¿Cómo dimensionar correctamente las redes de vapor? Conozca los componentes esenciales para la eficiencia y la seguridad.

El dimensionamiento adecuado de una red de vapor es fundamental para garantizar la eficiencia energética, la seguridad operativa y una mayor vida útil de los equipos.

Cuando el sistema no está diseñado correctamente, pueden producirse pérdidas térmicas, un aumento del consumo de combustible, un desgaste prematuro de las tuberías, fallos en el proceso y riesgos de accidentes.

A continuación, se presentan los principales criterios de dimensionamiento y los componentes esenciales para la construcción de una red de vapor eficiente, basados en las buenas prácticas ampliamente utilizadas por la industria.

Criterios fundamentales para el dimensionamiento

Presión de entrada y presión de salida

Para las estaciones reductoras de presión, es indispensable conocer la presión de entrada (P1) y la presión de salida (P2). Esto es necesario para especificar mejor los diámetros que se aplicarán en la entrada y salida de la estación reductora/controladora de vapor, siguiendo criterios de velocidad y pérdida de carga (presión en la red de vapor), garantizando la estabilidad, la seguridad y un mejor aprovechamiento del calor latente del vapor.

Caudal y simultaneidad de los equipos

Es necesario identificar el caudal total de la red, el «pico de consumo» y el número de equipos que consumen vapor simultáneamente.

Estos parámetros determinarán el dimensionamiento del diámetro de la tubería y la selección adecuada de las válvulas, así como el número de drenajes que se deben construir en la red de vapor.

Velocidad del vapor

La velocidad recomendada en la línea de vapor debe estar entre 25 y 35 m/s. Las velocidades más altas aumentan el ruido y provocan un desgaste prematuro de la red de vapor. Las velocidades más bajas favorecen la condensación dentro de la línea, lo que contribuye a una mayor formación de condensado y genera un mayor riesgo de golpes de ariete.

Componentes esenciales de una red de vapor

Separadores de humedad

Son responsables de eliminar la humedad, mejorando la calidad del vapor y dirigiendo hacia el drenaje el condensado que llega con el vapor. Las partículas y los residuos son retenidos por el filtro y el condensado se drena en la estación de drenaje.

Funcionan mediante el desvío del flujo y la diferencia de densidad y gravedad, lo que permite que el condensado se dirija al drenaje. Esta etapa garantiza un vapor más seco y protege los equipos situados después de este punto de la tubería.

Válvulas reductoras de presión

Utilizadas para reducir el nivel de presión de las calderas a valores adecuados para los procesos, permiten un mejor aprovechamiento energético y un mayor control operativo de las necesidades de los equipos.

Las versiones más comunes son:

• Acción directa, más simples y compactas.

• Autooperadas, requieren una instalación correcta del tubo de equilibrio, preferiblemente en forma descendente.

• Válvulas de control, operan mediante pilotos mecánicos, controladores electrónicos e IHM/PLC.

Filtros tipo Y o de cesta

Esenciales para retener impurezas y proteger componentes importantes como válvulas, purgadores, bombas y medidores. La limpieza periódica de las mallas evita obstrucciones y fallas operativas.

Sistema de drenaje: botas colectoras y purgadores

La presencia de condensado en la línea puede causar corrosión y golpes de ariete.

Las buenas prácticas recomiendan instalar botas colectoras cada 30 y 40 metros.

Los purgadores, disponibles en versiones mecánicas, termodinámicas y termostáticas, eliminan automáticamente el condensado sin pérdida de vapor.

Bombas de condensado

Se utilizan cuando es necesario elevar el condensado a niveles más altos de la planta o superar distancias en las que la diferencia de presión es insuficiente.

Tanque flash

El tanque flash se utiliza para recuperar energía del condensado caliente, que es el agua resultante de la condensación del vapor y pasa de una presión alta a una presión baja. De este modo, se libera la energía térmica del líquido, transformando parte del agua en vapor instantáneamente debido a la caída de presión.

Este proceso puede utilizarse para recuperar energía, ya que el vapor formado puede capturarse y reutilizarse en aplicaciones industriales que utilizan una presión y temperatura menores, lo que ayuda a reducir costos y hace que el sistema de vapor sea más eficiente.

Una red de vapor eficiente depende de un diseño bien dimensionado, de la selección adecuada de los componentes y de una instalación que siga las buenas prácticas. Además, el mantenimiento preventivo y las inspecciones periódicas son esenciales para garantizar la seguridad, el ahorro y un alto rendimiento operativo.

Si su industria desea optimizar el sistema de vapor o revisar la infraestructura existente, nuestro equipo está listo para apoyar su proyecto.