el 10% de la capacidad total de vaporizacion.

Puesto que esta purga contiene un alto

porcentaje de sales y solidos, uno de los

mejores usos que se puede hacer del calor que

transporta es producir y recuperar rsvaporiza-

do. En este caso, las dimensiones del tanque

de revaparizaei6n deben self generosas para

garantizar que no 5 1 : ! produce arrastre de

solidos can el revapor izado. Una uti lizaci6ncornun del revaporizado procedente de la

purga de caldera es el precalentamiento del

agua del alimentacion.

R e t o r n o

d e l c o n d e n s a d o

Hasta ahora se ha hablado repetidamente de

fa importancia que tiene la eliminaci6n corree-

7 5



Vapor

Intercarnb iador

Fig. 78 Recuperacion del Vapor Flash

Pailas de Proceso

V alvulas de Seg uridad

-----~====~

<,

,~"

<,

'-------_ Jl__ _ _ j Sistema

.. de Calefaccion

Tanque Flash

tuba de venteo del tanque receptor de con-

densado. Una aplicacion util de esta idea es la

unidad de calefacci6n de la figura 77. EI con-

densado y el revaporizado descargan par la

tramps de la unidad superior que es un inter-

cambiador convencional aqua/vapor. Son se -

parados en el condensador de revaporizado

situado debajo donde ambos ceden calor (sen-

sible el condensado y latente el revaporizado)

al agua de retorno del sistema de calefacci6n

antes de que entre en el intercambiador. La

unidad se completa con una bomba que de-

vuelve el condensado al tanque de aliments-

cion de la ca Idera.

La figura 78 rnuestra un sistema en el que

el condensado procedente de un proceso pro-

porciona revaporizado para calefacci6n de una

nave. Tiene el inconyeniente de que el revapo-

rizado se pierde cuando la calefacci6n no es

necesaria. Sin embargo, puede representar un

ahorro justificable en muchos casos, Es rnsior

dotar de un by-pass al tanque de revaporizado

e incomunicarlo durante los perfodos en que

este no es necesario, enviando directamente el

condensado al tanque de alirnentacion de cal-

dera 0 a un tanque receptor de condensados

que mantener constantemente en servicio la

valvula de seguridad. La purga continua de

caldera es otra fuente posible de revaporizado,

que no se debe despreciar. Muchas calde

modernas tienen gran capacidad de intercar.

bio de calor y poco almacenamiento de agua

y de vapor. Es imperativo mantener muy bajo

el contenido en sales y s61idos para operar

satisfactorriamente. Por esta razon el sistema

debe ser purgado continua mente en una

proporcion que puede alcanzar el 50/0 incluso

el 1100/0de la capacidad total de vaporizacion,

Puesto que esta purga contiene un alto

porcentaje de sales y solidos, uno de los

majores usos que se puede hacer del calor que

transporta es producir y recuperar revaporiza-

do. En este caso, las dimensiones del tanquede revaporizaci6n deben ser generosas para

garantizar que no 58 produce arrastre de

solidos con el revaporizado .. Una utilizaci6ncornun del revaporizado procedente de la

purga de caldera es el precalentamiento del

agua del alirnentaeion.

Retorno

d e l c o n d e n s a d o

Hasta ahara se ha hablado repetidamente de

la importancia que tiene la elirninacion correc-

7 5



Entalpia de

, Vapor

Saturada

Entalp ia deEvaporacion

1840e

Entalpia de

Agua

Saturada

iocc00 e a . ; ; ; ; ; ; ; . - . ; . _ . ; ; ; . . . : . : . . . . . . : ; ; , , ; ; 0 0 : ; ; : , 1

Fig. 79 Formacion de Vapor a 10 bar

- Agua l de Alimer:ltaci6n a 100eFig. 80 Formacion de Vapor a 10 bar

- Agua de Alimentecion a 700e

ta del condensado de los espacios destinados

al vapor. 5e ha vista como, s i se desea la ma-

xima efectividad del equipo, se debe instalar

la trampa mas conveniente en cada caso. S e

ha considerado tarnbien la posible utilizacion

del revaporizado. Nos queda por preguntar-nos: (que se debe hacer con el condensado

residual? Hay diversas rezones que dernues-

tran que el condensado no debe ser mandado

al desaque, Una de elias es el calor que contiene

incluso despues de haberse aprovechado el

revaporizado. Se puede utilizar como agua

caliente de proceso, pero la mejor solucion es

devolverlo al tanque de alirnentacion de calde-

ra donde puede ser utilizado sin necesidad de

tratarniento can 10 que se ahorra combustible,

agua de reposicion y los costos de tratam iento.

