NORM NO RMAT ATIV IVA A - GU GUIA IAS S DE REFE REFERE RENC NCIA IA
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Colect Col ector or - Di Distri stribui buido dorr de de vap vapor or
En caso de producirse arrastre de agua, un equipo con separador y drenaje lo elimina.
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Un colecto colectorr - distribuid distribuidor or en la sala de calderas facilita la alimentación de vapor a diferentes zonas de la planta y elimina arrastres de agua de caldera 2
Colect Col ector or - Di Distri stribui buido dorr de de vap vapor or
En caso de producirse arrastre de agua, un equipo con separador y drenaje lo elimina.
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Un colecto colectorr - distribuid distribuidor or en la sala de calderas facilita la alimentación de vapor a diferentes zonas de la planta y elimina arrastres de agua de caldera 2
Colect Col ector or - Di Distri stribui buido dorr de de vap vapor or •
ORE! "-#$-#%&$ '(OE )-##-#%&$* +!RU+/! 0!+1 O234E2E!1R+1 2+E-135 E4 RE6412E!O E 131R1O 1 3RE+/!7 U(ER81 31R1 94U+O RE41+:O 1 14ER1.
•
i dos o m;s calderas de vapor est;n conectadas a un colector comg.?cm@* por : 'en metros c
•
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Colect Col ector or - Di Distri stribui buido dorr de de vap vapor or •
+!RU+/! 0!+1 O234E2E!1R+1 +-2+E-13# 14E-R1, EO!O2+B1ORE, 3RE14E!1ORE, O(RE14E!1-ORE C RE14E!1ORE 'O. #D-#%&5. (OE &-)-#%&#* 'O. 5&--#%&A. (OE #-)-#%&A*.
•
oda calder caldera a de vapor vapor satura saturado do dispo dispondr; ndr; de de una v;lvula que pueda interceptar el paso de salida del vapor. i se trata de un grupo de caldera o recalentador que tengan un colector com
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Colect Col ector or - Di Distri stribui buido dorr de de vap vapor or •
REO2E!1+O!E
•
i;metro. El i;metro. El di;metro di;metro del colect colector or de vapor vapor se debe de be ca calc lcul ular ar para para una ve velo loci cida dad d de vap vapor or no no superi sup erior or a 'A'A-#$ #$ m?s* m?s* baj bajo o las las con condic dicion iones es de ple plena na carga. 4a velocidad baja es importante ya que ayuda a que caiga la Gumedad arrastrada.
•
alida de vapor. 0stas siempre deben partir de la parte superi sup erior or del del cole colecto ctorr de dist distrib ribuci ución. ón. 1sF se aseg asegura ura que sólo saldr; el vapor seco. 4a gravedad y la velocidad baja asegurar;n que el condensado caiga al fondo colector.
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Colector - Distribuidor de vapor •
3urga de vapor. Es importante que se desaloje el condensado del colector tan pronto como se forme. 3or esta razón un purgador mec;nico, por ejemplo un purgador de boya ser; la mejor opción. 4os colectores que se encuentran cerca de las calderas son susceptibles a los arrastres, por tanto se recomienda el uso de purgadores de boya para manejar las fluctuaciones en las cargas de condensado. 4os con disco eliminador de aire ofrecen una buena alternativa. El purgador debe posicionarse para que pueda drenar por gravedad. Esto asegurar; que se Ga drenado el colector en la puesta en marcGa cuando la proporción condensación es m;Hima y la presión es mFnima. El colector deber; tener una pequeIa inclinación Gacia el eHtremo donde se encuentra el pozo. En los colectores de m;s de A m, ser; conveniente colocar un pozo de goteo en cada eHtremo. e estima un caudal de drenaje del #AJ bajo las condiciones de plena carga. DSV1-SalaCaldera_603
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Colector - Distribuidor de vapor •
Eliminación de aire. on la entrada de vapor por la parte superior del colector, en la puesta en marcGa, el aire tender; a ser empujado al fondo y se debe eliminar por la parte inferior. !ormalmente, se usar; un purgador con una alta capacidad de eliminación de aire como un purgador de boya. in embargo, para asegurar que elimina completamente el aire durante las condiciones de trabajo, se puede colocar un eliminador de aire en la parte superior del colector 'en el punto opuesto a la entrada del vapor*.
