Un apropiado diseño, selección de componentes e instalación de su estación reductora de presión puede prolongar la vida de sus dispositivos de vapor.
Una estación de válvula reductora de presión de vapor (PRV) es una parte indispensable de muchos sistemas de vapor. Desempeña un papel fundamental al proporcionar la presión de vapor correcta para aplicaciones de proceso en plantas de manufactura. El vapor ingresa a la estación PRV a una presión más alta que la requerida para aplicaciones aguas abajo, y la estación reduce la presión al nivel deseado antes de entregar vapor a esas aplicaciones.
Dentro de una estación PRV de vapor (Ver Figura 1), la válvula de control, que reduce la presión de vapor, es típicamente una válvula de control neumático. Sin embargo, a veces se puede usar una válvula reguladora (también llamada PRV). En cualquier caso, querrá que el dispositivo de control tenga una vida útil prolongada para poder reducir las necesidades de mantenimiento, el tiempo de inactividad y el costo total de propiedad de la estación de PRV.
Gracias a la tecnología disponible actualmente y a los mejores materiales, los componentes de la estación de PRV deberían durar al menos seis años. Pero probablemente pueda hacerlo mejor que eso. Mediante un adecuado diseño del sistema, selección de componentes e instalación de su estación PRV de vapor, es posible que pueda prolongar en gran medida la vida útil de todos los componentes de vapor.
Revisemos varias prácticas recomendadas que pueden ayudarlo a lograr este objetivo.
1. Haga coincidir la válvula con la aplicación
Para seleccionar la PRV correcta para una aplicación determinada, debe conocer los índices de flujo de vapor máximo y mínimo, así como comprender la capacidad de reducción de la válvula de control neumático y / o la válvula reguladora.
Aunque las velocidades máximas de flujo de vapor rara vez, o nunca, se alcanzan en la operación de la estación de PRV de vapor, asegúrese de que la PRV cumpla o supere esta velocidad. Igual de importante, la PRV debe adaptarse al caudal mínimo, ya que será un punto de control importante y frecuente. En resumen: la válvula reductora de presión de vapor debe poder funcionar con éxito a los caudales de vapor mínimo y máximo.
Conocer las capacidades de reducción de la válvula de control neumática y / o la válvula reguladora lo ayudará a hacer una selección adecuada. Como regla general, las relaciones de reducción típicas para tipos de válvulas seleccionados incluyen:
• Regulador: 20 a 1
• Válvula de globo: 30 a 1
• Válvula de jaula: 40 a 1
Además de cumplir con los requisitos para una aplicación determinada, todas las válvulas en una estación de PRV de vapor, incluidas las válvulas de control y aislamiento, también deben cumplir con los estándares de tasa de fuga interna permitida según lo designado por FCI / ANSI o API. Los estándares indican el nivel de tolerancia para el vapor que se escapa a través del asiento de la válvula para pasar corriente abajo o hacia la atmósfera. FCI / ANSI designa seis tasas de fuga permisibles, o clases, numeradas del I al VI. Cuanto mayor sea el número de tasa de fuga, menor será la tasa de fuga interna permitida.
Por lo tanto, una válvula de Clase I tendrá la tasa de fuga interna más alta y, por lo general, el costo más bajo, mientras que una válvula de Clase VI tendrá la tasa más baja y, por lo general, el costo más alto. En una estación de PRV de vapor, todas las válvulas de aislamiento y PRV deben ser de Clase IV o superior.
2. Especifique un nivel de ruido de 85 dBA o menos
Establecer un límite de ruido no mayor a 85 dBA para una PRV es más una función de administrar la velocidad de salida y extender la vida útil de la válvula, con el beneficio adicional de reducir el ruido. Las PRV que tienen altos niveles de dBA también tendrán altas velocidades de salida y una vida operativa reducida. Una PRV con niveles bajos de dBA o velocidades más bajas tendrá una vida operativa confiable mucho más larga.
Hay muchas formas de reducir el nivel de dBA en una aplicación de PRV, incluido el aumento del tamaño de la tubería de salida de la válvula, amortiguar el orificio o agregar internos especiales. El fabricante de la válvula proporcionará el tamaño de tubería apropiado requerido después de la PRV para lograr el nivel de dBA deseado. También se puede usar una placa de orificio de amortiguación para reducir una caída de alta presión a través de la válvula de vapor para reducir las velocidades. Además, se puede utilizar un ajuste especial para minimizar la velocidad y el ruido.
3. Incluye un bolsillo o pierna de drenaje para la línea de vapor
Todas las PRV de vapor deben tener una pierna de drenaje de eliminación de condensado conectada por tubería aguas arriba de la válvula. La bolsa de goteo elimina el condensado de la línea de vapor, evitando que el condensado pase a través de la válvula. Esto es esencial porque el condensado que ingresa a la válvula de vapor causará erosión y acortará la vida útil de la válvula. Incluso durante los momentos en que la válvula de escape de vapor se apaga durante los períodos de baja o no producción, la bolsa de goteo de condensado continuará eliminando el condensado acumulado de la entrada de la válvula.