Estos ultirnos en algun caso pueden ser masimportantes que los que se derivan del apro-

vecham iento del ca lor. E I sigu iente ejemplo

ilustra sobre los beneficios que se pueden

obtener de Iiarecuperacion del condensado:

La figura 79 muestra la formaci6n del va-

por a lObar relativos cuando se sumin istra a

la caldera agua fda a WOC. La zona inferior.

con rayas onduladas. indica la entalpia que

contiene el agua fda. Se deben afiadir 740

kJ/kg de energia calorffica para alcanzar la

temperatura de saturaci6n a la presion de 10

bar. La figura 80 muestra la forrnacion de

76

Entalpia de

E vaporaci6n

Entalpia de

Agua

Sturado

vapor a la misma presion en una caldera a fa

que alimentamos con agua a zo=c. La ental-pia del agua fr ia es superior can 10 que solo se

deben aFiadir 489 kJ/kg para alcanzar la tem-

peratura de saturaci6n. Esto represents un

ahorro de combustible del 9,2%•

Una raz6n para no recuperar el condensa-

do puede ser la posible contarninacicn del

mismo. Si se producen perforaci ones en los

sarpentines de calefacci6n de substaneias

ac idas 0 de fuel se pueden encontrar estas

peligrosas substancias en la caldera. Incluso en

estos casas, debe estudiarse la recuperaci6n de

condensado instalando f iltros que retengan el

ace i te a de tectores que , ind iquen la presencia

de acidos. En casos extremes puede ser nece-

sar io tirar el condensado, pero se debe extraer

del mismo toda la entalpta posible haciendolepasar por un intercarnbiador adecuado. Otra

alternativa. que es practice corriente en pro-

cesos de cromado ° niquelado. es utilizar el

condensado como agua caliente de limpieza

final de los productos. can 10 cual se ahorra el

vapor que deberfa rnezclarse ton agua fria

para producir esta aqua caliente.

Elevaci6n del condensado

Aunque el condensado es suceptible de ser

elevado por la presion del vapor, despues de

ser drenado es conveniente que pueda salir



Fig. 81 Bomba Elevadora de Condensado. Opera con Vapor 0con

Aire Comprimido

FU NC I O N AM I E N TOCuando hay 1 iquido en la bornba, el fllatante (e)se encuentra en su posicion inferior. De esta

forma la valvula de admisi6n de vapor (J) se encuentra cerrada y la valvula de alivio (K) abierta.

A medida que entra liquido a la bomba por (A), el flotante sube y acciona ,el mecanismo articu-

lado (E). el cual tensiona los resartes (G).

Cuando el flatante alcanza el punta superior, la energfa acumulada en los resortes se libera ins-

tantanearnente, hacienda que el braze (H) accione la valvula (L). Esto produce la apertura de

la valvula de retend6n (M). La valvula (A) permanece cerrada durante la descarga.

A medida que el flotante baja el proceso se repite en forma iliv~rsa.

:;,"NPT

Entrada de vapor

1"NPT

Conducto de afivio

CORTE A-A

Vapor a la bomba Venteo

t ·AliVi~ ...

Candensado

Fig. 82 lnstalacion de una bomba

autornatica,

par gravedad. Esto es esencial si la presion a

la salida debe ser baja 0 se esta purgando una

unidad can control de temperatura. Desstor-

tunadamente, muy cocas veces es posible de·

volver el condensado par gravedad hasta el

tanque de al i rnentacion. Por esta razon es con-

veniente llevar el condensado hasta un tanqus,

desde el que es bombeado hasta la sala de cal-

deras. EI cicio de operacion .de una bomba

sencilla que puede ser utilizada para este co'metido es el que muestran los diagramas de la

figura 81.. EI fluido motor de este tipo de

bornba es 'vapor 0 aire comprimido v, en cual-quier caso, el consumo es muy bajo. Puesto

que en cada bombeo se impulsa la misma can-

tidad de condensado, es relativamente facil

calcular la tasa de formacion del mismo. Si se

afiade un contador del nomero de veces que se

repite el cicio se pueden obtener valores bas-

tante correctos de las cantidades de condense-

do que se bombean. La figura 82 muestra una

instalaelon correcta de una bornba de este

77



Fig. 83 Tanque Abierto sin Aislar

tipo. Se suministra como un equipo completo

con 10 que se reducen tiempo y costas de ins-

talacion. EI tanque receptor a presion atrnos-

ferica es parte esencial y es conveniente recor-

dar que todo el revaporizado que no se haya

aprovechado antes saldra por el venteo. Si

bien una bomba autornatica de este tipo es

capaz de mover cantidades importantes de

condensado, hay ocasiones extremas de carga

o recorridos largos 0 tortuosos que aconsejan

uti I izar dos 0 mas bam bas en para Ie 1 0 .

