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Sistemas válvulas para venteos – Calderas Acuotubulares
D.1
ESPECIFICACIÓN
DE
VÁLVULAS PARA
VENTEOS DE ALTA
Y BAJA PRESIÓN
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Sistemas válvulas para venteos – Calderas Acuotubulares
TEMARIO
1. Diagrama típico de operación……………….……………….….. D.3
2. Problemas con válvulas tipo globo para aplicaciones
de venteo automático …………………………………………… D.4
3. Problemas de selección en válvulas para venteo
automático………………………………………………………… D.5
4. Solución para el problema de excesivos tamaños ………....… D.6
5. Solución para el problema de deterioro por escapes ………… D.7 – D.10
6. Conjunto válvula para venteo "cero-fugas" ............................... D.11
7. Selección válvula para venteo "cero-fugas" …………………… D.12 - D.13
8. Instalación completa válvula para venteo "cero-fugas" ………. D.14
9. Silenciadores para válvulas de venteo …………………………. D.15
Pág.
D.2
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DIAGRAMA TÍPICO DE OPERACIÓN
D.3
SobrecalentadoPrimario
SobrecalentadoSecundario
m1 m2
T1
TC
ma
CL
Flujo Atemperado
FEGT
DOMO
TurbinaTG1 TG2
T/CVálvula de
Venteo
1 - La valvula de venteo actuada neumáticamente por los incrementos de presión en la
línea de vapor a la turbina, protegen las válvulas de seguridad evitando que escapen o se
disparen por excesiva presión.
2 - Cuando el flujo hacia la turbina cae por debajo del flujo mínimo requerido por el sobre-
calentador, la presión se incrementa obligando a abrir la valvula de venteo, esto protege el
sobre-calentador.
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Problemas con válvulas tipo globo para
aplicaciones de venteo automático
D.4
Las válvulas tipo globo están diseñadas para realizar estrangulamiento modulante,
manteniendo el disco a cierta distancia del asiento.
NO están diseñadas para sellado hermético.
Por lo tanto al estar operando la mayor parte del tiempo cerradas, el escape inicial se
incrementa progresivamente hasta dañar los asientos en corto tiempo.
P2P1
Conexión6"x150#
termostática 1/2"
Trampa FLUJO
P3
4-20 mA
Aire
Señal deactuador
Zona Del Difusor
Silenciador
Válvula de venteo
Tipo globo
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Problemas de selección en válvulas para
venteo automático
D.5
1. Tamaños de válvula excesivamente grandes
Los programas para selección de válvulas de control definen los tamaños de los
cuerpos calculando la velocidad máxima de salida para compararla con velocidades
máximas preestablecidas.
VELOCIDADES MAXIMAS
HIERRO ACERO AL CARBONO ACERO ALEADO
LIQUIDO 18 pies/seg 25 pies/seg 35 pies/seg
VAPOR 21600 pies/min 30000 pies/min 50000 pies/min
GAS 21600 pies/min 30000 pies/min 50000 pies/min
La velocidad se calcula como V = Q/A, donde Q es el flujo, A es el área. El flujo Q
de vapor se incrementa al bajar la presión, por lo tanto, válvulas que descargan a
la atmósfera directamente presentan muy altas velocidades.
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Solución para el problema de
excesivos tamaños
D.6
Para resolver el problema ocasionado por las altas velocidades de salida por efecto
de los altos diferenciales de presión en las válvulas de venteo, recomendamos la
instalación de difusores-silenciadores en línea inmediatamente aguas debajo de la
válvula de control. Estos elementos se diseñan con múltiples orificios en un difusor
que genera una contrapresión predefinida P2.
La selección de la válvula se realiza utilizando esta contrapresión como la
presión de salida.
P2 P1
P3
En el caso de estaciones reguladoras de
presión, donde la válvula debe mantener
una presión P3 , el lazo de control utiliza
esta presión, pero la válvula internamente
descarga a la presión P2 .
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Solución para el problema de deterioro por escapes
D.7
CLASES DE SELLADO ANSI
FU
GA
PE
RM
ISIB
LE
VÁ
LV
UL
A N
UE
VA
(ml/m
in.)
CERO
FUGAS
Las válvulas de control, en general, ofrecen niveles de sellado dentro de "Clase ANSI".
Esta gráfica presenta las diferentes clases y las fugas que permiten. Todas escapan,
excepto las denominadas válvulas "cero-fugas"
Tamaño de la válvula (in.)
