¿Cómo seleccionar de manera adecuada una trampa de vapor?

Tue, 09 May 2023 12:01:03 -0600

Dentro de los sistemas de vapor, en donde se busca calentar, es de vital importancia que el intercambio de vapor se dé con vapor seco. Durante el intercambio de calor, el vapor comienza a generar condensado de forma constante. Este condensado debe ser removido del sistema de forma eficiente y sin dejar escapar el vapor, para este propósito existen las trampas de vapor y las bombas de condensado.

Una trampa de vapor es un mecanismo que desaloja el condensado de manera automática y sin pérdida de vapor. Podemos verla como una válvula inteligente que cuando ve vapor se cierra para mantenerlo adentro del sistema y cuando ve condensado abre para desalojarlo. Para que la trampa funcione debe existir un diferencial de presión positivo del sistema con vapor hacia la línea de condensado; cuando no hay una presión diferencial entre el proceso y la línea de condensado que permita el desalojo del condensado es necesario colocar algún sistema de bombeo.

Para abrir o cerrar en las situaciones correctas, la trampa debe “detectar” cuando hay vapor y cuando hay condensado. Para esto se usan las diferencias físicas de estos fluidos.

Densidad: El condensado es mucho más denso que el vapor (cientos o miles de veces, dependiendo de la temperatura). A partir de esta diferencia funcionan las trampas mecánicas de flotador y de cubeta invertida.
Temperatura: El vapor mantiene su temperatura constante, mientras la presión se mantenga. El condensado va disminuyendo su temperatura, esto es utilizado por las trampas termostáticas de disco, bimetálicas o de presión balanceada.
Hidrodinámica: Las propiedades de viscosidad, turbulencia, comprensibilidad, fricción, arrastre, etc., son muy diferentes para el vapor y el condensado, creando femémonos dinámicos diferentes en circunstancias similares. Este es el principio de funcionamiento de las trampas termodinámicas.

Ahora explicaremos los distintos tipos de trampa que existen y su aplicación.

Trampas de flotador

Están compuestas de un flotador conectado a un obturador de válvula. Cuando hay condensado, el flotador sube y abre la válvula, cuando no hay condensado el flotador baja y cierra la válvula. Es una trampa muy eficiente que saca el condensado casi de manera inmediata. Puede trabajar con baja presión diferencial y tiene gran capacidad de desalojo. La mayor desventaja que tiene es su mantenimiento, pues es complicado, además que el mecanismo es frágil comparado con otros modelos de trampas.

Estas trampas no desalojan aire en la línea por sí mismas, pero se les puede integrar un eliminador de aire para que cumpla esta función.

La recomendación de uso es en procesos de flujo continuo y presión diferencial constante. No se recomienda usar en líneas de distribución, vapor limpio o procesos sin presión diferencial (condensado subenfriado).

Trampas de cubeta invertida

Funcionan con una cubeta invertida conectada al obturador de una válvula. Cuando se llena de condensado la cubeta se hunde y la válvula se abre, permitiendo el flujo del condensado, mientras que cuando llega vapor a la trampa la cubeta sube y al flotar cierra la válvula. Este tipo de trampas tienen una fuga controlada para evitar que el vapor acumulado cree una burbuja que evite el paso del condensado.

Estas trampas son menos eficientes que las de flotador, pero resisten mejor condiciones adversas como golpes de ariete o corrosión.

Se recomienda utilizarlas en procesos continuos, con presión diferencial constante y condiciones que requieran alta resistencia. No sé recomiendan en procesos con aire en la línea, con baja presión diferencial o condiciones que no requieran alta resistencia.

Trampas termostáticas

Estas trampas tienen algún elemento que se expande con el calor, lo que abre o cierra el obturador de la válvula. Cuando reciben condensado frío, el elemento de expansión se contrae, la válvula se abre y permite el paso del condensado. Cuando llega vapor, este calienta el elemento expansor haciendo que se expanda, cierra la válvula y no permite que el vapor salga.

Por lo regular son poco eficientes, pues tienen que esperar a que el condensado se enfríe de 10°C a 20°C para poder abrir. Por su diseño son ideales para vapor limpio, pueden trabajar a presiones altas, no requieren mantenimiento y pueden eliminar el aire.

Se recomienda usarlas en procesos que requieran tener un poco de condensado, trazas de vapor largas, vapor limpio, eliminadores de aire y sistemas de vapor sobrecalentado. No se recomienda usar en procesos que requieren estar secos de manera instantánea.

Trampas termodinámicas

Estas trampas tienen un disco que se abre cuando el fluido es condensado y se cierra cuando es vapor, debido a efectos hidrodinámicos. Después de esto queda un sello de vapor en la parte superior del disco que evita que se vuelva a abrir hasta que se enfríe el condensado.

Tienen la ventaja de ser de bajo mantenimiento, resistentes a condiciones de golpe de ariete y a trabajar con presiones altas. La desventaja es que requieren una presión diferencial alta para funcionar y que son sensibles a la corrosión.

Se recomienda colocarlas en líneas de distribución; es preferible evitarlas en procesos que deban mantenerse secos.

Bombas y bombas trampa

Son mecanismos que funcionan con una fuerza externa para desplazar el condensado del punto de uso a casa caldera. En este documento no se habla a detalle de estos equipos, pero podrás encontrar información más a detalle en futuras entradas.

Estas bombas o bombas trampa deben colocarse cuando el condensado sale sin presión suficiente para vencer la presión de la línea del condensado.

Realizar una adecuada selección de una trampa de vapor permitirá que nuestros sistemas de vapor sean confiables y eficientes. ¿Necesitas ayuda con tus sistemas de vapor? Nosotros podemos ayudarte. ¡Escríbenos!

KINENERGY - Insights #Sistemas de Vapor

¿Cómo seleccionar de manera adecuada una trampa de vapor?

Trampas de flotador

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