INDUSTRIA

1. El vapor en la Industria

2. VaInGe-r_307 2
Objetivo
• Con esta presentación se pretende trasladar
ideas generales y básicas para facilitar un mejor
conocimiento del vapor y los sistemas de
generación, distribución y aplicación, para que
los técnicos responsables del diseño, montaje,
operación y mantenimiento puedan obtener
mejoras en la producción y en la eficiencia
energética.

3. VaInGe-r_307 3
Programa
• Principios básicos del vapor
• Circuito de vapor
• Equipamiento sala de calderas
• Distribución del vapor
• Equipos de proceso
• Retorno del condensado

4. VaInGe-r_307 4
¿Qué es el vapor?
• Es un fluido utilizado
para proporcionar
fuerza motriz y energía
calorífica
• Es el medio natural
más eficiente de
transferencia de calor
en la industria
• El vapor es incoloro,
inodoro y estéril.

5. VaInGe-r_307 5
¿Qué es el vapor?
Aplicando calor:
• El hielo pasa a líquido
• La temperatura del
líquido aumenta
• El líquido se convierte
en gas (vapor saturado)
• Aplicando más calor se
obtiene vapor sobrecalentado
Centraremos la atención en las
fases líquido / gas y en el cambio
de una a la otra.
El agua puede estar en tres
estados:
 Sólido
 Líquido
 Gas (vapor)

6. VaInGe-r_307 6
¿Cómo se obtiene el vapor?
• Si se añade calor al agua,
su temperatura aumenta
hasta alcanzar un valor
llamado temperatura de
saturación
• Un nuevo aporte de energía
hará que el agua hierva y se
convierta en vapor.

7. VaInGe-r_307 7
¿Cómo se obtiene el vapor?
• La evaporación requiere
una cantidad importante de
energía y mientras se está
produciendo, el agua y el
vapor formado tienen la
misma temperatura
• Cuando el vapor libera esta
energía se convierte en
agua, sin cambio de
temperatura.

8. VaInGe-r_307 8
¿Para qué se usa el vapor?
Agua + Calor = Vapor
Vapor - Calor = Agua
El vapor es un transportador energía.
Después de utilizarse como fuerza motriz, se descubrió que
el vapor también era muy eficaz como medio de
transferencia de energía calorífica

9. VaInGe-r_307 9
¿Dónde se usa el vapor?
• En la actualidad se usa como fuerza motriz en la
producción de energía eléctrica (turbinas)
• Como medio de transferencia de calor existen
multitud de industrias:
 Petroquímica, Química, Farmacéutica, Metalúrgica,
Naval, Textil, Papelera, Cervecera, Tabacalera,
Alimentación, Bebidas, Caucho, Servicios, etc
• En procesos muy diversos:
 Calentar, evaporar, fundir, esterilizar, secar, humidificar,
cocinar, lavar, planchar, vacío, etc.

10. VaInGe-r_307 10
¿Porqué se usa el vapor?
• Para su producción se utiliza agua:
 Abundante, Barata, Fácil de obtener
• Es muy controlable:
 A cada presión le corresponde una temperatura, una
energía específica, un volumen específico
• Transporta cantidades de energía elevadas por
unidad de masa:
 Menor superficie de intercambio en los procesos y
menor cantidad de fluido usado
• Es estéril y de fácil distribución y control.

11. VaInGe-r_307 11
Tablas del vapor
ENTALPIA ESPECIFICA
Presión
manomé-
trica (bar)
Temp.
ºC
Agua
kJ / kg
Evaporación
kJ / kg
Total
kJ / kg
Volumen
específico
m3 / kg
0
1
2
3
4
5
6
7
100
120.42
133.69
143.75
151.96
158.92
165.04
170.5
419
506
562
605
641
671
697
721
2257
2201
2163
2133
2108
2086
2066
2048
2676
2707
2725
2738
2749
2757
2763
2769
1.673
0.881
0.603
0.461
0.374
0.315
0.272
0.24
Presión
absoluta
bar
1
2
3
4
5
6
7
8

12. VaInGe-r_307 12
Calidad del vapor
• Vapor Saturado
 No contiene gotas de agua líquida
• Vapor Húmedo
 Contiene gotas de agua
 Aumenta la erosión y reduce la transferencia de
calor
• Vapor Sobrecalentado
 Temperatura por encima del vapor saturado
 Se utiliza habitualmente para turbinas
Es importante que el vapor utilizado para
procesos sea lo más seco posible

13. VaInGe-r_307 13
Condensación del vapor y Transferencia de calor
Cuando el vapor
condensa cede calor
(entalpía de evaporación)
• En un recipiente con un producto calentado con vapor a
través de un serpentín, el vapor condensa cediendo su
entalpía de evaporación a la pared metálica del serpentín,
el cual la transfiere al producto
• A medida que el vapor condensa, se forma agua que
debe ser drenada.

