Las válvulas que se usan en las líneas de vapor no son componentes que simplemente “dejan pasar o cortan” el vapor. Son componentes funcionales que acondicionan las condiciones según la presión y la temperatura que exige el equipo, para suministrar el vapor de forma estable y segura. Por eso, la selección no consiste en “elegir una sola válvula”, sino que lo fundamental es considerar como un único conjunto la válvula reductora de presión como elemento central, junto con el filtro, la válvula de seguridad y el purgador. En este artículo organizamos en una lista la forma de pensar al elegir válvulas para instalaciones de vapor y los puntos de decisión clave que conviene tener presentes.
Puntos clave de este artículo
- Las válvulas de vapor son componentes funcionales para “ajustar la presión y la temperatura a las especificaciones del equipo”, y el principio es seleccionarlas considerando toda la línea, no de forma aislada.
- Al colocar una válvula reductora de presión, se hacen necesarios de forma asociada un filtro y una válvula de seguridad, y cuando la distancia de tubería recta es larga, se añade además el estudio de un purgador intermedio.
- La eficiencia térmica y el ahorro de energía son efectos que se obtienen como resultado de la selección; primero está construir una configuración que cumpla con las especificaciones y la seguridad.
El papel que cumple la válvula en la línea de vapor
El vapor de una fábrica no siempre se envía a cada equipo manteniendo la alta presión y temperatura con las que se generó en la caldera. Muchos equipos tienen definido como especificación un “rango de presión utilizable”, y es necesario acondicionar el estado del vapor a ese rango. Quien se encarga de este “acondicionamiento” es la válvula de la línea de vapor.
Lo primero a considerar es “ajustarse a las especificaciones del equipo”
El punto de partida de la selección no es el ahorro de energía ni la eficiencia térmica, sino los requisitos de especificación del propio equipo. El primer objetivo es verificar la presión y temperatura de uso y el caudal necesario, y cubrir la diferencia con la presión del vapor del lado de suministro.
Por ejemplo, cuando la presión de suministro es más alta que la presión de uso del equipo, se necesita un mecanismo que reduzca la presión. Aquí se instala una válvula reductora de presión y se ajusta el lado secundario a una presión acorde con las especificaciones del equipo. A la inversa, si se suministra tal cual sin reducir la presión, en algunos casos puede afectar a la resistencia a la presión o a la controlabilidad del equipo.
Al colocar una válvula reductora de presión, también se hacen necesarios los equipos periféricos
La válvula reductora de presión no funciona por sí sola. Para que funcione de forma estable, se le asocian varios equipos aguas arriba y aguas abajo.
En el lado primario es habitual instalar un filtro para proteger el asiento de la válvula frente a las incrustaciones y la suciedad presentes en el vapor. Esto se debe a que el atrapamiento de cuerpos extraños puede ser una causa de alteraciones en el ajuste de presión o de fugas. Además, en el lado secundario se combina una válvula de seguridad que protege la instalación para el caso de que la presión suba más de lo previsto por una avería de la válvula reductora u otro motivo.
De este modo, la decisión de “colocar una válvula reductora de presión” equivale prácticamente a elegir un conjunto que incluye el filtro y la válvula de seguridad.
La selección se piensa en “toda la línea”, no en un “punto”
Si se eligen las válvulas individualmente de forma aislada, puede ocurrir que las condiciones no encajen en el conjunto de la tubería. Es importante juzgar con una visión global, teniendo en cuenta las particularidades propias de las líneas de vapor.
Cuando la distancia de tubería recta es larga, se añade la contramedida contra condensado
El vapor cede calor mientras fluye por la tubería, y una parte se condensa y se convierte en condensado (agua de retorno). En tramos con distancia de tubería recta larga o justo antes de las subidas verticales, el condensado tiende a acumularse a lo largo del recorrido y, si se deja sin atender, puede ser causa de arrastre hacia el equipo o de golpe de ariete.
En estos tramos se estudia una configuración que instale un purgador intermedio para evacuar el condensado adecuadamente. La eliminación del condensado en el lado primario es también una premisa importante para mantener el rendimiento de la válvula reductora de presión.
La eficiencia térmica y el ahorro de energía se consideran como “resultado”
La eficiencia térmica y el ahorro de energía son temas frecuentes al hablar de instalaciones de vapor. Sin embargo, en el momento de la selección, lo práctico es primero construir una configuración que cumpla con las especificaciones y la seguridad, y entender la eficiencia como un efecto que se obtiene como resultado de ello. Los detalles del diseño de eficiencia se tratan en otro artículo.
Ante todo recomendamos verificar la combinación a nivel de toda la línea, tomando como eje si “la configuración es capaz de suministrar de forma segura y estable la presión y el caudal acordes con las especificaciones del equipo”.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Basta con elegir un solo tipo de válvula de vapor?
A1. En muchos casos, en torno a la válvula reductora de presión se asocian un filtro, una válvula de seguridad, etc. Recomendamos estudiarlo mediante la combinación de toda la línea, y no de forma aislada.
Q2. ¿Es imprescindible un filtro antes de la válvula reductora de presión?
A2. Para proteger el asiento de la válvula frente a los cuerpos extraños presentes en el vapor, por lo general se instala en el lado primario. Depende de las condiciones, pero desde el punto de vista de la operación estable hay muchas situaciones en las que se recomienda instalarlo.
Q3. ¿Con qué finalidad se incorpora la válvula de seguridad?
A3. Su finalidad es proteger la instalación para el caso de que la presión del lado secundario suba más de lo previsto por una avería de la válvula reductora u otro motivo. La presión de ajuste se elige teniendo en cuenta el rango admisible del equipo.
Q4. ¿En qué casos se estudia un purgador intermedio?
A4. La pauta es cuando el condensado tiende a acumularse, por ejemplo en tramos con distancia de tubería recta larga. Puede ser útil para contener el golpe de ariete y el arrastre de condensado.
Q5. ¿Por dónde conviene empezar a decidir?
A5. Lo básico es empezar por verificar la presión y temperatura de uso y el caudal necesario del lado del equipo. Teniendo en cuenta la diferencia con la presión de suministro, se construye la configuración de la válvula reductora de presión y los equipos periféricos.
Q6. ¿Se puede elegir dando prioridad al ahorro de energía?
A6. Lo práctico es que primero esté la configuración que cumple con las especificaciones y la seguridad, y entender la eficiencia como un resultado de ello. El diseño de eficiencia se estudia según las condiciones concretas de cada caso.
Resumen
La selección de válvulas para líneas de vapor tiene como punto de partida acondicionar la presión y la temperatura según las especificaciones del equipo. Si se coloca una válvula reductora de presión, se asocian un filtro y una válvula de seguridad, y si la distancia de tubería recta es larga, entra también en el horizonte un purgador intermedio. En lugar de elegir una sola válvula, considerar toda la línea como un único conjunto es el camino más directo hacia una operación estable.
Si tiene dudas como “no puedo determinar si el diámetro del lado secundario es el adecuado”, “no sé qué válvula reductora de presión elegir a partir de la diferencia entre la presión de suministro y la presión de uso del equipo” o “quiero seleccionar un producto equivalente a una válvula ya instalada”, utilice la consulta técnica y de selección de Yoshitake. Escuchamos las condiciones de su instalación y le ayudamos con una selección que tiene en cuenta el conjunto de la configuración.