Trampas de vapor

Resumen

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Una trampa de vapor es una válvula autocontenida que drena automáticamente el condensado de un recinto que contiene vapor mientras se mantiene hermético al vapor vivo. La mayoría de los diseños también descargan gases no condensables como aire y CO₂.

Misiones principales de cualquier trampa de vapor:

1. Descargar el condensado de manera inmediata y completa.
2. Evitar que el vapor vivo escape del sistema de distribución.
3. Ventilar gases no condensables sin dejar pasar el vapor.

Cuatro familias principales de trampas dominan la práctica industrial: flotador y termostática, balde invertido, termostática bimetálica, y disco termodinámico. El tipo preferido depende del perfil de carga, la presión de operación, la susceptibilidad al golpe de ariete, y si el proceso aguas abajo se modula.

Guía de Selección de Trampas de Vapor

La tabla a continuación resume cómo se comporta cada tipo de trampa en todo el rango de carga y qué sucede cuando falla.

Tipos de Trampas de Vapor

Trampas de Vapor Termostáticas

Existen dos subdiseños—bimetálico y de presión equilibrada. Ambos aprovechan la diferencia de temperatura entre el vapor vivo y el condensado o aire para accionar una válvula.

• Diseño bimetálico — Un elemento lleno de aceite se expande al calentarse, cerrando la válvula contra su asiento. La temperatura de descarga suele ser ajustable entre 60 °C y 100 °C.
• Ventajas — Excelente para purgar grandes cantidades de aire y condensado frío durante el arranque. Buena capacidad de purga de aire a presiones muy bajas.
• Limitaciones — Pobre adaptación a las variaciones de carga típicas de los intercambiadores de calor modulantes. Respuesta retardada a los golpes de condensado. Pobre resistencia al golpe de ariete (las variantes bimetálicas son más resistentes que las de presión equilibrada).
• Modo de fallo — Normalmente falla abierta (desperdicia vapor pero protege el equipo aguas abajo).

Trampas de Vapor de Flotador

Un flotador conectado a una válvula se abre a medida que sube el nivel de condensado, proporcionando una descarga continua y proporcional.

• Ventajas — La mejor opción para intercambiadores de calor modulantes porque se adapta instantáneamente a las cargas variables de condensado. La operación continua conserva energía. Maneja golpes de condensado de inmediato.
• Limitaciones — Relativamente costosa. No es robusta contra el golpe de ariete. Huella física grande en comparación con los diseños termodinámicos. Puede ciclar a altas presiones.
• Modo de fallo — Normalmente falla cerrada (puede causar encharcamiento pero previene la pérdida de vapor).

Trampas de Vapor de Cubeta Invertida

Una cubeta abierta en la parte inferior sube cuando entra el vapor, cerrando la válvula mediante una palanca mecánica. El condensado llena la cubeta, esta se hunde y la válvula se vuelve a abrir.

• Ventajas — Excelente resistencia al golpe de ariete y a la contrapresión alta. Purga aire y CO₂ a temperatura de vapor. Construcción robusta y sencilla.
• Características — Patrón de descarga intermitente. Posible pequeño goteo o fuga de vapor bajo cargas muy ligeras.
• Modo de fallo — Variable—puede fallar abierta o cerrada dependiendo del fallo específico.

Trampas de Disco Termodinámicas

Una válvula de disco opera sobre la diferencia de velocidad entre el vapor y el condensado que fluyen a través de una superficie de asiento plana. El vapor flash bajo el disco lo mantiene cerrado; el condensado lo vuelve a abrir.

• Características — Compacta, ligera y económica. Descarga intermitente. Pobre capacidad para purgar aire a bajas presiones o manejar cargas ligeras.
• Restricción crítica — Nunca debe usarse con intercambiadores de calor modulantes.
• Modo de fallo — Falla abierta.

Tablas de Fuente Original Restauradas

Las siguientes tablas se restauran de la página de fuente original para preservar los datos de referencia completos.

Guía de Selección de Trampas de Vapor

Convertidor de unidades

La página fuente incluía una sección de Convertidor de Unidades. Este convertidor preserva las unidades comúnmente utilizadas al seleccionar trampas a partir de la carga de condensado, presión de vapor y carga de calor.

Notas de Ingeniería

• Ajustar trampa a aplicación. Una trampa termodinámica de disco en un intercambiador de calor modulante cortará y fallará prematuramente. Una trampa de flotador de bola en un drenaje principal de vapor simple a menudo es excesivo.
• El modo de fallo importa. Las trampas de "fallos-abiertos" desperdician vapor pero mantienen el equipo seguro; las trampas de "fallos-cerrados" pueden causar golpe de agua y interrupción del proceso. Elija basándose en qué consecuencia es más tolerable.
• Las cargas de arranque pueden ser un orden de magnitud más grandes que las cargas en funcionamiento debido a tuberías frías y acumulación de aire. Las trampas termostáticas manejan esto bien; los discos termodinámicos no.
• El golpe de agua es una causa principal de fallo mecánico de trampas. Las trampas de cubo invertido lo resisten mejor; las trampas de flotador son las más vulnerables.
• Instalar con un filtro aguas arriba de cualquier trampa para evitar que los desechos ensucien el asiento de la válvula. Las trampas de disco termodinámico son especialmente sensibles a la suciedad.
• Probar trampas regularmente. Las pruebas ultrasónicas o de diferencia de temperatura pueden identificar trampas con fallos abiertos que desperdician energía significativa con el tiempo.

Referencias

• Engineering ToolBox — Trampas de Vapor