¿Cómo se dimensiona un purgador de boya?

 

Su mecanismo está constituido por una palanca de longitud (L), articulada en uno de sus extremos, y una boya cerrada en el otro extremo, que proporciona un empuje (E). En un punto intermedio se sitúa el obturador de la válvula (V) de área (S). El nivel de líquido acciona la apertura y cierre de la válvula.

 

El obturador está sometido por un lado a la acción del empuje (E), transmitido desde la boya, y por otro lado a la presión diferencial de servicio. Por tanto, para que el purgador trabaje correctamente debe existir en todo momento una reserva de empuje de apertura (E) capaz de abrir la válvula cuando está sometida a la máxima presión diferencial de cierre. Es decir:

 

 

Por esta razón en estos equipos es siempre necesario tener en cuenta el área del orificio de descarga y la presión diferencial máxima de trabajo. Para evacuar grandes caudales se necesita un orificio de gran sección de paso lo que exige un aumento del tamaño de la boya o de la longitud del brazo de palanca y, por consiguiente, del tamaño de la trampa.

 

Para evacuar los gases incondensables estos purgadores suelen incorporar una capsula termostática, si se trabaja con vapor sobrecalentado la cápsula debe ser bimetálica.

 

Para dimensionar un purgador de boya correctamente debemos tener en cuenta los siguientes aspectos:

 

 

La presión y temperatura máximas de diseño determinan los materiales del purgador según las indicaciones de cada fabricante.

 

El purgador debe ser capaz de funcionar correctamente incluso con la presión diferencial máxima de trabajo. Hay que tener en cuenta que los purgadores de boya se pueden bloquear cuando la presión diferencial supera la ΔP máxima del purgador. 

 

 

El tamaño del purgador viene impuesto por el caudal máximo a evacuar, incluido el factor de seguridad, en condiciones de mínima presión diferencial. No es aconsejable emplear coeficientes de seguridad exagerados pues el sobredimensionado perjudica la función de regulación y reduce la vida útil. Por lo general, los purgadores disponen de un factor de seguridad intrínseco establecido por cada fabricante, no obstante recomendamos aplicar siempre un factor de seguridad de 1.5.

 

Al considerar la capacidad de descarga de un purgador hay que acudir a las curvas de caudal que ofrece cada fabricante. No existe uniformidad en la manera de presentar estas curvas y así, mientras algunos fabricantes ofrecen datos de caudal en frío otros se refieren a caudal a la temperatura de ebullición del condensado; la siguiente imagen representa la forma de un típico gráfico de caudal.

 

 

El coeficiente de seguridad intrínseco de los purgadores suele ser mayor y el caudal máximo de evacuación en frío suele ser entre 3 y 4 veces superior al correspondiente a la temperatura de saturación, razón por la que debe reducirse el factor de seguridad en el dimensionado de purgadores.

 

Los elementos internos, obturador y asiento, de un purgador están sometidos a condiciones de trabajo muy severas que originan un gran desgaste. Por tanto, en la selección del purgador debe garantizarse la máxima calidad de sus internos, requiriéndose aceros especiales de gran dureza y alta resistencia al desgaste y, preferiblemente, con su superficie blindada a base de recubrimientos de materiales especiales tales como Nitruro de Titanio, Carburo de Tungsteno o materiales similares; de esta forma se alarga considerablemente su vida útil.

 

Debe tenerse en cuenta que un diseño más robusto y la utilización de materiales especiales en los componentes del elemento de purga supondrá un mayor precio de adquisición, pero se verá ampliamente compensado por su mayor fiabilidad, larga duración y ahorro de energía.

 

Cuando se prevean condensados muy sucios o aceitosos es preferible instalar justo antes del purgador, un filtro en “Y” con válvula de drenaje para resolver cualquier posible obstrucción.

 

Algunos purgadores disponen de orificios de venteo permanentes con el fin de producir la desaireación automática. Este tipo de aireadores no deben utilizarse salvo en aquellas aplicaciones que lo requieran para evitar la formación del llamado "tapón de vapor", como por ejemplo en la purga de cilindros secadores rotativos purgados por sifón. En los demás casos este tipo de venteo es una fuente de pérdidas de energía innecesaria.

 

Por último la elección del tipo de conexión puede incidir en la aparición de fugas de vapor futuras en la instalación. No cabe duda que la conexión más segura a efecto de fugas es la soldada aunque la bridada ofrece una alta seguridad y más facilidad para el mantenimiento. En instalaciones de traceado con gran número de estaciones de purga suele utilizarse la roscada, más barata pero con el problema de aparición frecuente de fugas a través de accesorios de tubería tales como tuercas de unión. Deben evitarse conexiones angulares o no estandarizadas que impliquen una dependencia de un fabricante.

 

Recordar que el tamaño del purgador no se define por el diámetro de la conexión, sino por el diámetro del orificio interno de su válvula, que se dimensiona con el máximo caudal a evacuar y la mínima presión diferencial disponible.