Controlde temperatura

Muchas plantas necesitan controles de tempe-ratura. La calidad de los productos depende,

en muchos casos, de un control riguroso de la

temperatura a la cual se obtienen. Desde el

punta de vista del ahorro de energia, la tem-

peratura ideal es obviamente la minima admi-

sible para una apltcacion dada, como mLiestra

el siguiente ejemplo:

'Imaginemos que el tanque abierto de la

figura 83 se caliente con un serpentin alirnen-.

tando can vapor a 2 bar relativos. No hay con-

trol de temperatu ra y el contenido del tanque

se encuentra a 70°C, mientras que la tempera-

tura del ambiente es de 21°C. Si el proceso en

78

cusstion pudiese tener lugar a una temperatu-

ra menor, a 50oC, por ejemplo, solo se necesi-

tarra un 540/0 del vapor que se consurma

antes. Para bajar la temperatura del contenido

del tanque debe reducirse Iia transferencia de

calor desde el serpentin al contenido. Una

manera senci lIa de hacerlo es reduciendo la

temperatura del vapor del serpentfn. Clara-

mente, esta reduccion disrninuira la diferencia

de temperatura entre el vapor y la solucion

que calentarnos reduciendo la transferencia

de calor, tal como deseamos. De las tab las de

vapor se deduce que una reduccion de la pre-

sion del vapor saturado va acompai'iada de un

descanso de temperatura. Por esta razon, una

manera corrects de controlar la temperatura

es regular la presion. Puede hacerse mediante

una valvula manual que estrangule el flujo.

pero tal disposicion exige ajustes manualesfrecuentes si las necesidades de calor del siste-

ma fluctuan en el tiempo. Se puede obtener

un control mas preciso instalando una valvula

reductora de presion que, no obstante, sigue

ex igiendo aIguna intervencion manua I si se

debe n varia r las presi ones' regu ladas. La res-

puesta ideal es la instalaci6n de un regulador

au tornatico de temperatura, tal como se des-

cribe a ccntinuacion:



_ ~ _ _ -'-0 _ _ 0 - ~- ~ _

Perilia de AJuste

Condensado

Sensor

calentada par un serpentin. EI sensor de in-

mersi6n se conecta mediante un tubo capilar

Aegulaci6n

Sensor

Fuelle deSobreproteccion ,

Fig. 84 Tanque can Control de Temperatura--------~~-,----------------------------------__

Control autornatico de temperatura

La figura 84 muestra la instalacion correcta de

un regulador de temperatura en un tanque

.~.Capilar

Valvula

Fuelle

Movimiento

Actuador

Fluido

Fig. 85 Principio de Operaci6n de una Valvula Automatica

79



y un actuador a una valvula de control de dos

vias. EI principia de operacion se ilustra en la

figura 85. Cuando la temperatura del produc-

to que hay en el interior del tanque aumenta,

et fl u f do contenido en el sensor se expande a

traves del tubo capilar hasta el actuador de la

valvu la. Aqu f cornprirne al fuelle que arrastra

un vastaqo linealmente, el cual empuja la val-vu l a contra su asiento, venciendo la oposici6n

de un muelle y reduciendo el paso de vapor.

Cuando la temperatura desciende, el flujo se

contrae y el muelle ernpuja la valvula en

sentido contrario, aumentando el flujo de

vapor. EI sistema de control esta calibrado

dentro de un margen determinado de tempe-

raturas pudiendose fijar cualquier temperatura

dentro de este margen mediante la perilla de

ajuste del sensor de inmersi6n.

EI tipo de control de temperatura descri-

to es el lIamado "control modulante" porqueeI sumi nistro (11' vapor aumenta y dism inuye

gradualmente, respondiendo a las variaciones

de temperatura del equ ipo , Esto significa que

la presion del vapor en el serpentfn puede va -

riar desde un valor relativarnente alto, cuando

Ia va IvuIa esta tota Imente ab ie rta, h asta un

valor practicarnente nulo, 0 incluso con cierto

grado de vaclo, cuando esta totalmente cerra-

do. (EI vacio se puede formar cuando conden-

sa el vapor contenido en el serpent in si la

va Ivu la perma nece ce r rada y no Ih;ig~amas va-

por). En ciertas apllcaeiones, tales como el

suministro de agua caliente, se alternan perf-

ados de fuerte demands de vapor can otros

de dernanda nula. En estos casos es posible

utilizar un regulador de temperatura del tipo

on/off. Aqu iel termostato de control cierra

completamente cuando se alcanza la tempera-

tura deseada can 10 que la presion ba]a a cera

rapidamente, En cuanto el agua caliente se ha

consum ido, entra agua fr fa, que aI ser detecta-

da par el sensor provoca de nuevo la apertura

total de la valvula de vapor con aumento rapi-

do y brusco de la presi6n.

Esta secci6n es esencialmente una brevei ntroducci6n a I con trol de tem peratu ra mas

que una relacion exhaustiva de los metod os

existentes para calentamiento can vapor. En

lugar de los sistemas autocontrolados descri-

tos. es posible gobernar los movimientos de la

valvula mediante una fuente de potencia ex-

terna, neumatica 0electrica. En este caso, la

va Ivu l a tarnbien puede abrir de forma rnodu-

lante 0 par el principia On/Off antes descrito,

puesto que los principios basicos son los rnis-

mos. Consideremos ahora como la instalacicn

de un control de temperatura puede afectar \a

80

trampa que drena el condensado que se forma.

