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Curso Diseño de Reactores Primera Parte
ChemEng IQA
Breve introducción del curso de diseño de reactores. Se incluyen los temas típicos que se llevan en un curso de ingeniería o diseño de reactores.
Breve descripción de los reactores más utilizados en la ingeniería química. Reactor por lotes (Batch), Reactor de mezcla perfecta (CSTR), Reactor de flujo tapón (PFR), Reactor de cama empacada (PBR).
Explicación del termino de velocidad de reacción "-ra". ¿Qué tan rápido se está consumiendo la especia A en dicho volumen?
Explicación del termino de velocidad de reacción "-ra". ¿Qué tan rápido se está consumiendo la especia A en dicho volumen?
Fuente video: ChemEng IQA
Scienco Flocron Liquid Injection Systems Bio Microbics
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SCIENCO® FloCRON® Liquid Dispensing Injection System provides economic, accurate and reliable dispensing equipment for industrial and food processing markets. The SCIENCO® FloCRON® is designed to dispense a pre-set amount of viscous liquid into individual cans, jars, pouches, or bottles during the filling process. SCIENCO® FloCRON® applications are primarily determined by line speed, container opening, amount of liquid dispensed and product viscosity.
Fuente: BioMicrobics
Sistema Detector Electrónico de Arrastres MODELO MTS-95 (S.D.E.D.A.)
Tecnología Azucarera
- Respuesta inmediata ante la presencia de un arrastre
- Protección total para el sistema de calderas
- Máximo aprovechamiento del condensado de recuperación
- Considerable disminución del gasto de combustible
- Menor impacto ambiental de la fábrica de azúcar
El S.D.E.D.A. es un sistema diseñado exclusivamente para su uso en la industria azucarera, con el fin de automatizar el control de los condensados de retorno que se utilizan en la alimentación de las calderas.
Este instrumento fue desarrollado ante la necesidad de disponer de un sistema de control simple, práctico y confiable que protegiese las calderas del peligro latente que significan los arrastres de azúcar y, a su vez, que permitiese utilizar los condensados sin ningún riesgo.
Este instrumento fue desarrollado ante la necesidad de disponer de un sistema de control simple, práctico y confiable que protegiese las calderas del peligro latente que significan los arrastres de azúcar y, a su vez, que permitiese utilizar los condensados sin ningún riesgo.
Si se toma en consideración que aproximadamente el 70% del peso de la caña de azúcar es agua y si se contabiliza este peso, transportado desde el campo hasta el trapiche, y se suma el costo de la energía necesaria para separar dicha agua del azúcar, se establece que el agua caliente obtenida después de la evaporación representa un valioso sub-producto de la caña de muy importante valor económico. Por lo tanto, su recuperación y utilización en la alimentación de las calderas aporta una importantísima economía de agua y de combustible y por ende, una significativa reducción en el costo de la generación de energía.
Hasta la llegada del S.D.E.D.A. al mercado en el año 1960, para el control de los condensados se utilizaba el método manual con α-Naftol. Desafortunadamente, este método no es muy seguro dado que su eficacia depende de la frecuencia con que se realicen los análisis. Además, es imposible conocer el momento exacto en que se producirá un arrastre y, por ende, tampoco se puede conocer el momento en que termina. En consecuencia, con este análisis manual no se podía evitar que se contaminen las calderas y tampoco se podía aprovechar todo el caudal de condensado puro porque la mayoría de las veces se mantenía el caudal desviado innecesariamente.
El S.D.E.D.A. asegura una respuesta instantánea en presencia de un arrastre de azúcar, característica ésta de vital importancia para la protección de las calderas, que se hace relevante, por ejemplo, cuando se produce la rotura de la calandria de un calentador de jugo; aquí el arrastre será tan rápido y violento que sólo se podrá detener con un sistema de control automático.
La importancia del S.D.E.D.A. quedó de manifiesto cuando se comprobó que por su capacidad de selección automática de los condensados se aprovechaba todo el condensado puro producido y se desviaba el contaminado. Esto se traduce en dos importantes beneficios económicos para la industria azucarera: primero, quedan protegidas las calderas del peligro que significa el ingreso de azúcar en su seno, con lo que se evitan posibles paradas de la molienda y, a su vez, una significativa reducción en el costo de mantenimiento, tanto de las calderas como de todo el equipamiento asociado; segundo, este sistema hace posible la alimentación de las calderas con condensado, que es agua de alta calidad obtenida por destilación y, a su vez, la alta temperatura del mismo permite recuperar gran parte de la energía que se utilizó en los calentadores y evaporadores. Esto representa un muy importante ahorro de dinero que incide significativamente en un menor costo final en la fabricación del azúcar.
El S.D.E.D.A. se ha convertido en un elemento indispensable en las fábricas donde está instalado por la seguridad y economía que su uso aporta. Es un bien de capital que, por las características mencionadas, se amortiza rápidamente. Se ha comprobado en fábricas de la Argentina, donde utilizan como combustible gas natural o petróleo, que con nuestro S.D.E.D.A. se economiza casi el 11% del combustible.
