VÁLVULAS, TRAMPAS DE VAPOR Y COMPRESORES EN INSTALACIONES MECÁNICAS

Presentación del tema: "VÁLVULAS, TRAMPAS DE VAPOR Y COMPRESORES EN INSTALACIONES MECÁNICAS"— Transcripción de la presentación:

1 VÁLVULAS, TRAMPAS DE VAPOR Y COMPRESORES EN INSTALACIONES MECÁNICAS

2 IMPORTANCIA La práctica industrial moderna requiere, para múltiples usos, la compresión de gases y vapores, el accionamiento de herramientas neumáticas y mecanismos de potencia, el enfriamiento intenso y concentrado, la limpieza, etc. son aplicaciones corrientes que demandan aire comprimido, mientras que el vapor funciona como fuente de energía o calor para hacer funcionar aparatos o equipos como autoclaves, ermitas, secadoras, etc.

3 Accesorios de tubería Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de tuberías de una planta de proceso.

4 Válvulas Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador. Válvula de compuerta Válvula de globo Válvula de retención Válvula reductora de presión Válvula reguladora de gasto Válvula de seguridad y alivio Válvula de purga

5 Válvula de compuerta El servicio para el cual son utilizadas las válvulas de compuerta es cuando se de abrir o cerrar por completo el paso de un flujo. Son las más convenientes ya que, por su construcción interior, cuando están cerradas producen un cierre hermético, y cuando se abren completamente permiten el máximo paso al fluido, con la mínima perdida de carga a través de la válvula, ya que en posición abierta, la válvula no solo facilita el paso en línea recta sino que además mantiene la misma área de la tubería a la cual está unida.

6 Válvula de Globo Para regular o limitar el paso de un fluido las válvulas más adecuadas son las de globo y de Angulo. Estas válvulas tienen sus asientos construidos de tal modo que producen un cambio en la dirección del flujo que las atraviesa, incrementando su resistencia al paso en forma gradual, según la posición de cierre.

7 Válvula de globo Válvula de compuerta

8 Válvula de Retención Evita el retorno del flujo, están diseñados para producir la misma simple función de permitir el paso del flujo solo en una dirección de modo que el sentido del flujo las abre, mientras que la fuerza de la gravedad y el contrasentido del mismo flujo las cierra automáticamente.

9 Válvula Reductora de presión y/o gasto
Las válvulas reguladoras de presión se utilizan cuando es necesario reducir la alta presión variable existente en el suministro de entrada, a una presión más baja y constante requerida por el servicio. Estas válvulas no solo reducen la presión, sino que la mantienen a los valores prefijados en forma independiente de la cantidad de fluido que pasa a través de ellas, todo dentro de límites razonables previamente establecidos.

10 Válvula de gasto Válvula de retención

11 Juntas de Dilatación Es un elemento que permite desplazamientos relativos entre sus extremos sin entrar en deformaciones plásticas. Estos dispositivos, son utilizados para absorber la dilatación que se produce en las cañerías por los cambios de temperatura del fluido circulante o por el medio ambiente. Las condiciones de servicio pueden ser desde presiones de vacío hasta 60 Kg/cm2 y temperaturas desde –200ºC hasta los 900ºC.

12 Juntas de dilatación

13 Trampas de Vapor El vapor se forma cuando el agua es evaporada para formar un gas. Para que el proceso de evaporación se produzca, las moléculas de agua deben recibir suficiente energía de tal manera que las uniones entre las moléculas (uniones de hidrogeno, etc.) se rompan. Esta energía que se da para convertir un líquido a gas recibe el nombre de “calor latente”.

14 Trampas de vapor Las trampas de vapor son un tipo de válvula automática que filtra el condensado (es decir vapor condensado) y gases no condensables como lo es el aire esto sin dejar escapar al vapor. En la industria, el vapor es regularmente usado para calentamiento o como fuerza motriz para un poder mecánico, las trampas de vapor son usadas en tales aplicaciones para asegurar que no se desperdicie el vapor.