Si, por ejemplo, se debe elevar el condensado

directamente desde la trampa cuando la val-

vula este cerrada no habra presion suficiente.

EI flujo de condensado cesara y el espacio des-

tinado al vapor se llenara de condensado hasta

que vuelva a haber la presion suficiente para

expu Isarlo. Noes una situaci6n deseable, aun-que se pueda perrnitir el anegamiento perio-

dico del serpentfn, porqus cuando la valvula

de vapor abra es muy tacit que se produzcan

golpes de ariete. Estes se producen tambien

en un sistema On/Off cuando la valvula de

raqulacion abre brusca y totalmente, introdu-

ciando vapor en el equipo a gran velocidad.

Cuando se uti liza un control modulante

fa trarnpa debe ser capaz de descargar conti-

nuamente en una gama muy arnplia de presio-

nes diferenciales. Si S8 requiere una cesion de

calor muy importante, se debe utilizar unatrampa que descargue el condensado inmedia-

tamente, que sea buena para eliminar aire y

que no se bloquee por vapor. No es deseable

una trampa termostatica porque su tempera-

tura de descarga par deba]o de la de satura-

cion puede provocar una retenci6n de con-

densado precisamente cuando la v a l v u la de

control este totalmente abierta y se precise

la maxima transferencia de calor. Las tram-

pas que tienen una descarga intermitente e

importante, tales como las de balde invertido

de gran tarnafio pueden d ificu I tar e! control

de temperatura precise, debido all cambio de

presion que provocan en el espacio destinado

a vapor cuando abren.

Sa nota mas este efecto en equ ipos con

una gran cesi6n de calor en relacion con su

volurnen, La trampa mas conveniente para

ap licaciones de control de temperatura es la

de flotador equipada con eliminador de aire

(v valvula de aguja para bv-pass de vapor,

si es preeiso). Este tipo de trarnpa cescarqara

condensado continua y suavemente a medida

que se vava formando sin afectar en absolute

la presion del vapor en el espacio de calefac-cion. S i hay riesqo de que se produzcan golpes

de ariete, no es la trampa mas indicada, debi-

do a su fragi lidad. La segunda eleccion, en

orden decreciente de conveniencia, ser la la

trampa de balde invertido, que resiste mejor

condiciones adversas. Siernpre que sea posible

se deben evitar los golpes de ariete y los ane-

gamientos descargando los condensados desde

.la trampa por qravedad. Si hay que elevar el

condensado, es preferible utilizar una bomba

adecuada que emplea la presion 'del vapor.



Eliminaci6n de

fugas de vapor

De nada sirve haber proyectado e instalado un

buen sistema de vapor si no se mantiene al

mismo nivel de eficiencia a 10 largo del tiempo.Can demasiada frecuencia se admiten como

normales fuqas excesivas tanto en el sistema

de vapor como en el de condensados. Un agu-

Fig. 86 Visares a Mirillas

Fig. 87 Visor con Hetencion

jero de 3mm de diarnetro pueds descarqar

30 kg/h de va por a 1 0 ba r re ta ti vo s, 10 cu a I

representa un despilfarro de unas 31 Trn decarbon, 18 Tm de fuel 0 660 GJ de gas en un

ana, supon iendo que setra ba ja 8 40 0 h ora s/a rio .

La efirninacion de las tugas visibles es facil y

necesaria, Tarnbien deben eliminarse las fugas

invisibles de las trampas que pierden vapor,

aunque se trata de una tarea alga mas cornpli-

cada,

Detection de fugas en las trampas

Sabemos que la funcion basica de una trampa

es descargar condensado impidienda la salida

de vapor vivo. Si la descarqa se etectua al airelibre,en un lugar accesible se puede verificar

muy ta cilm ente s i la trampafunciona corrsc-

tamente. Sin embargo,incluso en estas condi-

ciones, una trarnpa de descarga mterrnltente,

como Ia term 0d imimica, presenta ra un aspsc-

to tota Imente diferente al de una trampa de

descarga continua como la de flatadar. EI

desprendirniento de nubes de vapor flash

confundira al observador inexperto. E! pro"

blerna se complica cuando fa trampa esta

conectada a una linea de retorn a de co nden-

sado. La primera indicaci6n que se puedetener de que hay trampas que pierden es el

escape de cantidades muy importantes de va-

por que salen par los venteos de los tanques

de condensado 0 del de alimentaci6n de ca l -

dera. De esta manera se detecta el problema,

pera no cuales son las trampas que fallan, Un

metoda utilizado desde hace muchas afios

para detectar fugas en las trampas consiste en

instalar un visor a la salida de las rnisrnas, La

figu ra 86 muestra un visor de un cristal y otro

de dos cristales. Can un visor de este tipo se

puede verificar si la trampa descarga conden·

sado 0 no e incluso discernir si deja pasar

vapor vivo. Sin embargo, no se puede tener la

c erte za to tal de esta ultima observaci6n.

