Todo lo que necesita saber sobre Trampas de Vapor, consideraciones, funcionamiento y normas pertinentes
En la industria, el vapor se utiliza habitualmente para calentar o como fuerza motriz para la energía mecánica.
¿Qué es una trampa de vapor y cuál es su función?
Una Trampa de Vapor es un tipo de válvula automática que tiene por objetivo eliminar el condensado (vapor condensado) y otros gases no condensables, como el aire, de un sistema de vapor sin permitir el escape de vapor vivo o limitar su pérdida al mínimo posible.
Una trampa de vapor tiene tres tareas principales:
- Atrapar el vapor. Evita que se descargue a la atmósfera o sea redirigido a una tubería principal de condensado. El objetivo es que el vapor quede en el sistema.
- Liberar el condensado. A medida que el condensado se acumula en un sistema de vapor, lo libera hacia una tubería principal de condensado o puede ser recolectado y enviado de regreso a la caldera.
- Eliminar el aire del sistema. El aire dentro de un sistema de vapor no es deseable, pues aísla internamente contra el vapor.
Entre los beneficios de contar con estos equipos en el sistema de vapor están:
- Evitar fugas de vapor, pequeñas o grandes.
- Evitar incrementos en el consumo innecesario de energía y agua (para compensar las fugas).
- Ayudan a aliviar la presión en las líneas de vapor y regulan el flujo dentro de ellas.
- Reemplazar o reparar trampas de vapor defectuosas dará como resultado un sistema de vapor mejor y más efectivo.
¿Dónde se utilizan las trampas de vapor?
Un sistema de vapor típico puede tener muchas trampas de vapor, normalmente colocadas después de una tubería recta, después de cada intercambiador de calor y en cada lugar donde hay un cambio o elevación de presión.
El usuario de trampas de vapor varía ampliamente, pudiendo éstos requerir unas pocas como en el caso de lavanderías y sastrerías hasta grandes refinerías y complejos químicos donde miles de ellas son requeridas, ya que las grandes industrias son también grandes usuarios de vapor y trampas de vapor.
Su uso también se requiere en complejos de edificios grandes como universidades y hospitales los cuales cuentan con sistemas de calefacción central a vapor por lo que son también usuarios de trampas de vapor.
Esta amplia variedad de usuarios crea una igualmente amplia variedad de aplicaciones de trampas de vapor y por consecuencia de tipos y tamaños de trampas de vapor.
¿Cuántos tipos de trampas de vapor hay?
Los tipos de trampas de vapor apropiadas a una aplicación en particular en base a su principio de funcionamiento son:
- Mecánicas. Funcionan utilizando la diferencia de densidad entre el vapor (o aire) y el condensado
- Termodinámicas. Funcionan utilizando la diferencia de energía cinética entre el vapor de alta velocidad (un gas) y el condensado de movimiento más lento (un líquido)
- Termostáticas. Funcionan utilizando la diferencia de temperaturas entre el condensado que está próximo a la temperatura del vapor y el condensado subenfriado (o aire a baja temperatura).
¿Cuáles son los problemas que pueden tener las trampas de vapor?
El principal es la contaminación del condensado recibido. La contaminación por condensado puede ser resultado de múltiples causas, entre otras: el arrastre de residuos o remanentes de una caldera o fugas en el intercambiador de calor. Esto hace que el pH se reduzca, volviendo ácido el condensado ocasionando corrosión en las partes internas de las trampas de vapor haciéndolas fallar.
¿Por qué fallan las trampas de vapor?
Las trampas se ven afectadas negativamente por tres condiciones generales:
- La suciedad es la causa más común de falla, lo que resulta en una trampa con fugas o taponada.
- Los golpes de ariete con daño consecuente a los componentes internos de la trampa de vapor debido a picos de presión (debido a aperturas repentinas de la válvula de vapor, tuberías defectuosas o aplicaciones incorrectas de la trampa).
- Dimensionamiento inadecuado. Trampas sobredimensionadas pueden perder su capacidad de funcionamiento, también pueden experimentar ciclos rápidos de funcionamiento, mientras que una trampa de tamaño insuficiente no permitirá un flujo de condensado suficiente para mantener un drenaje adecuado.
¿Qué sucede si falla una trampa de vapor?