En esta figura se muestra una propuesta clásica de instalación del S.D.E.D.A. que cubre el control del condensado de una fábrica:
Hasta la llegada del S.D.E.D.A. al mercado en el año 1960, para el control de los condensados se utilizaba el método manual con α-Naftol. Desafortunadamente, este método no es muy seguro dado que su eficacia depende de la frecuencia con que se realicen los análisis. Además, es imposible conocer el momento exacto en que se producirá un arrastre y, por ende, tampoco se puede conocer el momento en que termina. En consecuencia, con este análisis manual no se podía evitar que se contaminen las calderas y tampoco se podía aprovechar todo el caudal de condensado puro porque la mayoría de las veces se mantenía el caudal desviado innecesariamente.
El S.D.E.D.A. asegura una respuesta instantánea en presencia de un arrastre de azúcar, característica ésta de vital importancia para la protección de las calderas, que se hace relevante, por ejemplo, cuando se produce la rotura de la calandria de un calentador de jugo; aquí el arrastre será tan rápido y violento que sólo se podrá detener con un sistema de control automático.
La importancia del S.D.E.D.A. quedó de manifiesto cuando se comprobó que por su capacidad de selección automática de los condensados se aprovechaba todo el condensado puro producido y se desviaba el contaminado. Esto se traduce en dos importantes beneficios económicos para la industria azucarera: primero, quedan protegidas las calderas del peligro que significa el ingreso de azúcar en su seno, con lo que se evitan posibles paradas de la molienda y, a su vez, una significativa reducción en el costo de mantenimiento, tanto de las calderas como de todo el equipamiento asociado; segundo, este sistema hace posible la alimentación de las calderas con condensado, que es agua de alta calidad obtenida por destilación y, a su vez, la alta temperatura del mismo permite recuperar gran parte de la energía que se utilizó en los calentadores y evaporadores. Esto representa un muy importante ahorro de dinero que incide significativamente en un menor costo final en la fabricación del azúcar.
El S.D.E.D.A. se ha convertido en un elemento indispensable en las fábricas donde está instalado por la seguridad y economía que su uso aporta. Es un bien de capital que, por las características mencionadas, se amortiza rápidamente. Se ha comprobado en fábricas de la Argentina, donde utilizan como combustible gas natural o petróleo, que con nuestro S.D.E.D.A. se economiza casi el 11% del combustible.
En esta figura se muestra una propuesta clásica de instalación del S.D.E.D.A. que cubre el control del condensado de una fábrica:
Fuente:
Complete Milk Factory GEA
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GEA Process Engineering is a specialist in the process of turning dairy products into a variety of powder types. We have years of experience in the business of milk powder plants, which guarantees our customers process solutions based upon comprehensive know-how in milk technology. Recognized as an international leader in milk powder technology, GEA Process Engineering is always setting the trend in process engineering and plant design. Our plants are designed to meet individual requirements depending on product testing and process evaluation while complying with the strictest criteria for hygiene and safety.The complete process handled by GEA Process Engineering will typically include milk reception and pre-treatment, membrane filtration, evaporation, spray drying, powder handling and storage and powder packing
Fuente: GEA Group
ReCyclone® System Industrial Equipment
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ReCyclones are the most efficient cyclone systems worldwide for particulate matter emisson control and powder recovery from gas streams.
A Mechanical ReCyclone (ReCyclone MH) is made up of a Hurricane (high efficiency cyclone) with a particle separator (straightthrough cyclone), placed downstream of the cyclone -- called the "recirculator".
The main purpose of the recirculator is to reintroduce the fine uncaptured particles into the cyclone after they have been driven to the outer walls of the recirculator by centrifugal forces. While this tangential gas stream is enriched in particles, the axial gas stream exhaust to the stack is practically invisible.
Recirculation is achieved through an additional fan or a venturi.
The main purpose of the recirculator is to reintroduce the fine uncaptured particles into the cyclone after they have been driven to the outer walls of the recirculator by centrifugal forces. While this tangential gas stream is enriched in particles, the axial gas stream exhaust to the stack is practically invisible.
Recirculation is achieved through an additional fan or a venturi.
Since the recirculation system only serves the purpose of dust concentration, the particles are exclusively collected in the cyclone and the need for moving parts is thus avoided.
Efficiency increases due to recirculation and agglomeration of very small particles with larger ones coming directly from the process. A ReCyclone MH decreases emissions of best cyclones in the market by 75%.
As other cyclone systems, ReCyclones MH are very robust, do not have temperature limitations and do not have moving parts which need to be frequently changed.
ReCyclone EH
Finally, recent adoption of electrostatic recirculation in the same cyclone system has successfully proven to further reduce particle emissions, even in the [1;5] μm particle size range, assuring future regulation compliance, particularly where legal limits are very tight, with the objective of bag filter redundancy.
