Tuberías de condensado

Trazado de tuberías

Se recomienda instalar las tuberías de condensado con una pendiente continua de al menos el 1 % en la dirección del flujo para permitir que el condensado líquido se drene fácilmente y que los intercambiadores de calor y las tuberías se vacíen. Esto facilita el proceso de puesta en marcha del intercambiador de calor y reduce el peligro de corrosión.

En particular, deben evitarse las bolsas de agua, ya que pueden provocar golpes de ariete, sobre todo al poner en marcha el intercambiador de calor.

Las secciones verticales en las tuberías de condensado son posibles. Además de la pérdida de presión hidrostática, en este caso también deben tenerse en cuenta las pérdidas de presión por flujo superior. De todos modos, las secciones horizontales deben estar inclinadas y en los puntos más bajos deben preverse salidas adecuadas para el condensado de líquido frío o el drenaje de puesta en marcha.

Dado que el condensado normalmente no se acumula a una altura suficiente por encima del depósito de agua de alimentación, debe recogerse en depósitos de condensados y recircularse mediante bombas/sifones de condensados.

Dimensionamiento

Las tuberías de condensado no deben tratarse en ningún caso de la misma manera que las tuberías que sólo transportan agua. Dado que el volumen aumenta considerablemente durante la reevaporación, en el dimensionamiento deben tenerse en cuenta tanto la fracción de vapor como la de agua.

Si el área de la sección transversal requerida se reduce considerablemente, puede producirse la erosión de las gotas de agua en válvulas y codos debido a la elevada velocidad de flujo resultante.

La superficie necesaria para la fracción de vapor y la fracción de agua se obtienen a partir de las densidades correspondientes, los caudales másicos y las velocidades recomendadas.

Información

Erosión por gotas de agua

La erosión por gotas de agua, también conocida como impacto de gotas, se refiere al desgaste erosivo por gotas de líquido. La erosión por gotas de agua es un golpe de ariete microscópico.

Se produce cuando las gotas golpean una superficie a gran velocidad. Aunque el agua tiene un aspecto “blando”, las gotas tienen un efecto erosivo abrasivo debido a su incompresibilidad, alto impulso e inercia. Esto provoca un desgaste de las superficies por exposición continua.

 
Cálculo

Ecuación para calcular la sección transversal necesaria de las tuberías

Reordenando la ecuación para que el diámetro sea el sujeto, se obtiene lo siguiente:

 
Cálculo

Ecuación para calcular el diámetro nominal necesario de las tuberías

 

DN

Diámetro nominal de la tubería

Co

Caudal másico, condensado [kg/s]

xES

Relación del vapor de expansión al expandirse a la presión del recipiente [kg/kg]

ρ''

Densidad del vapor saturado a la presión del recipiente [kg/m³]

ρ'

Densidad del agua en ebullición a la presión del recipiente [kg/m³]

uCo,S

Velocidad recomendada de la fracción de vapor [15 m/s]

uCo,w

Velocidad recomendada de la fracción de agua [2 m/s]

Areq

Sección transversal requerida de las tuberías [m²]

Areq,S

Sección de tubería necesaria, fracción vapor

Areq,w

Sección de tubería necesaria, fracción de agua

Ejemplo:

TCo = 130 °C Temperatura del condensado antes de la expansión

pCo-tank = 0.2 bar Temperatura del condensado antes de la expansión

xES = 5.0 % Relación calculada del vapor de expansión

̇Co = 1,000 kg/h Caudal másico de condensado

Info sobre Vapor de expansión

 
 
Cálculo

Ejemplo de cálculo para determinar la sección transversal necesaria de la tubería

Areq,S = kgh % kg ⋅ 15 m s 1 h 3,600 s ⋅ ( 1,000 mm 1 m )² = 1,376 mm²


Areq,w = kgh ⋅ ( 1 – 5.0 % ) kg ⋅ 2 m s 1 h 3,600 s ⋅ ( 1,000 mm 1 m )² = 138 mm²


Ejemplo de cálculo para determinar el diámetro nominal necesario de las tuberías

DN ≥
4 π ⋅ ( 1,376 + 138 ) mm²
= 43.9 mm

→ DN 50