14. VaInGe-r_307 14
Barreras en la transferencia de calor
Pared
metálica
Capas de
suciedad Producto
Producto
a
calentar
Vapor
Aire Condensado

15. VaInGe-r_307 15
Eliminación de agua y aire en el vapor
• Solución a los problemas de agua y aire:
 Purgadores
 Eliminadores
• Son válvulas automáticas que abren en presencia de agua
o aire y cierran con vapor
Purgador
Eliminador aire
Marmita
Purgador
Eliminador aire
Final tubería

16. VaInGe-r_307 16
Circuito típico de vapor
Caldera
Marmita
Bomba.
Tanque alimentación
Alimentación
agua
Condensado
Condensado
Vapor
Vapor
Depósito con
serpentín
Intercambiador
Aportación agua

17. VaInGe-r_307 17
Instalaciones de vapor
• El vapor debe estar disponible en el punto de
uso satisfaciendo los siguientes factores:
 Cantidad suficiente
 Presión y temperatura correcta
 Libre de aire y gases incondensables
 Limpio
 Seco.

18. VaInGe-r_307 18
Calderas de vapor
• La caldera es el equipo que
convierte agua en vapor
aplicando calor
• De su correcta elección y
equipamiento depende en
buena parte el rendimiento
total del sistema
• Hay dos tipos de calderas,
según la disposición de los
fluidos:
 Pirotubulares
 Acuotubulares.

19. VaInGe-r_307 19
Calderas pirotubulares
• Calor por el interior
de los tubos
• Agua por el exterior
de los tubos
• Para presiones
máximas de 20 bar y
consumos hasta 30
T/h
• Son económicas, de
alto rendimiento y
fácil mantenimiento.
2º paso (tubos)
1º paso (horno)
Vapor
Gases de
combustión
Cámara de evaporación
Quemador

20. VaInGe-r_307 20
Calderas acuotubulares
• Calor por el exterior de
los tubos
• Agua por el interior de
los tubos
• Son más seguras
• Se usan normalmente
para presiones altas.
Calor
Agua
Vapor
Domo inferior
Domo superior

21. VaInGe-r_307 21
Equipamiento calderas
• Los objetivos del
equipamiento de
una caldera son:
 Funcionamiento
 Seguridad
 Eficiencia.

22. VaInGe-r_307 22
Equipamiento por funcionamiento
• Sistema control nivel de
agua
• Bomba alimentación
agua
• Quemador combustible
• Presostatos
• Válvulas interrupción,
Manómetros, etc.

23. VaInGe-r_307 23
Control de nivel todo / nada
Sonda
LP10-3
Controlador
LC1000
Bomba agua
alimentación

24. VaInGe-r_307 24
Control de nivel modulante
Bomba agua
alimentación
Válvula con
actuador eléctrico
Sonda capacitiva
LP20 / PA20
Recircu-
lación
Controlador
LC2200

25. VaInGe-r_307 25
Equipamiento por seguridad
• Indicadores de nivel
• Alarmas de nivel
• Válvulas de seguridad
• Válvulas de retención
alimentación agua
• Presostato
• Normativas de
construcción y ubicación.

26. VaInGe-r_307 26
Indicadores de nivel
Nivel agua normal
(control
modulante)
Alarma de nivel alto
Paro bomba o válvula alim. cerrada
Marcha bomba o válvula alim. abierta
1ª Alarma de nivel bajo
2ª Alarma de nivel bajo

27. VaInGe-r_307 27
Alarmas de nivel
• Las alarmas de nivel detectan niveles bajo o
alto y paran la caldera. Existen dos tipos:
Alarmas de nivel estándar:
 Para sala de calderas con vigilancia continua
Alarmas de nivel de alta seguridad:
 Con auto verificación
 Para sala de calderas sin vigilancia continua.

