La temperatura del vapor NO determina el grado de sequedad (calidad) del mismo

Publicado el: 12/03/2020
Autor/es: Marc Manich, Responsable de proyectos en AMS Steam Technology

Durante las auditorías de vapor que realizamos constantemente, son muchos los clientes que nos dicen: Mi termómetro marca la temperatura de saturación del vapor a la presión que estoy trabajando (según tabla). No tenemos problemas de arrastres de agua, ¡Nuestro vapor es 100% saturado seco! Decir que nuestro vapor es 100% seco porqué la tempera...

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Bernardo Arcila Bernardo Arcila
Tecnologo en Mecanica
12 de Marzo de 2020
Buenos días. Totalmente cierto lo apuntado por Marc. De allí la importancia que cobran las recomendaciones que a diario se dan sobre el.manejo de vapor que, aunque son de conocimiento general, resultan quedando en el olvido.

1. Aislamiento térmico que garantice el mínimo de perdida de calor.
2. Mayor cercanía de la estación reductora con la máquina peletizadora o equipo de transferencia de calor.
3. Trampa de condesados justo antes de la estación reductora.
4. Separador centrífugo de condensados justo después de la estación reductora.
5. Termómetros y manómetros antes y después de la estación reductora para monitorear el proceso.

Cordialmente

Bernardo Arcila
Consultor Tecnico
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
12 de Marzo de 2020
Bernardo Arcila Completamente de acuerdo contigo, me gustaría añadir también que es igual de importante el trazado que se realice desde la salida de la estación reductora de presión hasta el acondicionador de harina, que el tratamiento de vapor en sí.

Muchas gracias por tu aportación
Responder
16 de Marzo de 2020
DE acuerdo.
La instalacion con una reductora de presion de vapor y demas separadores de humedad y trampas, nos permite tener Vapor Seco (con una calidad mas alta) que si lo aplicamos directo, desde el manifold a las condiciones de salida sin Quitar la Humnedad que trae consigo.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
16 de Marzo de 2020
Exacto Carlos Navarro .

No obstante, no basta con instalar separadores de vapor en la línea de reducción de presión, si queremos garantizar un vapor lo más seco posible dentro de nuestro acondicionador de harina, hay que tener en cuenta una serie de factores tanto físicos como de diseño.

Muchas gracias por tu comentario.
Responder
Humberto Ramos Dominguez Humberto Ramos Dominguez
Profesional en Procesos de Extracción de Aceites vegetales
18 de Marzo de 2020
Hola, buen dia a todos los expertos en el tema de discusión, en mi experiencia, los secadores de humedad del vapor previo al equipo, son buenos, como preventivos al cualquier variación que hubiera en la caldera. Lo que si se debe tener mucha atención en el manejo de la caldera; desde la suavización de agua, la adición de químicos, sistema de trampeo de la linea para no tener arrastres de agua en el vapor, consecuentemente baja de temperatura del mismo. En épocas de frío, es, cuando se tiene mayor problema de arrastre de agua en vapor.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
18 de Marzo de 2020
Humberto Ramos Dominguez gracias por tu aportación. No obstante, tal y como se menciona en el artículo, los condensados dentro de una tubería de vapor no hacen disminuir su temperatura.

En un conducto de vapor presurizado, lo que sí hace disminuir la temperatura del sistema son las bolsas de aire, este fenomeno es también conocido como la ley de las presiones parciales de Dalton.

Un saludo.
Responder
7 de Abril de 2020
Buenos Días a todos!
Muy interesante la discusión que no es muy fácil.
Tengo una pregunta objetiva: Em la práctica, cual seria la manera (método) de evaluar cuanta agua saturada (proporción) tengo en la línea antes de la entrada del acondicionador ??
o sea, que instrumentos tengo que tener para saber cuál és la proporción de vapor saturado y água saturada en el sistema ??
Gracias a todos
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
8 de Abril de 2020
Estimado Antonio Apércio Klein, a día de hoy no existe ningún caudalímetro en el mercado el cual pueda diferenciar el agua del vapor y quien te diga lo contrario, te está engañando.

La manera más precisa (error <1%) de medir tu calidad de vapor es decir, la cantidad de agua que contiene, es mediante topografía. Comparto contigo el enlace de otro artículo de nuestra página web donde explicamos lo explicamos más en detalle.

Espero haberte ayudado,
Saludos.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
8 de Abril de 2020
Disculpa Antonio Apércio Klein, me he olvidado compartir el link del artículo:

https://www.amspain.es/los-caudalimetros-de-vapor-no-diferencian-el-agua-del-vapor

Saludos
Responder
Mariano Nadal Mariano Nadal
Ingeniería Química - Agroindustria - Biocombustibles - Derivados
7 de Mayo de 2020
Antonio Apércio Klein
Estimado, Le dejo un enlace con un método para determinar el título de un vapor.

