Sistemas de calefacción y traceado de vapor

Sistemas de calefacción y traceado de vapor
Sistemas de traceado de vapor Spirax Sarco
Un fiable y eficiente sistema de calefacción de traceado es un componente vital de
la maquinaria de procesos moderna. Su uso asegura el mantenimiento de la viscosidad
de bombeo óptima y que el producto no se solidifique o resulte dañado a la vez
que se evitan males causados por condiciones ambientales adversas.
Ningún otro método de calefacción de traceado ofrece tantos beneficios como el vapor
en términos de eficiencia, bajos costes de funcionamiento, manejo, flexibilidad
y, sobre todo, seguridad.
Sistema de traceado Spirax Sarco para aplicaciones críticas
Vapor
Controles de temperatura
Previene posibles daños del producto.
Reduce desperdicio de energía.
Autoaccionadas.
Construcción resistente.
Mainfolds de tubería
Fabricación en un campo muy reducido.
Bajos costes de proyecto.
Fácil mantenimiento.
Ahorro de espacio.
Reducción de pérdidas de calor.
Conectores universales
Montaje rápido de dos tornillos.
Único conector para diversos
tipos de purgador.
Opción de válvula de aislamiento integral.
Purgadores termodinámicos
Elimina condensado en el momento de formación.
Pequeño y ligero de peso.
Resistente a la congelación.
Opción con conectores universales con montaje rápido.
Spirax Sarco ha proporcionado conocimientos, servicios y productos para el control y uso eficiente del vapor en sistemas
de traceado durante más de 85 años. Tenemos una gran experiencia en su uso en todas las ramas industriales,
cosa que nos permite ofrecer un mejor servicio a nuestros clientes, para que disfruten de los beneficios del traceado del vapor.
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Las ventajas del sistema de calefacción por traceado las conocen muy bien
por su experiencia muchos ingenieros y operadores de maquinaria de todo el mundo
Eficiencia:
El vapor es el más eficiente de todos los portadores de energía calorífica. Muchas veces, estos sitemas de
traceado pueden aprobechar el vapor del proceso sobrante que de otra manera sería desperdicado.
Controlabilidad:
Las temperaturas precisas del producto pueden ser mantenidas y el traceado puede activarse o desactivarse
automáticamente para ajustarse a las condiciones ambientales. Las líneas del producto vacías pueden ser
precalentadas y el vapor limpiarse sin ningun tipo de problema. Cuando se demanda más calor, se abastece de forma automática.
Fiabilidad:
Los sistemas de traceado son extremadamente resistentes. Su funcionamiento no se ve afectado por las
condiciones adversas y pueden resistir todos los golpes que pueda recibir en una fábrica de procesos.
Flexibilidad:
El nivel de calefacción del traceado de vapor puede ajustarse muy facilmente sin necesidad de cambiar
la instalación. La ampliación del sistema también resulta extremadamente sencilla.
Seguridad:
El vapor es intrínsecamente seguro y su uso resulta adecuado para cualquier tipo de zona. Es el único
método de aplicaciones de traceado que no comporta ningún tipo de riesgo.
Económico:
El concepto de traceado de vapor resulta muy simple. Es fácil de diseñar y de instalar y para su uso solo se
necesitan componentes mecánicos muy sencillos que no requieren ningún tipo de fuente de energía.
Línea del producto
Sensor
Aislamiento
Condensado
Sistemas de control de purgadores
Detecta fugas de vapor.
Detecta obstrucciones en la línea.
Purgadores de presión equilibrada sellados
Gama de opciones de cápsula.
Pequeños y ligeros.
Opción con conectores universales con montaje rápido.
Válvulas de purga
Selladas con fuelle.
Libres de mantenimiento.
Nivel de emisión cero.
Difusores
Erosión reducida.
Ruido reducido.
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La necesidad del traceado de vapor
El traceado de vapor resulta muy sencillo en su principio de funcionamiento. Cuando un producto en las tuberías está
a temperatura más alta que el aire que lo rodea, el calor atravesará las paredes de la tubería e irá hacia el aire.
Esta pérdida de temperatura provocará una caída de la temperatura del producto. Aislando la tubería disminuirá de forma
significativa el porcentaje de calor que se pierde pero, ningún aislante es 100% efectivo.
El vapor es un portador de energía muy eficiente con una relación fija entre su presión y su temperatura. Puede transportar
el calor durante largas distancias y abandonarlo a una temperatura constante.
Para compensar el calor perdido, unas tuberias de vapor de pequeño diámetro, también llamadas "de acompañamiento",
se incorporan a la línea del producto. El calor del vapor pasa a la línea de producto y sustituye al que se va perdiendo.