E! visor de la figura 87 ofrece un nurnero

irnportante de rnejoras en relacion can 105 an-

te riores. Puesto que - actua como va Ivu la de

retencion, una apertu ra y cisrre regu lares de

la bola indican un funcionamiento satistacto-

rio de la tramps. EI cristal es menos suscep-

tible de ensuciarse mediante depositos, Que

rnuchas veces convierten en inservibles a los

visores mencionados en primer lugar, Despuss

de una trarnpa de descargaintermitente hay

81



Fig. 88 Detector de Fugas

(Trampa Operando Cor-ectamenta)

Trampa paraVapor

Luz Verde en

enel lndicador

Indicador

Vapor vivo

Luz Aoja

en el

lndicador

Luces Verde y

Roja

Fig. 89 Detector de Fugas (Trampa Perdiendo Vapor)

Que instalar el visor a 1 m como minimo de la

trampa para minimizar las erosiones que

pueden producirse en el cristal. Un segundo

metoda de deteccion de fugas, Que tarnbien

ha side muy utilizado, va ligado con la medida

de temperaturas cerca 0 en la propia trarnpa.

Lspices 0 pinturas sensibles a la temperatura

o termopares han ido teniendo sus defensores

a 10 largo del tiempo. Sin embargo, se presen-

tan problemas importantes de definicion de-

bido a la proximidad entre las temperaturas

de condensado y vapor vivo a la salida de una

trampa defectuosa.

82

Las trampas del tipo terrnostatico serfan

una excepcion puesto que descarganconden-

sado a una temperatura inferior a la del vapor.

lncluso en este caso, puesto que las medicio-

nes se toman en la superficie exterior de la

trampa, donde las temperaturas tienden a ser

inferiores, se pueden producir errores impor-

tantes de apreciacion, Un rnetodo mucho mas

preciso va ligado al sonido (ultrasonidol erni-

tido por el vapor al pasar a traves de la valvula

de una trampa. Es el rnetodo ideal para tram-

pas de funcionamiento discontinuo, puesto

que se pasa de una situacion de ru ida a otra



rnuv distinta. Para los otros tlPOS de trarnpa,

se requ iere un operador con cxpericncia en la

i nterpretaci6n de 1 detector de u Itrason idos.

para no confundir el vapor vivo can el revapo-

rizado a el ruido de una trampa con las adva-

centes. A pesar de estos incanvenientes es un

metoda util y valido Un desarrollo reciente

utiliza para la deter-cion la conductividad del

condensado Se de be i nsta la r una ca mara can

un deflector inmediatamente antes de la tram·

pa, tal como s e m u es tra en la tigura 88.

Cuando la trampa trabaja normalmente, el

condensado Ilega a la r ru sr na d es pu es de lienal'

1 0 carnara de df!tp.cciL1r1, pasando par la parte

inferior del deflector. t:1 pequerio agujero

pract icado en elm isrn 0 si rve para cqu II ib rar

pr esi ones a ambos lad as. Un sensor, instalado

antes del deflector, detecta la presencia de

condensado. La s efial s urn in istr ada par este

sensor se lleva rned ian te un corrector hasta un

indicador donde, en este caso. se encendera

una luz verde, sefial de buen funcionamiento.

S i la tr arnpa deja pasar vapor vivo, no se pue-

de ma n tener e I equ i IIbriode p resi ones con so -Ia el vapor que pasa a traves del aqujero del

def lector con 10 qu eel sensor qucda en u nil

zona don de no hay eondensado tal como se

IIIuestra en la f iqu ra 89. E I con ta c to abie rto se

traduce en el encendido de una luz raja en el

indicador. L a rnav or ventaja de este sistema es

que no depende de ninqun factor subjetivo.

Se pueden mandar las senates de diferentes

sensores a un punto remota de ver ificacio n. 10cual puede ser u til cuando se trate de trampas

de dificil acceso. Hasta ahara se ha considers-

do como falla, en la trampa, la salida de vapor

vivo. Sin ernbaroo, OHO problema, en algunos

casas mas grave, es 1 8 perrnanencia de una

trampa en posicion cerrada con el consigu ien-

te aneqamionto dcl espacio destinado a vapor.

En este caso. la deteccion se puede efectuar

por descenso importante de temperatura en la

trarnpa y por descenso tarnbien de pr oductivi-

dad en el prnceso.