15 Tipos de trampas Trampas mecánicas
La de flotador es una trampa donde la válvula y el asiento están normalmente inundados, por lo que se pierde vapor a través de aquella. Sin embargo la trampa es relativamente grande y pierde calor suficiente por radiación. La trampa de flotador puede ser aislada para que no se afecte su operación. Las trampas de balde (cubeta) invertido han mostrado perdidas menores bajo condiciones de baja carga. Esto se debe a las pérdidas de vapor a través de orificios de venteo. El aislamiento de la trampa de cubeta invertida afectara su operación lentamente, lo cual en algunos casos puede ocasionar inundaciones, normalmente este tipo de trampas no se aíslan.

16 Esquema de funcionamiento de válvula de cubeta invertida

17 Trampas Termostáticas
Bajo condiciones normales, las trampas termostáticas retienen el condensado hasta que se enfría una parte del mismo, permaneciendo cerrada la válvula principal y evitando que aparezcan perdidas, desafortunadamente, esto puede causar inundaciones en los equipos, lo que reduce su capacidad de calentamiento e incrementa el consumo de vapor necesario para lograr la temperatura deseada, este consumo adicional de energía se atribuye a la operación deficiente de la trampa de vapor.

18 Funcionamiento de válvula termostáticas
El elemento de fuelle termostático está completamente contraído y la válvula permanece abierta hasta que el vapor llega a la trampa.

19 Trampas termodinámicas
Las trampas termodinámicas pierden algo de vapor en condiciones de baja carga. El condensado, a una temperatura cercana a la del vapor, produce vapor instantáneo o flash que al salir por el orificio causa que la trampa cierre. El condensado está en el lado de la corriente de salida y la inundación asegura que no se pierda vapor a través de la trampa, pero el calor se libera por el bonete de la válvula y la trampa abrirá periódicamente. En condiciones de baja carga, el condensado en la corriente de salida puede llegar a escapar, requiriendo la trampa vapor vivo para cerrarse.

20 FORMA DE OPERACION Al arrancar, el condensado y el aire entran a la trampa y pasan por la cámara de calentamiento, alrededor de la cámara de control y a través de los orificios de entrada. Este flujo separa el disco y los orificios y permite que el condensado fluya por los conductos de salida

21 Factor de Seguridad El factor de seguridad es un coeficiente usado para seleccionar la capacidad de descarga requerida por la trampa. Ayuda a proveer una zona suplementaria para cuando el volumen de condensado excede los valores calculados/predichos. La carga de condensado estimada siempre debe multiplicarse por el factor de seguridad recomendado para la selección de la trampa.

22 cómo afecta el tipo de trampa al factor de seguridad:

23 Métodos de Inspección Cuando las trampas de vapor fugan o fallan pueden ser extremadamente costosas en términos de calidad del producto final, seguridad y pérdida de energía. Hay diferencias en la manera en que cada trampa opera particularmente. La tecnología de Ultrasonido puede ser utilizada para determinar las condiciones operativas de cualquier tipo de trampa: cubeta invertida, termostática, termodinámica, de flotador y de paso directo.

24 Típicamente se buscan 2 factores en sus condiciones operativas:
Fugas Internas: condiciones de apertura parcial, completamente abierta o cerrada. Modulación: en sus condiciones operativas normales modula de acuerdo a su especificación

25 consecuencias de las trampas de vapor en falla
Seguridad: Los golpes de ariete pueden causar daños serios al equipo y al personal de la planta Eficiencia de los procesos de manufactura: Al mantener la temperatura correcta en su proceso Conservación de las líneas de retorno de condensado: Presencia de agua en las tuberías puede causar oxidación. Reducción de costos: Es muy común tener fugas parciales en las trampas de vapor con costos superiores a 10,000 USD/año en consumos excesivos de energía que es desperdiciada.

26 Mantenimiento Una trampa de Vapor en falla representa una pérdida de energía importante de tal manera que un programa de mantenimiento para las trampas de vapor es una buena inversión. En tal sentido es importante conocer: Cuáles son los indicios de que trampa de vapor funciona incorrectamente Técnicas de inspección disponibles Instrumentos de prueba Diseño de Programa de mantenimiento de trampas de vapor

27 CONDICIONES PARA SU INSTALACION

28 CONDICIONES PARA SU INSTALACION

29 COMPRESORES Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como gases y los vapores. Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas.