28. VaInGe-r_307 28
Equipamiento por eficiencia
• Tratamiento del agua de
alimentación
• Control purgas de caldera
• Recuperación de calor en
las purgas
• Control de la combustión
• Recuperación de calor en
los humos de combustión.

29. VaInGe-r_307 29
Tanque de alimentación - eficaz
Retorno de
condensados
a Caldera
Sistema de
recirculación
Agua de
aportación
Revaporizado
de las
purgas
Cabezal
mezclador y
desaireador
Venteo
Control de nivel
Control de
temperatura
Tanque alimentación

30. VaInGe-r_307 30
Producción de vapor
Vapor limpio y seco
Agua de
alimentación
con impurezas Acumulación
de impurezas
en la caldera
Eliminación
de impurezas.

31. VaInGe-r_307 31
Producción de vapor (ejemplo)
Agua alimentación con:
250 ppm = 0,25 gr / litro
Producción vapor: 10.000 kg / h
Acumulación de impurezas:
1 Hora: 0,25 x 10.000 = 2,5 kg
10 Horas: 2,5 x 10 = 25 kg
100 Horas:2,5 x 100 = 250 kg
PURGANDO
¿Cómo evitarlo?
¿Cuanto?
¿Cómo?

32. VaInGe-r_307 32
¿Cuanto purgar? (ejemplo)
Agua alimentación con:
250 ppm = 0,25 gr/litro
Producción vapor:
10.000 kg/h
Valor de sales recomendado:
Entre 2000 y 4000 ppm
(dependiendo de la caldera)
ppm(entrada) x Producción 250 x 10.000
Cantidad purga = = = 909 kg/h
ppm (deseado) – ppm (entrada) 3000 – 250
· Pérdidas de energía
+ Purga · Pérdidas de agua
· Pérdidas de tratamiento
· Aumento de sales
– Purga · Aumento de espumas
· Arrastres de agua con vapor

33. VaInGe-r_307 33
¿Cómo purgar la caldera?
Sonda
conductiva
Controlador
Válvula control
purga
Enfriador de muestras.
Sistema Automático de Control de Sales

34. VaInGe-r_307 34
Purga de fondos temporizada
Válvula con actuador
neumático Temporizador

35. VaInGe-r_307 35
Agua con el vapor
• Las calderas producen arrastres de agua con
el vapor por:
 Producción a baja presión
 Demanda excesiva
 Nivel de agua alto
 Formación de espuma por alta concentración de
sales.

36. VaInGe-r_307 36
La distribución a alta presión tiene las siguientes ventajas:
 Tubería de vapor mas pequeña con menor pérdida de calor y coste de
material
 En los procesos con presión mas baja, la reducción mejora la calidad del
vapor
 La caldera tiene mayor rendimiento trabajando con presión alta.
Distribuidor vapor
Sistema de purga
Estación reductora presión
Vapor de caldera
Separador
Vapor alta presión
Eliminador
Aire
Distribución del vapor

37. VaInGe-r_307 37
Dimensionado de tuberías
+ Coste
+ Pérdidas calor
+ Condensado
+ Velocidad
+ Caída de presión
+ Erosión.
Sobredimensionada
Subdimensionada

38. VaInGe-r_307 38
¿Cómo elegimos el tamaño?
• Considerando: Velocidad y Caída de presión
• La velocidad del vapor no debe sobrepasar:
 En líneas principales 25 a 35 m/seg
 En derivaciones 20 a 25 m/seg.
• La caída de presión no debe superar un determinado
valor, para asegurar que el vapor llega a los puntos de
consumo con la presión necesaria
L
Caudal vapor
P1 P2

39. VaInGe-r_307 39
Drenaje de tuberías
Vapor Separador
Válvula V.retención Purgador Detector fugas Filtro Válvula

40. VaInGe-r_307 40
Golpe de ariete
Pandeo en la tubería
Bolsa de condensado
Vibraciones y ruidos
causados por
golpe de ariete
Condensado

41. VaInGe-r_307 41
Inclinación y drenaje de tuberías
• Las tuberías de vapor deben drenarse en :
 Puntos bajos
 Tramos rectos (cada 50 metros máximo)
 Finales de línea.
Vapor
Elevación
Puntos de drenaje
30 - 50m
Inclinación 1/250
Flujo vapor

42. VaInGe-r_307 42
Puntos de drenaje
Correcto
Condensado
Pozo de goteo
Conjunto purgador
Sección
Sección
Conjunto purgador
Vapor
Vapor
Incorrecto.