Cuando una trampa de vapor falla, permite que el vapor se escape junto con el condensado. Esta pérdida de vapor puede representar una pérdida sustancial de energía.
Si no se elimina el condensado de la tubería de vapor, existe la posibilidad de que se produzca una situación peligrosa de golpe de ariete, que puede provocar daños en el sistema y lesiones al operador. Por otra parte, si una trampa de vapor falla al abrirse, permitirá que pase vapor vivo, lo que provocará un desperdicio de energía.
Cuando una trampa de vapor falla, no detendrá la producción y/o la operación de la planta de forma inmediata, pero sí aumentará considerablemente el consumo de energía.
Si las trampas defectuosas o con fugas no se identifican y corrigen, alrededor del 20% del vapor generado por la caldera se puede perder en todo el sistema. Esto se reflejará en los costos operativos del sistema de vapor.
Todas las auditorías energéticas industriales en plantas con vapor requieren un programa de inspección y reparación/reemplazo de trampas de vapor.
¿Cómo sé si mi trampa de vapor está funcionando?
Las trampas pueden pulsar con una carga ligera, lo que provoca ruido, golpes de ariete e incluso daños mecánicos a la válvula misma. No funcionarán contra una contrapresión que supere el 40 % de la presión de entrada. Las trampas obstruidas harán que el condensado regrese al proceso y reducirán drásticamente la eficiencia del sistema.
Un síntoma de una trampa de vapor defectuosa es una sala de calderas anormalmente cálida.
Entre los puntos a verificar cuando se sospecha de una posible falla en una trampa de vapor están el sobrecalentamiento o subcalentamiento del espacio acondicionado.
¿Qué tipo y frecuencia de mantenimiento requiere una trampa de vapor?
Las trampas de calidad promedio pueden tener una expectativa de vida de solo 4 años, mientras que las trampas de vapor de mayor calidad pueden tener una expectativa de vida de 8 años.
Un programa de mantenimiento preventivo es de vital importancia para el buen funcionamiento de un sistema de vapor. Por ejemplo, las trampas de alta presión con tasas superiores a 250 psig se deben probar a diario. Sin embargo, las trampas de baja presión con tasas inferiores a 30 psig se pueden revisar mensualmente o incluso anualmente.
Es muy recomendado el empleo de filtros que detengan sólidos en líquidos o gases que fluyen y protegen el equipo de sus efectos nocivos, reduciendo así el tiempo de inactividad y el mantenimiento. Se debe colocar un filtro antes de cada trampa de vapor, caudalímetro y válvula de control.
¿Cómo se comprueba que una trampa de vapor funciona?
Históricamente, los métodos de diagnóstico han incluido dispositivos de escucha, mirillas ópticas, monitoreo de temperatura y técnicas ultrasónicas.
¿Cómo seleccionar la trampa de vapor óptima?
En GESTRA seleccionaremos la trampa de vapor más adecuada para usted, con la mejor eficiencia.
Para lograrlo, lo que más importa es tener en cuenta los factores decisivos:
- Requisitos específicos de su aplicación (p.ejem.: tubería de vapor saturada o sobrecalentada, intercambiador de calor regulado por vapor o serpentín de calentamiento no regulado, etc.)
- Requisitos del sistema y del equipo (p.ejem.: presión nominal, tipo de conexión final, material de construcción, etc.)
- Parámetros de funcionamiento (p.ejem.: presión & temperatura, flujo de condensado, etc.)
- Opciones adicionales necesarias (p.ejem.: monitoreo, filtro de suciedad, bypass, etc.)
Estaremos encantados de asesorarle sobre la selección, el tamaño y la configuración de la trampa de vapor adecuada para usted mediante nuestro software de diseño en línea.
Una medición constante también revelará problemas mucho antes de que se pudieran identificar mediante métodos convencionales. Tomemos como ejemplo la inspección anual del sistema de trampas de vapor en una planta industria, si una trampa de vapor fallara antes de que esta inspección tuviera lugar, pasarían meses hasta que la siguiente auditoría identificara el problema. Durante estos meses, se perdería vapor, lo cual implica una pérdida energética y el impacto asociado sobre los costes, la productividad y la sostenibilidad. Sin embargo, con una supervisión continua, las probabilidades de que ocurra esto, se reducirán considerablemente.