TRAMPAS DE VAPOR

¿Qué es una Trampa de Vapor?

• Las trampas de vapor son un tipo de válvula automática

que filtra el condensado (es decir vapor condensado) y

gases no condensables, como lo es el aire, esto sin dejar

escapar al vapor. En la industria, el vapor es regularmente

usado para calentamiento o como fuerza motriz para un

poder mecánico, por lo que se hace necesario.

¿Para qué se usa una trampa de vapor?

• Una trampa de vapor tiene como principales funciones:

• El condensado debe pasar siempre, rápido y completamente através de la trampa para vapor para obtener un mejoraprovechamiento de la energía térmica del vapor.

Drenar condensados:

• El aire y los gases disminuyen el coeficiente de transferencia decalor. Además, se debe tener presente que el O2 y el CO2 causancorrosión.

Eliminar el aire y otros gases:

• No permitir el paso de vapor sino hasta que éste ceda la mayorparte de energía, también las pérdidas de vapor deben ser mínimasmientras se libera vapor condensado, aire y gases.

Evitar pérdidas de vapor:

TRAMPAS DE VAPOR¿Donde se utilizan?

• Las trampas de vapor son ampliamente utilizadas en la industria para diferentesprocesos relacionados con la producción de vapor.

• En los ciclos de potencias de vapor las trampas son utilizadas generalmente enel ciclo Rankine con regeneración. Cuando se extrae vapor de una turbinapara un calentador cerrado de agua de alimentación, y se quiera llevar elfluido a un condensador o a un calentador con rango de presión mas bajo, seutiliza una trampa de vapor, la cual estrangula en fluido a la presión inferior quese quiera llevar.

Esquema de una trampa de vapor

Como en la trampa se

desprecian el intercambio

de calor y el aumento o

perdidas de energía, se

dice que las trampas son

isoentálpicas.

TIPOS DE TRAMPAS DE VAPOR

Tipo Principio de operación

Mecánicas Diferencia de densidades del

vapor y el condensado

Termostáticas: Diferencia de temperatura del

vapor y el condensado

Termodinámicas Cambio de estado que sufre el

condensado

Tomando en base a el principio de operación las trampas se dividen en

tres tipos principales:

TRAMPAS DE VAPOR MECÁNICAS

1. Trampas de Vapor de Flotador

• Son trampas mecánicas de

operación continua, poseen

un flotador que emplea la

densidad del agua y del

vapor para discriminar,

logrando así evacuar el

condensado.

• Entre estas tenemos: trampas

de vapor de flotador libre y

de flotador con palanca.

Usualmente vienen provistas de eliminador de aire, poseen gran capacidad, son

algo voluminosas, pueden verse afectadas por golpe de ariete. Pueden

trabajar con diferenciales de presión pequeños.

Trampas de Flotador Libre

Mejora la eficiencia de calentamientomanteniendo la temperatura delproceso y la calidad de producción.

Este es un tipo muy parecido al mencionado

anteriormente, donde entra el vapor al

cuerpo de la trampa y al comenzar a condensar

hace subir una esfera flotante; la diferencia con el

anterior es que ahora la esfera está conectada a

una palanca, la que a su vez está conectada con

la válvula de salida o drenaje.

Así, cuando el nivel del condensado empieza a

subir también lo hace la válvula de salida, la que

gradualmente descargará el condensado. Al igual

que la trampa de flotador libre ésta mantiene una

descarga continua del condensado.

Una vez terminada la descarga, el flotador baja y

nuevamente se acomoda sobre un asiento,

impidiendo así el escape del vapor.

Uno de los inconvenientes de la trampa de

flotador y palanca, al igual que la trampa de

flotador libre es que en ambas el aire que se

mantiene dentro de la trampa no puede salir por

la válvula de drenaje, por esto a veces se instala

una válvula de escape del aire y gases no

condensables en la parte superior de la trampa.

Trampas de Flotador con Palanca

2. TRAMPA DE BALDE ABIERTO

Se llama así ya que el tipo de baldeestá dentro del cuerpo de la trampa,con su parte abierta hacia arriba.

Este balde flotará con elcondensado cuando permanezcavacío, pero caerá por su pesocuando esté lleno de condensado.Una vez que entra el flujo decondensado, éste poco a poco irállenando el espacio bajo el balde,con esto el balde comenzará a subiry la válvula se cerrará. Comoaumenta el nivel de condensadoéste comenzará a llenar el interior delbalde, que debido al peso, tenderáa bajar, abriendo la válvula. Asímismo la presión ejercida por elvapor empujará el condensado porla guía de la varilla de la válvula,descargando el condensado hastaque nuevamente el balde puedaflotar.