43. VaInGe-r_307 43
Eliminación de aire
Final línea de vapor
Purgador
termodinámico
Aire
Eliminador
termostático de aire
Condensado
Vapor

44. VaInGe-r_307 44
Reducción en líneas de vapor
Vapor
Vapor
Condensado
Correcto
Incorrecto

45. VaInGe-r_307 45
Filtros en alimentación de vapor
• Los filtros en las líneas de vapor, pueden ser una fuente
de problemas de golpes de ariete. Para evitarlos deben
montarse con la cesta en posición horizontal.
Filtro
Válvula de control
Vapor

46. VaInGe-r_307 46
Conexión de las derivaciones
• La conexión de una
derivación por la parte alta
de la tubería principal
asegura un vapor más seco
en el proceso.
 Correcto
 Incorrecto
Condensado
Condensado
Vapor Vapor

47. VaInGe-r_307 47
Drenaje de una derivación
Válvula de
Interrupción
Conjunto de drenaje
Tubería principal
Vapo
r
• 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.

48. VaInGe-r_307 48
Compensación de dilataciones
Lira
• Se suele utilizar cuando se dispone de espacio
• Debe montarse horizontal, en el mismo plano que la
tubería, para evitar puntos de acumulación de
condensado.

49. VaInGe-r_307 49
Compensación de dilataciones
Fuelle
• Se intercalan en la tubería ocupando poco espacio
• Deben estar perfectamente alineados con la tubería y esta
de estar bien anclada y guiada para que las fuerzas
laterales no las soporte el fuelle.

50. VaInGe-r_307 50
Pérdidas energéticas en tuberías de vapor
Se ha considerado un coste del vapor de 12 euros (2000 ptas)/Tonelada
Ejemplo:
En 100 metros de tubería de 4” con presión 12 bar, el aislamiento supone
un ahorro anual de 16.200 euros (2.695.000 ptas).
Presión 8 bar Presión 12 bar
Tamaño
tubería
Sin aislamiento
Euros/metro x mes
Con aislamiento
(eficacia 80%)
Euros/metro x mes
Sin aislamiento
Euros/metro x mes
Con aislamiento
(eficacia 80%)
Euros/metro x mes
3/4" 3,43 0,69 4,51 0,90
1" 4,15 0,83 5,53 1,11
1.1/4" 5,11 1,02 6,73 1,35
1.1/2" 5,71 1,14 7,57 1,51
2" 7,03 1,41 9,32 1,86
2.1/2" 8,29 1,66 11,00 2,20
3" 9,92 1,98 12,92 2,58
4" 12,50 2,50 16,89 3,38

51. VaInGe-r_307 51
Reducción de presión
Se instalan válvulas reductoras por:
• Necesidad
 Presión de diseño del equipo inferior a la presión
disponible
• Eficacia
 Ahorro de energía si el proceso admite menor presión
 Mejora la calidad del vapor
 Aumenta la vida de los equipos.

52. VaInGe-r_307 52
Válvula reductora de acción directa DRV
Flujo de abajo
hacia arriba del
asiento Vástago con doble guía
Fuelle de compensación
Plato de ajuste de
presión
Vástago sellado con fuelle
Resorte para ajuste
de presión
Plato resorte con
cojinetes
Cámara presión con
diafragma
Gama de 6 actuadores
con diferentes resortes
intercambiables

53. VaInGe-r_307 53
Válvula reductora pilotada DP
Resorte control
Conexión para toma
presión externa
Resorte retorno vál. principal
Orificio control
Diafragma principal
Ajuste de presión
Diafragma piloto
Válvula piloto
Válvula principal
Flujo

54. VaInGe-r_307 54
Instalación válvulas reductoras
Separador Válvula Filtro Manómetro Válvula Válvula Manómetro Válvula
interrupción reductora seguridad interrupción
Válvula Filtro Cámara Purgador Válvula
interrupción spiratec retención

55. VaInGe-r_307 55
Regulación de temperatura
• Muchos procesos industriales necesitan controlar
la temperatura
• La calidad de los productos depende, en muchos
casos, de un control riguroso de su temperatura
• Desde el punto de vista del ahorro de energía, la
temperatura ideal es la mínima admisible para el
proceso
• Si el contenido de un tanque abierto está a 90 ºC
y el proceso permitiera una temperatura de 70 ºC,
se podría conseguir un ahorro energético del 30%.