Existe una forma más sencilla, aunque no muy precisa, de determinar la calidad de manera práctica y con equipos disponibles en planta.
Ud debería poder tomar una muestra de la purga superficial de la caldera y determinar algún parámetro como cloruros, nitritos, etc. Luego, en algún punto de su línea de vapor, debería poder extraer una muestra en algún colector. Lo ideal sería que haga pasar vapor por un tubo con válvulas de entrada y salida, cerrar ambas válvulas y hacer condensar todo el contenido del tubo. Obtendrá una muestra de agua a la que le determinará el mismo parámetro que a la muestra de purga de superficie de caldera.
Luego, puede calcular el porcentaje de agua en el vapor como:
X = 100 * (parámetro medido en vapor) / (parámetro medido en purga de caldera).
Si el vapor de su caldera no arrastra agua, los cloruros, nitritos, etc. medidos en su vapor, deberían ser nulos.

https://es.scribd.com/doc/129916471/Determinacion-Del-Titulo-Vapor-Humedo
Responder
8 de Mayo de 2020
Hola Mariano Nadal, no había visto este comentario. Es muy práctico este método que planteas y es representativo de la humedad en el vapor. Recuerdo haberlo usado midiendo los TDS, para lograr valores aproximados, en las purgas de condensado de los cabeceros de vapor llegando a algunos equipos de proceso.
Responder
Mariano Nadal Mariano Nadal
Ingeniería Química - Agroindustria - Biocombustibles - Derivados
8 de Mayo de 2020
Alfredo Pinillos Bien Alfredo, es muy práctico y sencillo. Con respecto a medir conductividad y/o TDS, hay que tener en cuenta que si el agua de alimentación tiene carbonatos, al descomponerse y formar CO2 (dependiendo de las condiciones de trabajo de la caldera), vamos a tener un vapor con CO2. Al condensar el vapor, el CO2 formará ácido carbónico que aumentará el valor de conductividad. Lo mismo pasa si se adicionan en la caldera algunas aminas o amoniaco para tratamientos de corrosión en condensado.
Saludos,
Mariano
Responder
8 de Mayo de 2020
Mariano Nadal , es correcto lo que señalas. Por eso decía para obtener valores aproximados.
Responder
7 de Abril de 2020
Hola Antonio, hay que preparar un "Calorímetro de extrangulamiento" y necesitas algunos manómetros y termómetros de buena calidad y RANGO ADECUADO. Ver enlace adjunto para la idea.
OJO no es sencilla la medición. Como primera sugerencia es realizar la indicaciones ya mencionadas por otros foristas.

Enlace comentado: (Notar que es una referencia entre muchas que debe haber)

http://ecoursesonline.iasri.res.in/mod/page/view.php?id=2420
Saludos.
Responder
7 de Abril de 2020
Muchas Gracias Don Alfredo
Responder
27 de Junio de 2020
Hola Antonio, en otro foro de este mismo portal apareció está información que habla sobre medidores "directos" de calidad ó título de vapor. Imagino que otros fabricantes también tendrán dentro de su gama de suministro.
https://www.armstronginternational.com/products-systems/steam-condensate/steam-system-monitoring/steam-quality-monitoring/steam-quality-monitoring-steam-qm-1
Responder
Severino Martin Perez Severino Martin Perez
Ingeniero-Industrial -PROCESOS INDUSTRIALES-HIDROLIZADO EMZIMATICO DE SUBPRODUCTOS DE LA FAENA ANIMAL
7 de Abril de 2020
Estimados en toda instalacion para vapor hay caida de temperatura por condensado del vapor por eso es importante que las cañerias tenga un cierto desnivel hacia la trampa de condensado-- tambien antes de entrar el vapor a la maquina es importante colocar lo que se llama placa de superficie esto hace que el vapor no entre en si totalidad del conducto solo entra el vapor del sector medio del conducto el vapor de del sector lado pegado a la pared del conductos es mas frió y este provoca condensado ----Ejemplo tuberia de 2" mayor temperatura es de 1" ----también se pone placa de superficie en la salida de la ---caldera-
NO SI SE ENTIENDO
Responder
8 de Abril de 2020
Estimado Severino por favor aclarar un poco mas la idea. Todas las maneras de garantizar una condición óptima del vapor es importante de conocerla.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
8 de Abril de 2020
Hola Severino Martin Perez, lo que usted dice no es del todo correcto. Como bien explicamos en el artículo respaldado por las leyes de termodinámica, cuando el vapor se condensa dentro de una tubería presurizada y el condensado generado permanece a la misma presión que el vapor, éste condensado se encontrará a la misma presión que el vapor. Por eso,en tuberías de distribución de vapor, por mucho condensado que el vapor arrastre, nunca se verá reflejado en la temperatura. Lo único que no resta el condensado es transferencia térmica, la cual es 4,5 veces inferior a la del vapor.