30 Accesorios necesarios para un compresor
Silenciadores Enfriador intermedio Post-enfriador Separador de agua Depósito recibidor Cañerías Válvulas de seguridad

31 TIPOS DE COMPRESORES Compresores de desplazamiento positivo
Compresores reciprocantes Compresores de aletas Compresores de tornillo Compresores centrífugos

32 Compresores de desplazamiento positivo Compresores reciprocantes

33 Compresores de tornillo
Compresores de aletas Compresores de tornillo

34 Compresores centrífugos

35 Factores determinantes para la selección del tipo de compresor
¿Para qué se va a usar el aire? El tipo de trabajo que se este realizando es, probablemente, el factor más importante al momento de seleccionar un compresor. ¿Dónde se va a colocar el compresor? Tenemos que tomar en cuenta donde se colocara nuestro compresor, lo cual lo resumimos en dos posibilidades.

36 ¿Cuánta presión PSI (libras/pulgada2) se necesita
¿Cuánta presión PSI (libras/pulgada2) se necesita? La presión de descarga del compresor PSI debe sobrepasar el requerimiento de las libras/pulgadas2 de todas las herramientas neumáticas o el equipo que se este operando. ¿Cuánto flujo de aire se necesita? Los PCM (pies cúbicos por minuto) son la medida del flujo de aire que puede crear el compresor.

37 Instalación y montaje TEMPERATURA AMBIENTE Para que el compresor funcione de manera óptima es necesario que la temperatura ambiente no sea inferior a 5 °C ni superior a 45 °C. ILUMINACIÓN El compresor ha sido estudiado teniendo en cuenta las disposiciones normativas e intentando reducir al mínimo las zonas de sombra al interior de mismo para facilitar la intervención del operador.

38 ATMÓSFERA CON RIESGO DE EXPLOSIÓN Y/O DE INCENDIO El compresor, en su versión estándar, no está preparado y concebido para trabajar en ambientes con una atmósfera explosiva o con riesgo de incendio. ESPACIO NECESARIO PARA EL USO Y EL MANTENIMIENTO El local donde hay que instalar el compresor debe ser amplio, bien ventilado y sin polvo, aislado de la lluvia y del hielo.

39 UBICACIÓN DEL COMPRESOR Una vez establecido el punto en el que se desea colocar el compresor hay que controlar que el compresor esté colocado sobre un suelo plano. LA CONECCION ELÉCTRICA se debe de colocar correctamente un cable a tierra, para poder reducir considerablemente el riesgo de cortos circuitos y poder desviar las altas cargas a la tierra cuando estas existan, de esta manera proteger el equipo.

40 Mantenimiento Correas y pernos Los compresores de aire impulsados por correas debe ser revisados para verificar la tensión de la correa de transmisión. Compresores diferentes pueden tener diferentes especificaciones con respecto a la cantidad de tensión necesaria para sus correas. Si la correa de transmisión está demasiado suelta se deslizará y se perderá la eficiencia.

41 Aceite y agua Comprueba siempre el nivel de aceite en forma regular sin importar el uso diario o semanal. El aceite se necesita para sellar internamente y lubricar los mecanismos de compresores. Manteniendo la limpieza Limpiar el compresor es de una importancia vital, la suciedad y los desechos se acumulan rápidamente en el compresor de aire.

42 El condensado se acumula en el fondo del depósito, se debe vaciar de forma periódica, preferiblemente después de cada uso. Válvula antirretorno La pieza insertada para la válvula antirretorno (pos. 17) se debe limpiar una vez al año; o bien debe ser sustituida.

43 Accesorios para línea de distribución de aire comprimido
FILTRO REGULADOR Y LUBRICADOR CON MEDIDOR Este dispositivo cuenta con 2 estaciones de operación. Una de ellas filtra y elimina todo tipo de partículas sólidas, centrifugando el aire para eliminar cualquier rastro de humedad disuelta. ACOPLES Y RACORES: Es necesario contar con uniones seguras, fáciles de desmontar y con diámetros interiores que aseguren un caudal de aire adecuado a todas las situaciones de trabajo. Toda máquina neumática requiere no sólo presión de aire (fuerza), sino también caudal (cantidad).

44 VALVULAS Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenado en un depositó Servoválvulas Como elemento de seguridad para instalaciones o máquinas que puedan ocasionar algún tipo de peligro.

45 Racores en resina acetálica

46 Silenciadores

47 Reguladores de caudal