56. VaInGe-r_307 56
Selección de un sistema de intercambio de calor
Agua fría
Agua caliente
Vapor
Condensado
Purgador:
• Caudal condensado
• Presión entrada
• Presión salida.
Intercambiador:
• P. Vapor en intercambiador
• Caudal fluido a calentar
• Temperatura entrada
• Temperatura salida
Válvula:
• Caudal vapor
• Presión entrada
• Presión salida

57. VaInGe-r_307 57
Medición del caudal de vapor
• La principal razón para utilizar medidores de caudal es que:
“No se puede gestionar lo que no se puede medir”
• Los medidores de caudal de vapor dan una información
vital sobre su uso y costes asociados que permite mejorar
la eficiencia en cuatro áreas:
 Eficiencia de la planta
 Distribución de cargas, puntas de consumo, etc
 Uso eficiente de la energía
 Resultados de medidas de ahorro energético, detección de fugas, etc
 Control de procesos
 Confirmar si se ha suministrado suficiente vapor a la presión y
temperatura correcta, conocer puntas de consumo, etc
 Cálculo y atribución de costes
 Coste como materia prima, rendimiento por secciones, venta de vapor.

58. VaInGe-r_307 58
Tipos de medidores de caudal
• Placa Orificio
• Vortex
• Area variable
 Medida de ángulo
 Medida de fuerza
 Medida de presión diferencial.

59. VaInGe-r_307 59
Diferencias de características en los medidores
Precisión Rango Ejemplo
(caudal máx. / mín.)
• Placa orificio +/- 3 % 4 : 1 1000 / 250 kg/h
• Vortex +/- 1 % 10 : 1 1000 / 100 kg/h
• Area variable +/- 2 % 25 : 1 1000 / 40 kg/h
(ángulo)
• Area variable +/- 2 % 50 : 1 1000 / 20 kg/h.
(fuerza)
• Area variable +/- 1 % 100 : 1 1000 / 10 kg/h
(p. diferencial)

60. VaInGe-r_307 60
Drenaje de condensado
• Cuando el vapor cede su calor latente o entalpía
de evaporación se convierte en condensado
• En los sistemas de vapor son necesarios
elementos que diferencien el estado gas (vapor)
y el líquido (condensado)
• A estos elementos se les llama purgadores de
vapor
• El purgador es una válvula automática que cierra
en presencia de vapor y abre cuando le llega
condensado o aire.

61. VaInGe-r_307 61
Tipos de purgadores
• Termostáticos
Actúan por temperatura. El condensado debe enfriarse por
debajo de la temperatura del vapor
 Termostáticos de presión equilibrada
 Termostáticos bimetálicos
• Mecánicos
Actúan por diferencia de densidad entre el vapor y el
condensado
 Mecánicos de boya cerrada
 Mecánicos de cubeta invertida
• Termodinámicos
Actúan por diferencia de velocidad entre vapor y
condensado.

62. VaInGe-r_307 62
Purgador termostático de presión equilibrada
• En la puesta en marcha
la cápsula termostática
está fría y mantiene la
válvula abierta.
• El condensado frío y el
aire son descargados
inmediatamente.
•La cápsula se calienta
cuando la temperatura
del condensado se
acerca a la del vapor
•El líquido que la llena
hierve y la presión de
vapor resultante empuja
la válvula hacía el
asiento cerrando el paso
•Cuando el condensado
se enfría, el vapor de la
cápsula condensa y la
presión interna de la
misma cae
•La válvula abre,
descarga el condensado
y el ciclo se repite.
Cápsula termostática

