VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION EN SERIE Cuando es

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