Derivac.ones (bv-pass) en trampas para vapor.La colocacion de derivaciones alrededor de las

trampas provoca, habitualrncnte. fugas impor

tantes de vapor. Si bien una derivacion puecle

ser rnuv util. nunca S8 Ie debe considerar un

buen rnatodo para descarqar aire 0 condensa

do. Algunas veces, se instalan der ivaciones a

las trampas para rnejorar las cond iciones de

puesta en marr:ha pero cabe el riesqo de que,

voluntaria 0 invotuntar iarnente , querlen abier-

tas en rnarcha normal. Una valvula ut i liz aria

para apertu ras pa rc ia les se eros iona f ac i Imen-

te V deja pasar vapor aun manteniendo!a total-

mente cerrada. La que 5e debe hacer es dirnen-

sionar correctamerite las trampas para evitar

la necesidad de instalar dertvaciones, Las per-

didas a traves de las mismas agravan mas los

problemas de los picas de carga que siernpre

se producen en los procesos. Alquna vez se

instalan derivaciones en las trampas que tie-

nen el riesgo de bloquearse por aire 0 por

vapor: Otras veces se hace en las trampas que

no pueden descarqar todo el condensado en

los picas de carga. En cualquier caso se pue-

de encontrar una solucion mejor instalando la

trarnpa mas adecuada. 5uponiendo que en

alqun caso no Ihubiese mas rernedio que insta

lar una derivacion debe tenerse en cuenta que

el diarnetro de 1 3 rnisrna no debe ser el de la

tu berra a la que se conacta, tal como 5e hace

ha bi tu a Imente, si n0 e I id6neo pa ra descarga r

el caudal necesario. Este diarne tr o es siernpre

inferior al de la tuber ia, puesto que la trampa

tarnbien descarga. Limitando el diarnetro delas derivaciones al minimo exigible, Sf! pueden

limitar tarnhien fuqas cuando aquellas quedan

ab iertas,

MantenimientoPara qarannzar el correcto funcionamienta de

valvulas recluctoras, controles de temperatura,

trampas y de mas equ ipos, es esencia I preveer

un plan de mantenimiento. Siqnifica la lirnpie-za de los tiltros V el reernplazo de las partes

internas de los equipas que rnuestren seriales

de desqaste

Es rer:omendable disponer de un nurnero

determinado, aconsejado par un proveedor

solvente, de piezas de recarnbio y de elemen-

tos ccmpletos para poder etectuar un cambia

riipido en Ci:lSO de necesidad. Algunos proqra-

mas de mantenirniento deben desarrollarse en

las paradas programa pero es mejor, siernpre

que sea posible. repartir el trabajo a 10 largo

del ana. La mayor parte de los elementos solo

necesitan atenci6n una vez al a fio si bien los

filtros se deban Iirnpiar can mas Irecuencia.

espec ia I mente en in sta lac iones nuevas 0 en las

que se hayan efectuado reparaciones. Final-

mente, puede se r de utilidad disponer de un

historial de los problemas mas frecuentes en

cada uno de los tipos de trampas, valvulas 0

equipos en qeneral



D ete cc i6n d e a ve rfas

e n las tram p a s p ara

v a por

T r a m p a

terrnodinarnicaSintoma: La tramp a pierde vapor.

Ver si se trata de suciedad. Limpiar el filtro, el

disco y el asiento, S i no mejora, es probable

que se hayan deteriorado las superficies del

asiento y del disco. En este caso se puede:

a.- Mandar la trarnpa al fabricante para que la

repare.

b.- l.apidar asiento y disco segun instruccionesdel fabricante.

c_· Carnbiar asiento y disco si la trampa es de I

tipo de asiento recambiable.

Si la estadistica dice que las trampas terrnodi-

narnicas en un punto determ inado se desqas-

tan con rapidez hay que sospechar que 0 bien

estan sobredimensionadas 0 la tuberia en que

van montadas tiene diarnetro insuficiente 0 la

contrapresion esexcesiva.

Sintoma: La trampa no descarga condensado

Puede ser debido a un bloqueo par aire, partl-cu larmente si el prob lema se presenta en un

arranque. Hay que verificar el venteo del

equipo en general. En casos extremos puede

ser necesario instalar un eliminador de aire en

paralelo can la trampa 0 utilizar, por ejemplo,

una trampa de flotadar con elemento terrnos-

tatico en lugar de una trampa terrnodinarnica.

T r a m p a termostatica

d e p res i6n

balanceadaSintoma: La trampa pierde vapor

Aislar la trampa y dejar que se enfr ie antes de

verifiear si se ha depositado sueiedad en la val-

vula. Si el asiento se ha erosionado, cambiar

todas las partes inter iores, inelu ro c el elemen-

to terrnostat ico, puesto que e I arigi na I se pue-

de haber arru inado par eI paso cont inuo de

84

vapor. Si la va Ivula y asiento esta n en buen es -

tado hay que verificar el elemento terrnosta-

tico. Una vez frio no se Ie puede comprimir;

si se abserva blandura e s se rial de que esta ro-

to. Si las ondu laciones estan aIgo aplanadas

indica que ha habido dafio por golpes de aria-

teo S i estes no se puede n e l irn inar, hay queinstatar una trarnpa de otrotipo mas robusto.