63. VaInGe-r_307 63
Purgador termostático bimetálico
• En la puesta en
marcha, el elemento
bimetálico está
relajado y la válvula
abierta.
• El condensado frío y el
aire son descargados
inmediatamente.
• Al fluir el condensado
caliente a través del
purgador, las láminas
se dilatan y empujan la
válvula contra el
asiento
• Cuando la temperatura
del condensado se
acerca a la del vapor la
válvula cierra.
• Cuando no hay flujo el
condensado se enfría,
el elemento se relaja, la
presión abre la válvula
y el ciclo se repite.
Elemento bimetálico

64. VaInGe-r_307 64
Purgador mecánico de boya cerrada
• En la puesta en
marcha, un
eliminador
termostático permite
salir el aire a través
de un by-pass de la
válvula principal.
• El condensado entra y hace
flotar la boya que unida a
una palanca abre la válvula,
permitiendo la salida
• El condensado caliente
cierra el eliminador de aire
• Cuando llega
vapor el flotador
baja y cierra el
orificio de salida
• El nivel de agua
queda por encima
de este orificio.
Eliminador termostático

65. VaInGe-r_307 65
Purgador mecánico de cubeta invertida
Orificio
venteo
•El condensado llega
al purgador y forma
un sello de agua
•El peso de la cubeta
mantiene la válvula
abierta y permite la
salida de condensado
• Cuando el vapor
entra eleva la
cubeta
• El mecanismo
de palanca se
desplaza y
cierra la válvula
• El vapor sale
de la cubeta
por un orificio.
• El peso de la
cubeta abre la
válvula y el
ciclo se repite
• El orificio de venteo
es pequeño y
elimina el aire
lentamente, puede
ser necesario un
eliminador de aire
separado.

66. VaInGe-r_307 66
Purgador termodinámico
• En la puesta en
marcha, la presión
entrante levanta el
disco
• El condensado frío
y el aire salen
inmediatamente
• El condensado caliente
produce revaporizado
• La alta velocidad baja la
presión en el disco y lo acerca
al asiento
• Al mismo tiempo se produce
una presión, producida por el
revaporizado en la cámara
sobre el disco, que le obliga a
cerrar venciendo la presión
del condensado
• El disco cierra la entrada y
mantiene la cámara
superior presurizada
• La presión en la cámara
disminuye por
condensación del
revaporizado
• El disco se levanta cuando
vence la presión de
entrada y el ciclo se repite.
Disco

67. VaInGe-r_307 67
Selección de purgadores
• Por aplicación
 Debe seleccionarse el purgador más adecuado para cada
aplicación.
 Esto puede ser muy amplio, pero como guía puede utilizarse lo
siguiente:
 Termostáticos (Purga de aire, Acompañamiento no crítico
de vapor, Equipos que pueden ser inundados
para poder aprovechar calor sensible)
 Mecánicos (Procesos con control de temperatura)
 Termodinámicos (Drenaje de líneas de distribución de vapor,
Acompañamiento crítico de vapor)
• Por condiciones de trabajo
 Hay que tener en cuenta la Presión,Temperatura, Caudal de
condensado y Presión diferencial.

68. VaInGe-r_307 68
Selección según caudal y presión diferencial
• La capacidad de un
purgador depende de la
presión diferencial
• Un purgador
descargando a la
atmósfera, para el
cálculo de su capacidad
se tomará como presión
diferencial la de entrada
• Sin embargo si
descarga a una línea
presurizada, se tomará
la diferencia de
presiones entre la
entrada y la salida.
Presión diferencial (bar
Condensado
(kg/h)

69. VaInGe-r_307 69
Montaje purgador de boya cerrada
Sentido de
circulación
del fluido
según flecha
en el cuerpo Posición con
flecha de placa
características
vertical y con la
punta hacia abajo

70. VaInGe-r_307 70
Fugas de vapor en purgadores
Las fugas de vapor
en purgadores
causan
pérdidas de energía
y problemas de
funcionamiento en
otros equipos
por aumento en la
contrapresión.

71. VaInGe-r_307 71
Fugas de vapor en purgadores (ejemplo)
• Considerando un purgador de 1/2” con un orificio de 4 mm, trabajando
con presión de 10 bar r y contrapresión de 2 bar r
W = D2 x P x 0,41 W = Fuga de vapor en Kg/h
D = Diámetro orificio en mm
P = Presión diferencial en bar
W = 16 x 8 x 0.41 = 52,48 kg/h
• Los purgadores que tienen fugas de vapor también descargan
condensado y no todos quedan abiertos totalmente, por lo cual
consideramos que pierden la cuarta parte del valor calculado:
52,48 : 4 = 13 kg/h
Pérdidas económicas anuales:
13 kg/h x 24 h/día x 350 días/año = 109.200 kg/h = 109 Ton/año
Con un coste de 12 euros/Ton. Vapor
109 Ton/año x 12 euros/Ton = 1.300 euros/año (216.000 ptas/año).