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Solución para el problema de deterioro por escapes
D.8
Para lograr el sellado "cero-fugas" es indispensable mantener las superficies de
sellado en contacto continuo. Esto solo lo logran válvulas rotatorias, con superficies
de muy alta dureza en íntimo contacto
Bola lapeada contra asiento
(hermana)
Cada bola y asiento integral forman
una “pareja” inseparable
Bola y asiento con RAM® 31 Carburo
de Cromo. Efecto auto limpieza.
Superficies de sellado protegidas en
posición abierta y cerrada
Cero fugas - garantizado
ASIENTO
INTEGRAL
ESFERA DE
ALTA DUREZA
Características Requeridas
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Solución para el problema de deterioro por escapes
D.9
Buscar durezas superiores al Stellite en superficies de sellado
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 500 1.000 1.500
RAM 31
ESTELLITE #6
DU
RE
ZA
R
OC
KW
EL
L C
TEMPERATURA ºF
Para altas temperaturas, el
Stellite pierde dureza
rápidamente (ver gráfica).
Se han desarrollado materiales
como el RAM 31 que son
mucho más duros y estables
que el Stellite.
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Solución para el problema de deterioro por escapes
D.10
Aplicar recubrimientos más duros que el Stellite
PROCESO RAM(Rocket applied metalics)
Recubrimiento de carburo de cromo
duro y profundo para prevenir la
erosión y extender la vida de la
válvula.
NO cromado fino que se destruye
fácilmente.
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Conjunto válvula para venteo "cero-fugas"
D.11
Difusor
Silenciador
Cono
Expansión
Gradual
salida
Asiento
Integral
cero-fugasEsfera
cero-fugas
Cono
Contracción
gradual de
entrada
Actuador
neumático
Para aplicar la tecnología "cero-fugas" al venteo es necesario incorporar varios
elementos adicionales a la válvula esférica "cero-fugas", como son la contracción y
expansión gradual y un difusor silenciador que limite la velocidad de salida.
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Selección material válvula para venteo "cero-fugas"
D.12
Dependiendo de las presiones y temperaturas máximas a la entrada de la válvula de
venteo, se definen dos tipos de materiales para estas válvulas.
TEMP
PRESIONES MAXIMAS, VALVULAS CLASE 1500# (PSI)
500°F 600°F 700°F 750°F 800°F 850°F 900°F 950°F 1000°F 1050°F 1100°F
Mat
eri
al A-105 2995 2735 2665 2520 2060 1340 860 515 260
A182-F22
3325 3025 2840 2660 2540 2435 2245 1885 1305 875 550
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Selección tamaño válvula para venteo "cero-fugas"
D.13
La siguiente tabla ofrece valores de referencia para las descargas de vapor según
algunas presiones y temperaturas típicas. Para una selección definitiva se deben
proporcionar los valores exactos de la aplicación
FLUJO LB / HR VAPOR
PRESION
TEMP.
APERTURA
D1 = 1”
D2 = 2½”
D1 = 1½”
D2 = 4”
D1 = 3”
D2 = 6”
D1 = 4”
D2 = 8”
D1 = 6”
D2 = 12”
900 PSI
900°F7000 20.000 60.000 120.000 200.000
600 PSI
750 °F5000 14.000 40.000 80.000 130.000
400 PSI
600 °F3.600 10.000 30.000 60.000 100.000
Torque
máx..
lb-pie
22 79 116 Solicitud a ingenieríaD1
D2DEFINIMOS D1 Y D2
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Instalación completa válvula para venteo "cero-fugas"
D.14
Esta imagen describe una instalación completa que incluye un tablero de control, un
transmisor de presión diferencial y los accesorios requeridos para actuar la válvula de
venteo.
TUBO DE ENTRADASUMINISTRADO
POR USUARIO FINALCONEXION BW dia: D1"
ACTUADORNEUMATICO
TABLERO DE CONTROLCON PLC Y SOLENOIDE
TRANSMISOR DE PRESION 420 Amp
TUBERIA DE VAPOR EXISTENTE
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Silenciadores para válvulas de
venteo
D.15
Los niveles de ruido generados por una válvula
de venteo son tan altos que pueden afectar
severamente la audición de los operarios de
caldera.
También se pueden presentar problemas con
las comunidades cercanas a la planta. Por
estas razones se deben incorporar
silenciadores atmosféricos a la descarga de
estas válvulas de venteo.
Silenciador