La cantidad de calor transmitida, y por lo tanto, la temperatura del producto, puede ser regulada de forma muy fácil con unos simples
sistemas de control autoaccionados. El mismo método puede utilizarse para acondicionar el producto en las épocas más frías del año,
permitiendo el vapor dentro de la línea de traceado solo cuando la temperatura ambiental esté por debajo de un cierto nivel.
Calor perdido
por el producto
en las tuberías
Tubería recubierta
Eliminador de aire
Producto
calor de la
línea de traceado
Aislamiento
Vapor
Tipos de sistemas de calefacción por traceado de vapor
En Spirax Sarco, somos capaces de proporcionar a nuestros clientes consejo y productos para todos los tipos de traceado
de vapor, desde el acondicionamiento del producto a las épocas invernales, hasta las aplicaciones recubiertas más críticas.
Aplicaciones recubiertas - Método usado en condiciones ultracríticas, básicamente cuando se ha de mantener el producto
todo el tiempo a una temperatura elevada. El uso de cubierta de vapor permite un rápido precalentado de la tubería.
Aplicaciones críticas - Los traceados se usan para mantener la temperatura de un producto que puede
solidificarse o dañarse en el caso que su temperatura descienda por debajo de un nivel predeterminado.
Aplicaciones no-críticas - Se procura mantener la viscosidad del producto a su nivel óptimo de bombeo.
Anticongelación - Se asegura que las tuberías no van a sufrir daños por congelación en condiciones
climatológicas adversas.
Aplicación en instrumentos - Tuberías de pequeño diámentro, normalmente de unos 10mm, usadas para
proteger medidores de caudal, válvulas de control, estaciones de muestras, líneas de impulso, etc...
Entrada de vapor
Línea de producto
Control TA10A con
sensor de ambiente
Mainfold
de distribución
de vapor
Salida de condensado
Línea de producto
Mainfold
de recogida
de condensados
Línea de traceado
Conector
universal
Purgador UTD
Purgador
UBP30
Aplicación de los sistemas de traceado Spirax Sarco para situaciones no-críticas
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Purga con difusor
Determinando las necesidades de traceado
Para seleccionar el tamaño y el número de las líneas que requiere una determinada aplicación, debe determinarse el
porcentaje de calor perdido por las tuberías del producto bajo las peores condiciones posibles de diseño.
Este porcentaje de calor perdido depende de la diferencia entre la temperatura del producto y la del ambiente. Hay
otros factores, como puedan ser la conductividad térmica del aislamiento, la velocidad del viento en el ambiente exterior
a las tuberías o la capacidad de emisión de la superfície de aislamiento que también afectarán a esta pérdida de calor.
La tabla 1 proporciona las pérdidas de calor para tuberías del producto aisladas de hasta 500mm de diámetro y con dos
medidas alternativas de grosor de aislamiento: 50mm y 100 mm. La tabla proporciona las diferencias de temperatura
calculando una velocidad media del viento a 10 m/s, condición adecuada para la mayoría de las aplicaciones.
Una vez determinada la pérdida de calor por metro de la tubería aislada del producto a partir de la tabla 1, podemos escoger
la línea de traceado de vapor adecuada en la tabla 2. En algunos casos podemos necesitar varias líneas colocadas en paralelo.
La tabla 2 proporciona las cantidades de transmisión de calor desde las líneas de traceado de vapor hasta la línea del producto.
Las pérdidas de la línea de traceado al exterior a través del aislamiento se han tenido en cuenta.
El uso de un cemento transmisor de calor como nexo entre el traceado y la línea del producto multiplicará los resultados que
mostrábamos en la segunda tabla por dos.Podemos prevenir también la transmisión irregular del calor y las zonas calientes.