72. VaInGe-r_307 72
Detección de fugas en purgadores
• Por ultrasonidos
 Se requiere experiencia
 Puede utilizarse para detectar fugas en otros
elementos y otros fluidos
• Sistema Spiratec
 No se requiere experiencia
 Sólo utilizable en purgadores
 Necesita montar una cámara delante del purgador o
instalar purgadores que ya la incorporan

73. VaInGe-r_307 73
Detección de fugas por ultrasonidos
Purgador
Sonda
Indicador de
ultrasonidos

74. VaInGe-r_307 74
Detección de fugas con Spiratec (opciones)
Purgador con cámara sensora independiente
Purgador con sensor incorporado
Control
automático R1C
Control
automático R16C
Indicador
manual

75. VaInGe-r_307 75
Recuperación del condensado
• Es necesario recuperar el condensado por:
 Por ahorro de energía
Alimentar una caldera de 10 bar, con agua a 80 ºC en
lugar de 20 ºC supone un ahorro de combustible del 9%
 Por ahorro en tratamiento del agua de
alimentación a caldera
El condensado es agua pura si no se contamina en su
recorrido. El porcentaje de ahorro será el mismo que el
de recuperación de condensado
 Por ahorro del coste agua.

76. VaInGe-r_307 76
Dimensionado de tuberías de condensado
15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 65 mm 80 mm 100 mm
Pérd. carga
mbar por m Caudal condensado kg/h
0,5 123 286 538 1172 1787 3447 6949 10859 22154
0,8 * 160 370 695 1510 2300 4427 8972 13925 28350
1 180 418 785 1701 2590 4990 10115 15649 31879
2 265 611 1143 2472 3760 7221 14560 22589 45931
Caudal de agua en tuberías de acero:
• Las tuberías de condensado deben tener una sección que
permita llevar el condensado y el revaporizado que se forme. Si
van llenas de condensado se presurizan
• Una forma práctica de dimensionado consiste en considerar el
doble de caudal de condensado.

77. VaInGe-r_307 77
Contrapresión en los purgadores
• La presión en la línea de condensados
(Contrapresión en los purgadores) es igual a:
Presión hidrostática (altura manométrica)
+
Resistencia por rozamiento al paso del fluido
• La capacidad de descarga de los purgadores
depende de la Presión Diferencial que es:
Presión entrada - Contrapresión
• Cuando no hay suficiente presión diferencial, no
se puede recuperar el condensado o ha de
hacerse a través de una bomba.

78. VaInGe-r_307 78
Bombas de condensado accionadas por vapor
Flotador
Resorte
Entrada vapor
o aire
Escape
Válvula retención
entrada
condensado
Válvula retención
salida
condensado

79. VaInGe-r_307 79
Instalación bombas accionadas por vapor
Condensad
o de
purgadores
Condensado
a retorno
Atmósfera
Entrada
condensado
por gravedad
Vapor
Escape
.

80. VaInGe-r_307 80
Drenaje de intercambiadores de calor
• Un elevado número de procesos utiliza la
transferencia de calor del vapor a otro fluido,
utilizando intercambiadores de calor
• Cuando el vapor cede calor se forma condensado
que se drena a través de un purgador
• Suelen aparecer con frecuencia problemas de:
 Temperaturas inestables
 Corrosión excesiva
 Ruido y daños en los equipos por golpes de ariete
• La principal causa de estos problemas es el
drenaje deficiente del condensado.