Sintoma: La trampa no descarga condensado .

Proba blernente eI e lemen to se habra ex tendi-

do exeesiva mente, po r una presion i nteri or

muy alta y no puede ievantar la va Ivu la de 5U

asiento. La deforrnacion se puede haber pro-

ducido par sabreealentamienta 0 par aper-

tu ra de la trampa aun muy caIiente y antes de

que haya condensado et vapor contenido por

el fuelle.

T r a m p a termostatica

de expansi6n I fquidaSintoma: La trampa pierde vapor

Verifiear si hay sueiedad 0 erosion en valvula

y asiento. Si hay erosion se deben cambiar ro-

dos los campanentes internes. Se ha de recor-

dar que este tipo de trampa no se auto-ajusta

cuando hay var iaeiones de presion. Si ha sida

regulada para que cierre a presion alta no 10

hara a presianes bajas. Por esto, si la trarnpa

pierde vapor hay que tratar de regula ria para

presiones mas bajas vigilando que no se pro-

duzean reteneianes excesivas de condensado.

Si no reacciona con la temperatura, hay que

cambiar todos los eomponentes internos.



Sintoma: La tramp a no descarga condensado

Verificar que el ajuste del cierre no se haya

realizado para una temperatura demasiado

baja.

Trampa termostatica

birnetalicaSi ntoma: La trampa pierde vapor

Como en los otros casos, se debe revisar que

no haya suciedad ni erosiones en la valvula.

Puesto que 1 8 1 presi6n que puede ejercer el bi-

meta I es lim itada, el esfuerzo puede no ser

suficiente para apretar la valvula contra su

asiento si hay suciedad depositada, Este tipo

de trarnpa se suministra can un ajuste deter-

minado que se puede ver afectado si 1 0 3 tuercade ajuste se mueve. Verif icar que este defecto

no se ha producido, $i no corriqio el problema

hay que carnbiar todos los elementos internos.

Sintoma: La trarnpa no descarga condensado

Las trampas birneta licas tienen la valvu la en el

lado de salida por 10 que si a algo tienden es a

averiarse en posicion de apertura. Si no des-

cargan condensado es que 0 estan muy desca-

librados 0 hay obstrucci6n en la v a l v u la a en

el fi Itro.

Trampa de flotadorSmtoma: La trampa pierde vapor

Ver si hay suciedad que imp ida el cierre co-

rrecto en I a va I vula 0 en e I terrnostato. Si hay

va Ivu la an t ib I oqueo par vapor, verificar que

no hay a quedado excesivamente abierta (un

cuarto de vuelta es, en general, mas que sufi·

ciente). Comprobar que no se ha desalineadola palanca que mueve la valvula, par funcio-

namiento brusco a qolpes de aricte, 10 cual

podr ia impedir el cierre cor recto. Verificar

que e] flotador baja hasta su posicion infe-

r ior sin rozar con el cucrpo de la trarnpa ,

si no fuese as f podria quedar la v a Ivu la abierta.

La cornpobacion del elemento terrnostatico

debe efectuarse como en las trampas de este

tipo. Los elementos internos debar! carnbiar-

se todos de una vez tal como estan agrupados

en los recambios surninistrados par el fabri-

cante.


Verificar que la presion diferencial maxima de

funcionamiento, marcada en la placa, no sea

inferior a la presion d iferencial a la que esta

fu nci onando en rea Iidad. Si es as I, la va Ivu la

no puede abri r y hay que i nsta lar e I asiento

del diarnetro adecuado. Comprobar que los

caudales que deseamos descargar coinciden

can los que son posibles en la nueva situacion.

Si el flotador esta agujerado a deformado, no

flota y la valvula permanece cerraoa, EI pro-

blema puede ser debido a golpes de ariete y

hay que buscar su origen para remediarfo. Ve-

riticar si trabajan correctamente el e1iminador

de ai re y el ant ibl oqueo por vapor, cuando 10

hay.

Trampa de baldeinvert idoSintoma: La trampa pierde vapor

Cornprobar que no se haya perdido el sella de

agua. Aislar la trampa, esperar que se acumule

candensado y ponerla de nuevo en servicio. Si

funciona bien, buscar el origen de la perdida

de sello. Puede ser debido a vapor muy sabre-

calentado, a fluctuaciones subitas de presion 0

a Una defectuasa insta lacion de la tramps Que

perrnite que el condensado salga par gravedad.

Instalar una valvula de retencion antes de la

trarnpa, Si persiste la fuga, comprobar que no

haya suciedad a erosiones en la valvula y sus

enlaces. Reernp lazar asien to, vaIvu la y palanca

Inspeccionar elba Ide. Si esta alabeado a desa-

lineado con la palanca. significa que hay gol-

pes de ariete. Buscar el origen del problema

para eliminarlo.