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Colector - Distribuidor de vapor
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Distribuci! del vapor Vapor alta presión Vapor de caldera Separador
Eliminador Aire
Estación reductora presión
Distribuidor vapor
Sistema de purga
La distribución a alta presión tiene las siguientes ventajas:
Tubería de vapor mas pequeña con menor coste y pérdida de calor
En procesos con presión baja, la reducción mejora la calidad del vapor
La caldera tiene mayor rendimiento trabajando con presión alta.
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Di"e!sio!ado de tuber#as
K oste K 3=rdidas calor K ondensado
Sobredimensionada
K :elocidad K aFda de presión K Erosión.
Subdimensionada
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Di"e!sio!ado de tuber#as •
+-2+E-13-$57 U(ER81 31R1 94U8O RE41+:O 1 14ER1 Orden de " de octubre de #%&$, por la que se aprueba la +nstrucción =cnica omplementaria 2+E-135 del Reglamento de 1paratos a 3resión sobre LuberFas para fluidos relativos a calderasM (.O.E. !N 5"A publicado el )?##?#%&$.
•
odas las tuberFas que vayan por el piso deber;n colocarse en canales cubiertos por materiales no combustibles. 4as instalaciones de tuberFas deben ser perfectamente accesibles para permitir la inspección de las mismas cuando se estime que pudiera Gaber deterioro por el uso, asF como para el recambio de piezas, la lubricación de piezas móviles, etc. ueda proGibida la instalación de conducciones de fluidos calientes próHimas a tuberFas de productos combustibles con eHcepción de las tuberFas de calefacción por acompaIamiento de productos petrolFferos pesados. uedan proGibidas las reducciones bruscas de sección.
•
•
•
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Di"e!sio!ado de tuber#as •
•
•
•
oda tuberFa que trabaje con fluidos calientes estar; diseIada para soportar sus dilataciones mediante la colocación de los apropiados sistemas de compensación. e utilizar; tuberFa de acero u otro material adecuado, seg
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Di"e!sio!ado de tuber#as •
4as v;lvulas y accesorios de la instalación ser;n de materiales adecuados a la temperatura y presión de diseIo, caracterFsticas que deben ser garantizadas por el fabricante o proveedor. Rango de operación '3!5A*
En la información de las v;lvulas Gay tablas que relacionan la presión y temperatura en función de las condiciones de diseIo del material.
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Di"e!sio!ado de tuber#as Rango de operación '3!#"*
En la información de los purgadores Gay tablas que relacionan la presión y temperatura en función de las condiciones de diseIo del material.
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Di"e!sio!ado de tuber#as •
•
•
•
•
4as juntas utilizadas deber;n ser de materiales resistentes a la acción del agua y vapor, asF como resistir la temperatura de servicio sin modificación alguna. 4a tuberFa tendr; un di;metro tal que las velocidades m;Himas de circulación ser;n las siguientes7 • :apor saturado7 A$ m?seg. • :apor recalentado y sobrecalentado7 "$ m?seg. 4a instalación de tuberFas y accesorios para vapor, agua sobrecalentada y caliente, estar; de acuerdo con la norma U!E u otra norma internacionalmente reconocida. 4as tuberFas podr;n ser a=reas y subterr;neas, pero en todos los casos deber;n ser accesibles, por lo que las subterr;neas ser;n colocadas en canales cubiertos, o en t
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Di"e!sio!ado de tuber#as •
3ara evitar que los esfuerzos de dilatación graviten sobre otros aparatos, tales como calderas, bombas o aparatos consumidores, deber;n preverse los correspondientes puntos fijos en las tuberFas con el fin de descargar totalmente de solicitaciones a aqu=llos.
•
En todos los casos los equipos consumidores, v;lvulas autom;ticas de regulación u otros an;logos, deber;n ser seccionables de la instalación con el fin de facilitar las operaciones de mantenimiento y reparación.