3. TRAMPAS DE VAPOR DE BALDE INVERTIDO

• Operación:

Principales características:

• Excelente para trabajar en procesos con compresión constante o casi constante.

• No hay fugas de vapor vivo en operación normal.

• El tiempo de vida útil de la trampa es alto.

• Es muy resistente a los golpes de ariete.

• La suciedad de acumula en el fondo de la trampa y puede ser descargada en la apertura.

TRAMPAS DE VAPOR TERMOSTÁTICAS

Estás retienen el fluido hasta que se

enfría una parte del mismo,permaneciendo cerrada la válvula

principal y evitando que aparezcan

pérdidas. Desafortunadamente, esto

puede causar inundaciones en los

equipos, lo que reduce la

capacidad de calentamiento en

incrementar el consumo de vapor

necesario para lograr la temperatura

deseada; este consumo adicionalde energía se atribuye a la

operación de la trampa de vapor.

Forma de operación

• Al arranque, el condensador y el aire son empujados por el

vapor directamente a través de la trampa.

El elemento de fuelle termostático está completamente

contraído y la válvula permanece abierta hasta que el vapor

llega a la trampa.

• Cuando la temperatura dentro de la trampa se

incrementa, el elemento de fuelle se calienta

rápidamente, y la presión del vapor dentro de

él se incrementa. Cuando la presión dentro

del fuelle es igual a la presión en el cuerpo de

la trampa, la característica elástica del fuelle

resulta en que éste se expanda, cerrando la

válvula.

• Cuando la temperatura en las trampas se

reduce unos cuantos grados debajo de la

temperatura de vapor saturado, se produce un

desbalance en las presiones que contraen el

fuelle, con lo que se abre nuevamente la

válvula.

• Una caída de temperatura, causada por el

condensado o los gases no-condensados,

enfría y reduce la presión dentro del fuelle,

permitiendo al fuelle despegarse del asiento

de la válvula.

Principales características

• Puede trabajar en los procesos con presión constante omodulante.

•La descarga del condensado y/o aire (gases no-condensables)es intermitente

•No hay fugas de vapor vivo, ya que trabaja por temperatura

•El tiempo de vida útil es bueno

•Cuando existe contra-presión en la línea de retorno, la trampapuede quedar abierta

•La suciedad puede obstruir los orificios de descarga

•No resiste los golpes de ariete

•Abre solamente cuando el condensado está subenfriado haypresencia de aire y gases no condensables en la línea.

TRAMPAS DE VAPOR TERMODINÁMICAS

Estas pierden algo de vapor en condiciones de baja carga. El

condensador, a una temperatura cercana a la del vapor, produce

vapor instantáneo o flash que al salir por el orificio causa que la

trampa cierre.

Forma de operación

• Al arrancar, el condensador y el aire entran a la trampa y

pasan por la cámara de calentamiento, alrededor de la

cámara de control, y a través de los orificios de entrada. Este

flujo supera el disco de los orificios y permite que el

condensador fluya por los conductos de salida.

• El vapor ingresa por los conductos de entrada y fluye hasta

debajo del disco de control. La velocidad de flujo a lo largo de

la cara del disco se incrementa, produciéndose un reducción en

la presión que jala al disco hacia al asiento, cerrando la trampa.

• El disco se apoya en las dos caras concéntricas del asiento,

cerrando los conductos de entrada atrapando el vapor y

condensando arriba del disco. Hay una purga que controla el

flash en la cámara de control, para ayudar a mantener la

presión arriba del disco se reduce, la presión a la entradasepara el disco de su asiento si existe condensado, se descarga

y básicamente se repite el ciclo.

Principales características

• Puede trabajar en procesos con presión constante o

modulada

• La descarga del condensador en intermitente.

• Hay fugas de vapor vivo cuando hay condensado.

• El tiempo de vida útil es muy bajo por su naturaleza de

operación.

• Cuando existe contra-presión en la línea de retorno,

puede quedarse cerrada.

• La suciedad puede obstruir los orificios de descarga.

• Resiste golpes de ariete.

• No reconoce la presencia de condensador en la línea.