Comprobar que la presi6n diferencial maxima

marcada en la placa no es inferior a la d e se rv i-

cia. 5i fuese asi. la valvula no puede abrir y

hay que carnbiar el asiento para que el diarne-

tro del rnisrno sea el cor recto. Se debe veriti-

car Que la capacidad de descarga en la nueva

situacion es la adecuada. Verificar tarnbien

que el orificio de eliminaci6n de aire no esta

obstru ide can 1 0 que se produ ci r ia bloqueo

par aire.

85



Caracterfsticas de la descarga de las

diferentes trampas para vapor

TRAMPA CARACTER ISTICAS DE LA DESCARGA

T e rmod inarn ie a Subita e interrnitente C ierr e to tal entre dcscarqas.

T errnostatica de p resin n

equilibrada Subita e intermite nts C ierre to tal tnltre descarqas

t-----

E xpansion liquida Descarga cont inua cuando la s carUdS so n e staci ana rias

altas y medias. Tendencia a la descarqa subta cuando lasc arq as son peq uefias .

Birnetalica Descarga continua variarrdo sequn la velocidad de form a-

cion de condensado. Tendencia a 1 3 descarg a su bita cuan-do las carqas son pequefias 0 muv v ariab le s.

I--

-Flotador Descarqa continua variando sequn la cant idad de con-

dcnsado que se form a, si bien tienden a tener un Iuncio-narniento pulsante cuando las cargas son oequcfias .

-

Bald e in ve rtid o S L I b i ta e i n t er rn i te nt e co n C I erre total entre descargas

excepto cuando las carg as so n pequerias en que tiene

tendencia a gotear.

Preguntas15. Un tanque de revaporizado es alirnentado

mediante una trampa que drena un evapo-

rad or e I eu al trabaja a lO bar re lativos y

can un consurno de 10 00 kg /h de vapor.

E I revaporizado es inyectado a una pre-

sion de 0 .5 bar relativos en un serpent in

que calienta un tanque Leual es ':

a) L a cantidad de revaporiz ado que se f or -

rna.

b) L a cantidad de condensado residual

que debe ser descargado del tanque de reo

vapor izado.

e) L a temperatu ra de este condensad o.

16. cCual es el principal factor a considerar al

decidir el luqar correcto donde instalar un

elim inador autornatico de aire en un equi-

po calentado con vapor?

86

17. A una valvula reductora Ie entra vapor can

una f raccion seca de 0 ,9 a 7 bar relatives y

sale a 2 bar relativos. LCual es la fracci6n

seca a la salida?

18. cOue pasa si una trampa de flotador dise-

fiada para operar hasta 4,5 bar de presion

diferencial es sornetida a 6 bar de presion

difere ncial? L Parq ue'

19. lO escarg a aire autornaticarnente una tram -

pa de balde invertido? z Lo hace rapids 0

lentarnente? L PorqU lP

20 . Tres recipientes A , Bye se alimentan can

vapor a 1 bar relativo V descarqan a traves

de una sola tramps. L os recipientes D, E y

F se alimentan a 2 bar relativos y descar-

g an cada uno por su trampa en una linea

que se eleva 8 m basta la principal de re-

torno de condensado. Todas las trampas

esta n a mpJ i amente dime ns ionadas y se



A B c

2 bar9

D

han i nstaladq va Ivu las de retenci6 n des-

pues de las trampas de 0 , E , y F. Los se is

recipientes inician y term inan elciclo si-

rnultanearnente. pero algunos de ellos se

aneqan incluso cuando todos estan calien-

tes. (Que recipiente esta mas expuesto al

anegamiento y porque? LC6mo puede

su bsanarse el problem a?21 . Un intercambiador de calor se alimenta

con vapor a 7 bar. En el secundario se ca-

lien tan 2,4 kg /seg . de agua de 70°C a

800C. (Que cantidad de vapor condense

par segundo? S i el vapor sum inistrado

tiene una fraccion seca de 0,9 LQu e canti-

dad de condensado debe drenar la trampa?

8metres

1F

22. E I condensado dela pregunta anterior

vuelve al tanque de alimentaci6n de la cal-

dera, que esta abierto a la atmosfera. E ste

estaria a 100oC . pera como se Ie ariade

agua de reposicion a 1SoC , la temperatura

dela mezcla es de 60°C. LQue p ro po rc i6 n

de agua frf a se afiade?

A con ti nua ci on 8 1 aqua de alimentaci6n secalienta hasta 80°C par inyecci6n directa

de -,vapor de una linea a 7 bar. ·LQue peso

de este v"apar S8 debe afiadir a cada kg de

agua a 60°C?

23. LQue cantidad de revaparizado a presion

atrnosferica se forma a partir de cada kg

de condensado que sale de las trampas del

intercambiador rnencionado en Ia prequn-

ta 21". S i se produjese este revaporizado a

0,5 bar relatives: (.Que cantidad se forma-, 7'

ria ..

87

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