•
odo sistema de purga de condensados conectado a tuberFa de retorno com
•
En las instalaciones de vapor se evitar;n las bolsas, pero en caso de eHistir, deber;n instalarse los correspondientes sistemas de purgas en el punto m;s bajo de las mismas.
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$C"o ele%i"os el ta"a&o' • •
•
onsiderando7 :elocidad y aFda de presión 4a velocidad del vapor no debe sobrepasar7 En lFneas principales 5A a A m?seg En derivaciones 5$ a 5A m?seg 4a caFda de presión no debe superar un determinado valor, para asegurar que el vapor llega a los puntos de consumo con la presión necesaria P2
P1 Caudal vapor
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(resi! del vapor ) volu"e! espec#*ico • 1.8 1.6 g k / 3
En el dimensionado de las tuberFas de vapor se tiene que tener en cuenta que el volumen especFfico aumenta cuando disminuye la presión.
1.4 1.2
m o 1 c i f í c e 0.8 p s e 0.6 n e m 0.4 u l o V 0.2
0
2 bar 0,60 m3/kg
5 bar 0,31 m3/kg
0
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1
2
3
4
5
6 7 8 Presión (bar r)
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as 240 m + 25% (accesorios) = 300 m (longitud equivalente de tubería)
Batería calefactora 4 bar r (mín.) 950 kg/h.
Caldera 7 bar 1000 kg/h
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E+e"plo de di"e!sio!ado de tuber#as •
:apor aturado '#$$$ >g?G, D bar r, $$ m* i;metro :elocidad 3=rdida carga 3=rdida carga total mm. m?seg. bar ? #$$ m bar
5M 5.#?5M
$ 55
#,#A $,)A
,)A #,A
4a tuberFa de 5M cumple con la condición de m;Hima velocidad, pero el vapor llegar; al proceso con una presión inferior a la requerida ebe seleccionarse el tamaIo 5.#?5M '!"A*.
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Golpe de ariete, Condensado
Debe evitarse el pandeo en las tuberías de vapor
Bolsa de condensado
En el recorrido del vapor la transmisión de calor al exterior produce condensado. La acumulación de condensado en puntos bajos de la tubería provoca vibraciones, ruidos y roturas causados por golpe de ariete
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I!cli!aci! ) dre!a+e de tuber#as Flujo vapor
Inclinación 1m. cada 250 m. de recorrido
Elevación 40 - 50m Puntos de drenaje •
4as tuberFas de vapor deben drenarse en 7
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3untos bajos y cambios de sentido ramos rectos 'cada A$ metros m;Himo* 9inales de lFnea. 26
(u!tos de dre!a+e Sección Vapor
Correcto Conjunto purgador
Pozo de goteo
Sección Vapor
Condensado
Incorrecto. ISV1-VaGeDis_604
Conjunto purgador
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Dre!a+e de tuber#as de vapor . •
Esquema de instalación de un pozo de goteo con sistema de drenaje, en tuberFas de vapor
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Dre!a+e de tuber#as de vapor . •
Esquema de instalación de drenaje de condensado y aire en un final de tuberFa
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(oos de %oteo •
3ara facilitar la descarga de condensado deben instalarse pozos de goteo con unas dimensiones mFnimas indicadas a continuación7
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Vapor seco e! procesos Un m=todo eficaz de obtener vapor seco en la alimentación de un proceso es la instalación de un separador con sistema de drenaje. Vapor
Condensado
Válvula retención Purgador Detector fugas Filtro Válvula interrupción ISV1-VaGeDis_604
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Di"e!sio!ado Separadores
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Eli"i!aci! de aire, Eliminador termostático de aire
Final línea de vapor Vapor
Aire
Purgador termodinámico Condensado ISV1-VaGeDis_604
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Reducci! e! l#!eas de vapor Correcto
Reducción excéntrica
Vapor
Condensado
Incorrecto Reducción concéntrica Vapor Acumulación de condensado ISV1-VaGeDis_604
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Filtros e! ali"e!taci! de vapor Válvula control Filtro Vapor
•
4os filtros en las lFneas de vapor, pueden ser una fuente de problemas por golpes de ariete. 3ara evitarlos deben montarse con la cesta en posición Gorizontal. ISV1-VaGeDis_604
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Co!e.i! de las derivacio!es •
4a coneHión de una derivación por la parte alta de la tuberFa principal asegura un vapor m;s seco en el proceso.
