Caudal - Flujo: Instalación Placas Orificio para Vapor

28 Septiembre 2009

 

Con mucha frecuencia existen problemas en la medida de vapor por medio de pla­cas de orificio. En la mayoría de las ocasiones, el error en la medida está producido por fallos en la instalación del transmisor, por lo que aquí vamos a contemplar algu­nos conceptos básicos que son fundamentales para que la medida de vapor sea correc­ta.

En el articulo correspondiente a montaje de instrumentos en campo aparecen otros detalles de este tipo de instalación. Aquí se menciona para ver los errores que pueden cometerse si la instalación no es correcta.


Empezaremos por decir que, según L.K. Spink, los elementos básicos para la cone­xión de la placa de orificio al transmisor son los mismos que para medir líquidos, pero existe un problema adicional debido a la diferencia de densidad entre el fluido a medir (vapor), y el líquido que se forma en las tuberías (condensado). En este tipo de monta­je se utilizan potes de condensación para mantener igualada la altura de líquido en las dos cámaras del transmisor, minimizando la diferencia entre ambas. Las tomas de pre­sión en la brida de orificio deben estar localizadas horizontal mente. Por otro lado, sal­vo que por motivos de inaccesibilidad sea imposible, el transmisor debe estar monta­do por debajo de las tomas de conexión a las bridas de orificio.


La Figura abajo muestra una instalación correcta para la medida de vapor, la cual sigue las recomendaciones exigidas para que la medida sea aceptable.


 

 

Tanto con este tipo de montaje como con el de la Figura de mas abajo, los potes de con­densación tienen llena de condensado aproximadamente la mitad inferior, mientras que la mitad superior contiene vapor. Cuando el vapor se condensa, el exceso de con­densado retorna a la tubería, mientras que en sentido contrario se introduce vapor vivo. Por esta razón es necesario que las válvulas de bloqueo sean de plena apertura y las líneas de conexión de suficiente diámetro para permitir el flujo en contracorriente de ambos fluidos, vapor y condensado.

 

Como se ha mencionado anteriormente, los transmisores deben situarse por deba­jo de las bridas de orificio y los potes de condensación deben estar a la misma altura que las tomas de presión. Si la tubería es vertical, ambos potes deben situarse a la altu­ra de la toma superior. En instalaciones donde el medidor deba estar colocado por encima de la tubería, los potes de condensación deben localizarse por encima del transmisor, tal como muestra la Figura abajo. En este caso las tomas de presión deben situarse en la parte superior de la tubería.

 

En resumen, para que en una instalación para la medida de vapor con placa de ori­ficio y potes de condensación no aparezcan errores de medida, debidos a columnas no deseables de condensado, es preciso que se cumpla alguna de las dos condiciones siguientes:

 

Los potes de condensación están a nivel de las tomas de presión, lo cual implica la existencia de unas bridas de orificio con salidas horizontales (Primera Figura).

 

Si los potes de condensación están por encima de las tomas de presión, la insta­lación debe estar hecha de tal manera que garantice la presencia de vapor, sin bolsas de condensado, en las líneas que van de las bridas de orificio a los potes (Segunda Figura).

 

 

Por todo lo expuesto, a veces, con instalaciones como la que aparece en la Figura siguiente no se puede garantizar que la medida sea correcta, porque, aunque los potes de condensación se encuentran situados por encima de las tomas de presión, no existe garantía de que no se formen columnas de condensado en una o en las dos líneas de subida hasta los potes. En este caso se han utilizado bridas de orificio para realizar las tomas de presión, con una inclinación de 45 grados.

Como se ha mencionado anteriormente, las líneas de conexión entre las bridas de orificio y los potes de condensación deben permitir el tráfico en contracorriente de vapor y condensado, por lo que si existe algún tipo de obstrucción en este tramo de tubería, se pueden producir errores en la medida como en el ejemplo que se detalla a continuación:

 

Vamos a suponer que, por cualquier causa, la línea de conexión de alta presión está totalmente llena de condensado y en la de baja presión existe vapor. El transmisor detectará una presión diferencial menor que la correcta al distribuirse las presiones de la forma siguiente:

 

Punto 1. P-H

Punto 2. P-h


Donde:

P = Presión en la toma de alta.

h = Depresión producida por la placa de orificio.

H = Altura entre las tomas de presión y los potes de condensación.

 

 

Según lo anterior, la presión diferencial medida por el transmisor es:

 

AP = (P-H)-(P-h)=h-H

 

 

 

que es H milímetros de columna de agua menor que la que debería ser, midiendo menos de lo que le corresponde.

 

El cálculo se invierte si la rama de baja presión está llena de condensado y la de alta presión está llena de vapor. En este caso la presión diferencial medida por el trans­misor será:

 

AP = P- (P-h-H) =h+H

 

 

 

que es H milímetros de columna de agua mayor que la que debería ser, midiendo más que lo que le corresponde.

 

Cualquier otra situación es perfectamente posible: una o las dos ramas parcial o totalmente llenas de condensado o ambas ramas totalmente llenas de vapor. Como consecuencia de todo lo descrito, el sistema medirá correcta o incorrectamente según sea la situación en las líneas de subida desde las bridas de orificio a los potes de con­densación.

 

 

 

 

47230 Vistas
José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 8 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo a mi email.

Email Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.