81. VaInGe-r_307 81
Funcionamiento Intercambiador de calor (1)
Temperatura salida baja
Válvula control
abre y aumenta P1
Si P1 > P2 y la
presión diferencial es
la suficiente para que
el purgador drene el
condensado, el
intercambiador
funcionará
correctamente
Intercambiador de calor
P2
P1
Purgador
Vapor
Fluido a
calentar

82. VaInGe-r_307 82
Funcionamiento Intercambiador de calor (2)
Temperatura salida aumenta
Válvula control va
cerrando y disminuye P1
Si P1 – P2 es
insuficiente para que el
purgador drene el
condensado se produce
“interrupción de flujo”
El intercambiador se
inundará y será la causa
de los problemas
indicados
Intercambiador de calor
P2
P1
Purgador
Vapor
Fluido a
calentar

83. VaInGe-r_307 83
Solución al problema de inundación
• Los problemas de inundación en sistemas de intercambio de calor se resuelven
con la instalación de un sistema bomba/purgador, accionado por vapor
• Cuando hay presión diferencial suficiente actúa como purgador y cuando no la
hay el mecanismo bomba permite la entrada de vapor, que impulsa el
condensado a la tubería de retorno.
Válvula de
control
Bomba/purgador
Intercambiador
Vapor
Vapor
Aire

84. VaInGe-r_307 84
Resumen
• Principios básicos del vapor (tablas, calidad, transferencia)
• Barreras en la transferencia de calor (suciedad, agua, aire)
• Instalaciones (cantidad vapor, presión, limpio, seco y sin aire)
• Circuito típico de vapor (caldera, distribución vapor, procesos y
retorno condensados)
• Equipamiento caldera (funcionamiento, seguridad, eficiencia)
• Control de nivel (todo / nada, modulante)
• Alarmas de nivel (estándar y alta seguridad)
• Tanque de alimentación (asegurar mezcla correcta)
• Producción de vapor (limpio y seco, necesidad de purgar)
• Sistema automático de control de sales y purga de fondo
• Agua con el vapor (baja presión, valores altos de demanda,
nivel y sales).

85. VaInGe-r_307 85
Resumen (cont.)
• Dimensionado tuberías vapor (velocidad y caída de presión)
• Drenaje de tuberías de vapor (evitar golpes de ariete)
• Reducción en líneas de vapor (mejor excéntricas)
• Montaje de filtros en vapor (tamiz horizontal)
• Conexión de las derivaciones (por la parte alta)
• Drenaje de las derivaciones antes de válvulas de control
• Compensación de dilataciones (liras y fuelles)
• Calorifugado de tuberías (ahorro y seguridad)
• Reducción de presión (calidad y posible ahorro)
• Equipo reductor de presión (instalación y dimensionado)
• Regulación de temperatura (calidad productos y ahorro).

86. VaInGe-r_307 86
Resumen
• Intercambiadores de calor (selección sistema intercambio)
• Medición del caudal de vapor (eficiencia, control, costes)
• Características medidores de caudal (precisión, rango)
• Purgadores (termostáticos, mecánicos, termodinámicos)
• Selección de purgadores (aplicación, presión, temperatura,
caudal, presión diferencial)
• Detección de fugas (ultrasonidos, spiratec)
• Recuperación condensado (ahorro energía, tratamiento y agua)
• Dimensionado de tuberías de condensado
• Bombas de condensado accionadas por vapor
• Intercambiadores de calor (funcionamiento y solución al
problema de inundación).

87. VaInGe-r_307 87
El grupo Spirax Sarco
• Fundado en 1910
• Tiene su central en Cheltenham (Inglaterra)
• 4.000 personas en 40 compañías de 32 países
• 12 plantas de fabricación y 31 centros de formación
• Filial española en S. Feliu de Llobregat (Barcelona), con
oficinas en Madrid, Bilbao, Valencia y representantes en
17 zonas geográficas de todo el territorio español
• Proporciona conocimientos, servicios y productos en todo
el mundo para el control y uso eficiente del vapor y otros
fluidos industriales.

88. VaInGe-r_307 88
El grupo Spirax Sarco
 Cursos de formación teórica y práctica
 Centro de formación en S. Feliu (Barcelona), con área de
entrenamiento (instalación de vapor) para realizar prácticas
 Asesoramiento técnico
 Estudios completos de instalaciones de vapor
 Revisiones periódicas de purgadores
 Servicio post-venta
 Amplia gama de productos fabricados bajo normas ISO-9001 / ISO-
9002.
Conocimientos, Servicios y Productos
• Spirax Sarco ofrece:

89. El vapor en la Industria
FIN
Gracias por su atención