Por eso no es cierto decir que el condensado situado en la parte exterior de la sección de paso (pared) se encuentra más frio, tiene la misma temperatura que el vapor pero una transferencia térmica 4,5 veces inferior que la del vapor, por eso es tan importante eliminar toda el agua de los conductos de vapor. En éste artículo publicado en nuestra página web explicamos por donde circulan los condensados dentro de una tubería de vapor, creo que le puede interesar:

https://www.amspain.es/los-condensados-no-circulan-por-la-parte-inferior-de-la-tuberia50b283e2

El desnivel que usted menciona a favor de las trampas de vapor se utiliza para favorecer la caída de los condensados durante las paradas de la instalación, que es el único momento en que toda el agua condensada que existía en la instalación se deposita en la parte inferior de las tuberías.

Saludos a todos.
Responder
10 de Abril de 2020
En la práctica se debe evaluar las instalaciones del sistema de vapor - condensado en cada planta, a veces las instalaciones están mal hechas (trampas de tipo inadecuado o de capacidad insuficiente o mal ubicadas) o han sido modificadas/ampliadas con poco criterio y se genera contrapresión en la línea de evacuación del condensado, no permitiendo que este fluya adecuadamente.
El sistema en su conjunto debe estar balanceado y permitir el ingreso de vapor a presión contante, con buena respuesta de un caldero modulante, para entregar el calor suficiente y una vez que se produzca el condensado, este debe retornar al sistema para recuperarlo sin mayores impedimentos.
Es importante que tanto las líneas de vapor como de condensado se encuentren con aislamiento térmico para evitar pérdidas de energía y costo elevado de combustible.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
10 de Abril de 2020
Eduardo Lago Sotomayor Totalmente de acuerdo con usted.
Responder
26 de Abril de 2020
Buenas tardes.
Estoy de acuerdo con el Sr Lago Sotomayor.
Los retornos de vapor procedentes de los purgadores es normal que existan contra presiones de las purgas de baja presión (purgas en planta granulación después de la válvula reductora) y de alta ( línea transporte desde caldera a válvula reductora), lo que ocurre es que en las instalaciones no se suelen hacer.
Por lo que es recomendable que la línea de retorno de condensados este a prisión atmosférica una ved pasada por el deposito de alimentación de la caldera de vapor para aprovechar el calor y que los condensados salgan con una curva de 180 grados fuera del agua del deposito de alimentación sin burbujear a presión atmosférica.

Sr Marc Manich, Felicidades por su excelente trabajo sobre el vapor.
Me interesaría si es posible, su recomendación de a que presión seria aconsejable regular la válvula reductora en la planta de granulación antes de entrar en el acondicionador vía válvula y separador.
Si nos habla de 500 Kg/h de consumo a una presión de válvula reductora de 3 Bar 143ºC, que le parece si trabajamos a 5 Bar y así aumentamos la temperatura de entrada al acondicionador.
Saludos.
Responder
Marc Manich Marc Manich
Responsable de proyectos en AMS Steam Technology
26 de Abril de 2020
Estimado Basilio Abos Bailo muchas gracias por sus palabras, nuestro único objetivo es compartir con el mayor número de personas posible, nuestos conocimientos y experiencia en termodinámica.

En respuesta a su consulta, habitualmente cuando se quiere incrementar la temperatura de la fórmula mediante el aumento de la presión del vapor, es un claro indicio que no se dispone de un vapor de alto Título (calidad), que no digo que este sea su caso, solamente comparto con usted mi experiencia.

Tal y como explico detalladamente en el artículo, hay que diferenciar dos conceptos que se suelen confundir: Temperatura y Transferencia térmica.

La transferencia térmica del vapor (entalpía) es lo que proporciona calor a la fórmula ya que la temperatura NUNCA es un indicador de que nuestro vapor sea 100% seco, tal y como explico en el artículo, por lo tanto, debemos asegurarnos que el vapor que nos entra en el acondicionador de harina sea lo más seco posible para que la transferencia térmica (calor) sea máxima.

Incrementando la presión del vapor lo único que conseguimos es disminuir su velocidad y volumen, factores que ustedes mismos tienen que valorar si les interesa modificar o no. Es muy difícil establecer una presión fija de vapor universal, ya que cada máquina es un mundo y son muchos los factores que intervienen en el proceso: tipo de formula, limitación por temperatura, % de humedad de la materia prima, sección de paso del vapor, producción horaria, materias primas, etc....