Tabla 1 Calor perdido por las tuberías de procesos aisladas - W/m
Diámetro de la tubería de procesos
100 mm
Producto/ ambiente
Diferencia de temperatura en °C
Grosor del
aislamiento
25
75
100
125
150
175
200
150 mm
200 mm
250 mm
300 mm
400 mm
500 mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
50
mm
100
mm
14
43
58
71
86
100
115
9
26
36
45
54
62
71
20
59
77
97
116
136
155
12
35
46
58
69
81
92
24
72
97
120
144
168
192
14
41
55
70
84
98
112
29
87
116
145
174
202
231
16
49
66
82
99
115
131
33
101
135
168
201
235
268
18
56
75
94
113
131
151
41
123
164
206
246
288
329
23
68
91
113
136
158
181
51
151
201
252
301
352
403
28
82
109
136
163
191
217
Nota: Aislamiento de la conductividad térmica de 0,05W/mK con calorifugado
Tabla 2 Transmisión del calor de las líneas de traceado a la línea de productos - W/m
Acero (Diámetro de paso)
Presión
vapor
3 bar r
5 bar r
7 bar r
Cobre (Diámetro exterior)
9 bar r
3 bar r
5 bar r
7 bar r
9 bar r
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
15
mm
20
mm
10 113
50 79
75 58
100 37
150
-
145
101
74
47
-
125
92
71
50
8
161
118
91
64
10
135
101
80
59
17
174
130
103
76
22
143
109
88
67
25
184
141
114
86
32
80
56
41
26
-
107
75
55
35
-
89
65
50
35
5
119
87
67
47
7
96
72
57
42
12
129
97
77
56
16
102
78
63
48
18
135
104
84
64
24
Temperatura del
producto en °C
Diámetro 15
traceado mm
Como calcular la demanda de vapor
Para calcular la demanda de vapor real, se puede usar la sencilla fórmula que exponemos a continuación:-
m = Demanda de vapor (kg / h)
Demanda total de vapor
m = Q x L x 3.6
Demanda de vapor individual por cada traceado
m = Q x L x 3.6
h fg
h fg x n
Q = Calor predido de la tabla 1 (W / m)
L = Longitud de la tubería del producto traceado (m)
h f g = Entalpía específica de evaporación (kJ/kg)
3 bar r = 2 133 kJ / kg
5 bar r = 2 086 kJ / kg
7 bar r = 2 048 kJ / kg
9 bar r = 2 015 kJ / kg
n = Número de traceados paralelos por
longitud de la tubería del producto
5
Determinando las necesidades del traceado. EJEMPLO
Necesitamos mantener una temperatura de 100ºC en una línea de 300mm. La temperatura ambiente mínima del diseño es de -15ºC,
la presión del vapor es de 5 bar r y la línea tiene una longitud de 200m. La línea del producto tiene un grosor de aislamiento
de 100mm. con calorifugado de alumino. Las líneas de traceado serán de acero, y se colocarán en longitudinales de 50m.
Primer paso - Determinar la pérdida de calor en la línea del producto
1.1
1.2
1.3
1.4
Diferencia entre la temperatura del producto y el ambiente = 100ºC-(-15ºC) = 115ºC.
De la tabla 1, escoger la línea de diferencia de temperatura que quede por encima de 115ºC o sea 125ºC.
Seguir la línea de diferencia de temperatura hasta llegar al diámetro de tubería (300mm) con su grosor
de aislamiento (100mm).
Leer el valor de pérdida de calor 94W/m.
Segundo paso - Seleccionar el traceado(s) adecuado(s)
2.1
2.2
De la tabla 2, seleccionar en la columna de la izquierda la temperatura del producto (100ºC)
Seguir la línea hasta la columna de la presión (5 bar) del metal que corresponde (acero).
Traceado de 15mm de paso = 50 W / m transmisión de calor
Traceado de 20mm de paso = 64 W / m transmisión de calor
En este caso seleccionaremos dos traceados de 15mm de diámetro que colocaremos en paralelo para proporcionar
los 94W/m necesarios para compensar las pérdidas de calor de la línea de productos. En caso que se usase
cemento transmisor de calor, solo sería necesaria una línea de traceado de 15mm de diámetro.
Tercer paso - Calcular la demanda de vapor
94 W / m x 200 m x 3,6
3.1
Demanda total de vapor
3.2
Demanda individual de vapor por cada traceado
= 32 kg / h
2 086 kJ / kg
94 W / m x 50 m x 3,6
= 4 kg / h
2 086 kJ / kg x 2
Productos Spirax Sarco de traceado de vapor
Spirax Sarco fabrica una gama de productos de alta calidad para sistemas de traceado de vapor.
Si quiere saber cuales son las opciones más adecuadas para su sistema de traceado,
contacte con su compañía Spirax Sarco más cercana.
▲
Purgadores con conector universal
▲
Spirax Sarco fabrica una gama completa de purgadores
ligeros hechos de acero inoxidable para aplicaciones de traceado.
Su resistente diseño asegura un funcionamiento completamente
completamente fiable bajo cualquier tipo de condición adversa. Los
purgadores de conector universal pueden ser sustituidos muy
rápidamente sin que sea necesario manipular la línea de traceado.
Distrubución del vapor y
mainfolds de colección del condensado
Los mainfolds de acero forjado proporcionan un gran ahorro de
espacio. Se suministran con válvulas integrales de pistón y eliminan
completamente la necesidad de fabricación o pruebas en campo.