4. Incluya un Filtro con válvula de purga.
Un filtro también es un requisito antes de una válvula reguladora de presión de vapor para proteger la válvula de materiales que puedan corroer el sistema. Las líneas de vapor contienen frecuentemente materiales sólidos residuales de la corrosión en la línea de vapor. Este equipo filtrará la corriente de vapor y evitará que este material se aloje dentro de la válvula, lo que de otro modo podría causar una falla prematura. El filtro debe estar clasificado para mesh o malla 20 perforadas de acero inoxidable.
5. Ubique adecuadamente la válvula reductora de presión
La colocación correcta de la válvula reguladora o reductora de presión de vapor en la estación ayuda a garantizar el correcto funcionamiento del sistema. Asegúrese de que la distancia después de la válvula sea de al menos 10 diámetros de tubería antes de cualquier cambio en la dirección del flujo de vapor o antes de que la línea de vapor se desconecte. La válvula reguladora también debe tener al menos 20 diámetros de tubería aguas arriba antes de un cambio de dirección.
6. Coloque la válvula reductora de presión de manera horizontal
Para extender la vida útil de las PRV, instálelas siempre en líneas de vapor horizontales, nunca verticalmente. Una PRV en una instalación vertical no tiene la capacidad de eliminar la acumulación de condensado antes de la entrada de la válvula. El condensado que pasa a través de un PRV de vapor siempre afecta negativamente la vida útil de la válvula.
7. Utilice válvulas de derivación o by-pass y válvulas de calentamiento.
Al arrancar una línea de vapor, se deben utilizar válvulas de derivación y válvulas de calentamiento en todas las instalaciones de PRV. La válvula de calentamiento calienta la línea de vapor dentro de los plazos recomendados para la línea de vapor. El calentamiento se modula y controla durante el procedimiento de puesta en marcha. No se debe utilizar una válvula reguladora de presión de vapor para calentar una líneade distribución de vapor.
La válvula de derivación o by-pass debe tener un coeficiente de flujo (Cv) más bajo que la PRV. Cuando se utiliza una válvula de bypass del mismo diámetro que la PRV, la válvula de seguridad deberá estar dimensionada para la válvula de bypass, que siempre tendrá un Cv más alto. El dimensionamiento de la válvula de seguridad para la válvula de derivación generalmente requerirá que la válvula de seguridad sea extremadamente grande en tamaño y capacidad.
8. Verifique si necesita una válvula de seguridad
Las válvulas de seguridad son una consideración importante en una estación de PRV de vapor. Pero es posible que no sean necesarios en todos los casos. Si cualquier componente de vapor o la línea de vapor aguas abajo de la válvula de presión de aire de vapor no está clasificado para la presión de vapor de entrada máxima a la estación de válvula de presión arterial, entonces se debe instalar una válvula de seguridad para proteger el sistema.
La válvula de seguridad debe dimensionarse para el flujo de vapor máximo con la presión de vapor más alta que se pueda proporcionar a la PRV. Además, para garantizar el tamaño adecuado de la válvula de seguridad, realice cálculos con los internos de Cv más grandes disponibles para la PRV. Cuando instale una válvula de seguridad, asegúrese de que la descarga esté conectada a un lugar donde no represente un riesgo para la seguridad del personal de la planta.
9. Determine cuándo se requiere más de una válvula
Habrá ocasiones en las que una estación de PRV de vapor requiera más de una PRV. Por ejemplo, cuando el flujo de vapor varía mucho y una válvula no tiene la capacidad de reducción requerida, se requerirá una válvula adicional (o válvulas) para lograr la presión de salida deseada. En sistemas con más de una PRV, la válvula de seguridad debe tener un tamaño basado en todas las válvulas que fallaron en la posición abierta y tener los internos más grandes disponibles del fabricante.
Tenga en cuenta que la tubería desde la PRV hasta la válvula de aislamiento aguas abajo debe diseñarse e instalarse para cumplir con la presión de vapor más alta en la entrada de la PRV. La válvula de corte o aislamiento aguas abajo está ubicada antes de la válvula de seguridad que protege el sistema. Por lo tanto, si la válvula de aislamiento está cerrada y la PRV se abre, la tubería podría experimentar la presión del vapor de entrada.
10. Instale antes y después los manómetros.
Siempre es una buena práctica instalar manómetros antes y después de la válvula reguladora de presión como herramientas de diagnóstico. Asegúrese de incluir una tubería de sifón y una válvula de corte o aislamiento para fines de mantenimiento.
11. Establezca un procedimiento de operación estándar o SOP por sus siglas en inglés.
Cada estación de PRV requiere un SOP para garantizar que el personal de la planta esté iniciando, operando y apagando la estación de válvulas de manera correcta y segura. Los fabricantes de válvulas deben proporcionar un SOP como parte de la documentación con el equipo.
Si presta especial atención al diseño adecuado del sistema, la selección de componentes y las prácticas de instalación, puede prolongar la vida útil de los componentes en su estación de PRV de vapor. Asegúrese de hacer coincidir el PRV con la aplicación, minimizar las velocidades, incluir piernas de drenaje y filtros, y colocar los componentes correctamente. Siguiendo las pautas anteriores, puede reducir los problemas de mantenimiento y el costo total de propiedad de su estación PRV.
Por: Kelly Paffel, SWAGELOK ENERGY ADVISORS, Diciembre 13, 2013