Vapor
Vapor
Condensado
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Condensado
Incorrecto 36
Correcto
Dre!a+e de u!a derivaci! •
Tubería principal Vapor
Válvula de control •
Conjunto drenaje
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El condensado se acumula delante de la válvula cerrada y se introducirá con el vapor cuando abra Es conveniente el drenaje en el punto bajo de la derivación.
Dilataci! de tuber#as 4as tuberFas se instalan a temperatura ambiente • uando se pone en marcGa la instalación y aumenta la temperatura, se dilatan aumentando su longitud • Esto crear; tensiones que pueden provocar deformaciones, pandeos o roturas • En algunos casos las tuberFas tienen fleHibilidad natural, seg
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Co"pe!saci! de dilatacio!es
4ira
• •
e suele utilizar cuando se dispone de espacio ebe montarse Gorizontal, en el mismo plano que la tuberFa, para evitar puntos de acumulación de condensado.
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Co"pe!saci! de dilatacio!es Lira vertical uando la lira se monta en vertical debe drenarse el tramo anterior para evitar golpes de ariete por acumulación de condensado Drenaje condensado (faltan válvulas).
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Co"pe!saci! de dilatacio!es 9uelle
• •
e intercalan en la tuberFa ocupando poco espacio eben estar perfectamente alineados con la tuberFa y esta tiene que estar bien anclada y guiada para que las fuerzas laterales no las soporte el fuelle.
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C/lculo de dilatacio!es
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C/lculo de dilatacio!es
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C/lculo de dilatacio!es •
3uede Gacerse mediante la fórmula7 ilatación 'mm* P 4 Q Q S 4 7 4ongitud de tuberFa entre anclajes 'm* 7 iferencia de temperatura 'N* S 7 oeficiente dilatación 'mm?mN* Q #$-
•
oeficientes de dilatación7
2aterial 1cero suave $,#-$,5 J 1cero aleado #J r $,AJ 2o 1cero inoHidable #&J r &J !i •
Rango de temperatura N $ -#$$ #$$ - 5$$ 5$$ - $$ #),$ #),) 5$,$
#A,$ #A,# 5$,%
#A," #A,& 5#,5
Ejemplo7 alcular la dilatación de A$ metros de tuberFa al pasar de temperatura ambiente '#$ N* a la temperatura del vapor a & bar r '#DA N* 4P A$ m P #DA T #$ P #"A N S P #A Q #$- mm?m N ilatación P A$ Q #"A Q #A Q #$- P #5) mm
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C/lculo de dilatacio!es
C/lculo de dilatacio!es
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C/lculo de dilatacio!es
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C/lculo de soportes
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Aisla"ie!to t0r"ico de tuber#as Pérdidas de calor
Vapor
Aislamiento
Tubería
Condensado
•
•
4a p=rdida de calor en tuberFas, depende de la temperatura del vapor, la temperatura ambiente y la eficacia del sistema aislante. 4a mayorFa de los materiales aislantes se basan en diminutas c=lulas de aire, dispuestas en una base de material como lana mineral o fibra de vidrio, protegido con cGapa de aluminio.
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Aisla"ie!to t0r"ico de tuber#as Pérdidas de calor
Vapor
Aislamiento
Tubería
Condensado •
•
•
Es importante que el material aislante no quede aplastado o pueda inundarse de agua. 4as p=rdidas de calor con aislante saturado de agua, pueden ser A$ veces mayores que las p=rdidas de la misma tuberFa al aire Es conveniente tambi=n aislar elementos del sistema7 bridas, v;lvulas, separadores y otros accesorios. 3ara algunos eHisten fundas aislantes prefabricadas, provistas de cierres que permiten ser desmontadas con facilidad ambi=n es necesario aislar por seguridad.
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Aisla"ie!to t0r"ico de tuber#as
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