Los kits de montaje y las cubiertas de aislamiento facilitan la instalación.
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▲
Controles de temperatura autoaccionados
Estos sistemas independientes de control de la temperatura
resultan sencillos y fiables, son intrínsecamente seguros, y además no
requieren ninguna fuente energética externa. La gama de control TA10
está diseñada específicamente para aplicaciones de traceado.
Está fabricada en acero inoxidable con estanqueidad del vástago de la
válvula mediante fuelle.
▲
Indicadores de estado de los purgadores
▲
Spiratec proporciona un sencillo y preciso método de control del rendimiento
de los purgadores bajo distintas condiciones. Ayudará a ahorrar energía
informando de los purgadores que han fallado en posición abierta y
también protegerá aplicaciones de traceado críticas señalando los
purgadores que han fallado en posición cerrada.
Difusores
Instalados en la salida de los purgadores de vapor o las válvulas de
purga que descargan a la atmósfera, los difusores Spirax Sarco reducen
en gran parte el problema del ruido y la erosión. A una distancia de un
metro, conseguiremos reducir el nivel de presión del sonido en un 80%.
▲
Válvulas de interrupción selladas con fuelle
▲
Las válvulas de interrupción selladas con fuelle son válvulas de
emisiones cero de larga vida y sin mantenimiento. Su robusta
estructura no se ve afectada por las vibraciones y funcionará
bajo un amplísimo rango de presiones y temperaturas.
Válvulas reductoras de presión pilotadas
Se dispone de una amplia gama de estas válvulas para aquellas
aplicaciones donde sea necesario reducir la presión del vapor.
Las válvulas reductoras de presión pilotadas Spirax Sarco
proporcionarán un preciso control de la presión secundaria
allí donde la temperatura del traceado necesita ser constante
o no debe sobrepasar un nivel predeterminado.
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Spirax Sarco proporciona conocimientos,
servicio y productos a lo largo del mundo
para el control y el uso eficiente del vapor
y otros fluidos industriales
Gama de productos
Spirax Sarco
Controles de caldera
Medidores de caudal
Soporte en todo el mundo de un equipo de 3.900 empleados.
Acceso a la experiencia y productos de Spirax Sarco en las
39 compañías del grupo en 32 países.
Información valiosa, consejo e intercambio de ideas en los
cursos de entrenamiento del cliente mantenidos en
cualquiera de los 31 centros de entrenamiento en todo el
mundo.
Un exhaustivo abanico de productos de la más alta calidad.
Servicio mundial Spirax Sarco
Europa
Alemania Konstanz
Austria Vienna
Belgica Zwijnaarde
Dinamarca Copenhagen
España Barcelona
Finlandia Helsinki
Francia Trappes
Hungria Budapest
Irlanda Dublin
Italia Milan
Noruega Oslo
Paises Bajos Maarn
Polonia Varsovia
Portugal Lisboa
Reino Unido Cheltenham
República Checa Praga
Rusia San Petersburgo
Suecia Stockholm
Suiza Zürich - Zollikon
Africa
Kenia Nairobi
Nigeria Lagos
South Africa Johannesburg
Válvulas de control
actuadas neumática y
eléctricamente
Válvulas de reducción de
presión
Válvulas de control de
temperatura automáticas
Controladores
electrónicos
programables
Controladores
neumáticos
Americas
Argentina Buenos Aires
Brasil São Paulo
Canadá Toronto
Mexico Monterrey
USA Columbia S.C.
Válvulas de seguridad
Purgadores de vapor
Sistemas de monitoreo
de purgadores
Asia y Oriente medio
China Shanghai
Filipinas Manila
Hong Kong
lndia Poona
Indonesia Jakarta
Japón Tokyo
Corea Seoul
U.A.E. Dubai
Malasia Kuala Lumpur
Pakistán Karachi
Singapur
Taiwan Taipei
Tailandia Bangkok
Bombas de condensado
Oceanía
Soluciones completas en
forma de kits
Tanques de revaporizado
Separadores
Filtros
Válvulas de aislamiento
Válvulas de retención
Humidificadores
Australia Sydney
Nueva Zelanda Auckland
Gestión de purgadores de
vapor
Si tiene dificultad para encontrar su delegación local más cercana, porfavor contacte
con nosotros en el número indicado a continuación.
Spirax Sarco S.A.
Sant Josep 130, 08980 Sant Feliu de Llobregat
Tel: 936 857 929 Fax: 936 857 011
E-mail: [email protected]
Internet: www.SpiraxSarco.com/es
Traducido por Salvador Aguirre de Cárcer
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SB-GCM-12
CM Issue 2