Según nuestra experiencia de más de 60 años en el tratamiento de vapor para la fabricación de piensos compuestos, hemos determinado que la velocidad optima a la cual debemos inyectar el vapor dentro del acondicionador de harina se encuentra entre 7 y 12 m/s. Sabiendo esto, debemos ajustar la presión del vapor para satisfacer todos los requerimientos de producción, encontrar una armonía entre todas las variables mencionadas anteriormente y conseguir la velocidad adecuada de inyección para evitar el efecto de "soplado" de la harina.

Como le he comentado, lo que realmente necesitamos para lograr un buen desdoblamiento de los almidones es la máxima transferencia térmica (entalpia) dentro de nuestro acondicionado de harina, y si se fija en las tablas de vapor, la diferencia que existe entre la entalpia especifica del vapor a 3 bar o a 5 bar es mínima (23 kJ/Kg) por lo que la presión la debemos ajustar en función de lo mencionado anteriormente.

Uno de los posibles problemas que pueden surgir si incrementamos la presión del vapor y por consiguiente su temperatura, es la cristalización de los azúcares, lactosa, suero, etc. ya que el choque térmico a 5 bar es mayor que a 3 bar.

Así que, para garantizar la máxima producción de las granuladoras sin penalizar la calidad del pellet, debemos asegurarnos que el vapor que estamos inyectando dentro del acondicionador es de alto título (lo más seco posible), y a esto, es a lo que nos dedicamos des de hace más de 60 años.

Espero haber resuelto sus dudas, en caso de no haber sido lo suficientemente claro ruego me lo comunique.

Saludos.

Responder
29 de Abril de 2020
Marc Manich
Le agradezco sus explicaciones y transmisión de conocimientos,aunque tengo mis objeciones pues estamos en sector piensos ( granulación con vapor)
Precisamente en el sector de piensos granulados es normal que la válvula reductora, reduzca y estabilice lo que demanda el acondicionador, que es, que el vapor entre despacio y con tubería de mas diámetro, por ejemplo en una granuladora de 220 CV antes de válvula reductora tubería de 2”y a la salida de esta 3”, hasta la entrada del acondicionador es de 3”, incluso el separador previo a la entrada con purgador de boya, pasando por válvula interrupción y válvula de regulación de caudal.
De tubo de 2” a 3” aumenta la sección un 125% de 2026 mm2 a 4560 mm2 + o`- .

Precisamente se da prioridad a que entre despacio y seco por lo que se aumentan los diámetros de las tuberías, tenga en cuenta que no es una instalación de lavandería, auto clave, digestor una cervecera etc ,
El vapor es Materia Prima para la granulación de pienso, aporta calor y humedad,y no es para todos los piensos lo mismo, unos con mas fibra requieren mas calor que humedad y otros piensos como de engorde a la inversa, como ejemplo.
Es muy importante por mi experiencia ,que el vapor llegue seco al acondicionador con una buena temperatura alta y estable,ya que a la entrada del acondicionador la presión del vapor ya liberada en la valvula de regulación de caudal, es la presión atmosférica, no se si me se explicar.Pero es así con manómetro en mano.
Importane tambien que la caldera de vapor este bien automatizada, ya que pueden repercutir sus oscilaciones de presión en la planta de granulación ,no en todas las plantas hay válvulas reductoras con lazo cerrado de presión para que sea esta estable.
Saludos
Responder
8 de Mayo de 2020
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19 de Mayo de 2020
Señores gracias por sus valiosos aportes
Responder
13 de Agosto de 2020
Efectivamente, la temperatura no determina la calidad del vapor, una forma práctica de medir la calidad del vapor, como ya lo comentaron, es dividiendo la conductividad del condensado contra la conductividad del agua dentro de la caldera y multiplicado por 100, restar este valor de 100 y se tiene la calidad del vapor en forma aproximada. Método práctico y útil.
Recordar que una caldera tiene una capacidad limitada a su potencia para la generación de vapor, si se le exige más producción, te entregará vapor de baja calidad. La calidad del vapor está relacionada a la sequedad del vapor, vapor 100% seco equivale a calidad 100%, muchas veces en los procesos hay picos de demanda de vapor debido a una operación inadecuada de los mismos, como abrir una válvula en forma muy rápida para poner en marcha un equipo de consumo significativo de vapor. Otra causa de la generación de vapor húmedo (arrastre) es la alta concentración de sólidos en el agua de la caldera (conductividad fuera de parámetros).
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