A dc high voltage is applied to the concentrator, allowing the recirculation of very fine nanometric particles, more resistant to centrifugal forces, to the cyclone collector.
After having been separated in the recirculator and concentrated in the recirculation flow, electrically charged fine particles are attracted by the cyclone walls, while agglomerating with larger particles entering the system -- both promoting their easier capture.
Since particles are not captured on the walls of the recirculator, contrary to ESPs, ReCyclones EH are immune to either low or high dust electrical resistivity and the HV required power is only 10 to 15 % of that used in ESPs.
Electrostatic reciculation for fine particle capture was the winner of the Portuguese Environmental Press Award in 2008 and Nominee for the European Environmental Press Award 2008.
Applications include particulate matter (PM) emission control in boilers and furnaces and powder recovery in the pharmaceutical, food and chemical industries.
Efficiency increases due to recirculation and agglomeration of very small particles with larger ones coming directly from the process. A ReCyclone MH decreases emissions of best cyclones in the market by 75%.
As other cyclone systems, ReCyclones MH are very robust, do not have temperature limitations and do not have moving parts which need to be frequently changed.
ReCyclone EH
Finally, recent adoption of electrostatic recirculation in the same cyclone system has successfully proven to further reduce particle emissions, even in the [1;5] μm particle size range, assuring future regulation compliance, particularly where legal limits are very tight, with the objective of bag filter redundancy.
A dc high voltage is applied to the concentrator, allowing the recirculation of very fine nanometric particles, more resistant to centrifugal forces, to the cyclone collector.
After having been separated in the recirculator and concentrated in the recirculation flow, electrically charged fine particles are attracted by the cyclone walls, while agglomerating with larger particles entering the system -- both promoting their easier capture.
Since particles are not captured on the walls of the recirculator, contrary to ESPs, ReCyclones EH are immune to either low or high dust electrical resistivity and the HV required power is only 10 to 15 % of that used in ESPs.
Electrostatic reciculation for fine particle capture was the winner of the Portuguese Environmental Press Award in 2008 and Nominee for the European Environmental Press Award 2008.
Applications include particulate matter (PM) emission control in boilers and furnaces and powder recovery in the pharmaceutical, food and chemical industries.
Fuente: Pedroriaraujo
Lavadores de Gases Scrubbers
Los Lavadores de Gases son equipos empleados en la industria para remover Partículas, Gases y Olores en forma simultánea combinando los gases de proceso con un medio líquido para la remoción de las emisiones.
Son ideales para el manejo de gases muy calientes, húmedos, corrosivos y explosivos. Su costo de adquisición es menor al de otro tipo de colectores industriales y ocupan muy poco espacio. Son ideales para calderas, hornos de fundición, hornos de secado e incineradores y se aplica en la minería, industria química, industria alimenticia, siderúrgicas, hospitales y crematorios.
Fuente: Aralco25 | EnvitechAJO | Keiouniversity | Jackperson5 | EnvitechAJO | Dolphinblowers
Válvulas de Control 30 Consejos para su Selección
O. Rosado Ott
30 consejos o recordatorios a tener en cuenta a la hora de seleccionar una válvula de control. El orden en el que aparecen los consejos no guarda relación con su importancia.
➤ Número 1: ¡Las válvulas de control no son herméticas!. En las aplicaciones que requieren un cierre total, el proporcionado por la válvula de control no es suficiente, porque, como se puede ver en la Tabla 1, éstas no cierran herméticamente.
➤ Número 2: Una válvula Clase VI (sello blando) difícilmente mantendrá su clase cuando es usada para control debido al desgaste natural por uso.
➤ Número 3: Se debe tener especial cuidado en la selección de “trims” con agujeros o pasos pequeños en la jaula, dada la posibilidad de taponamiento, bien sea por atascamiento de partículas o por incrustaciones en los orificios originados por precipitaciones (por ejemplo, los carbonatos disueltos en agua). Algunas jaulas en válvulas de 2 a 4 pulgadas tienen orificios menores a ¼ pulgada (Fig. 1) por lo que evaluar el porcentaje de sólidos, la granulometría de los mismos, la composición físico-química del fluido es importante.
➤ Número 4: Control de daños por flashing
➤ Número 7: Para el dimensionamiento y selección de válvulas de control que manejan petróleo crudo, cuando no se tiene certeza de la presión critica (Pc) y la presión de vapor (Pv), es aconsejable utilizar las Pc y Pv del agua, ya que en la mayoría de los casos queda en el lado conservador (dPproceso < dPchoque)
➤ Número 8: La ubicación de la guía del vástago (u obturador) y su tamaño (si la guía es masiva o un simple buje) determina la resistencia de la válvula al diferencial de presión (dP). Mientras más abajo esté ubicada y más masiva sea la guía, más dP resiste la válvula. El interno tipo jaula es el tipo de guía más masivo que existe en válvulas de control, por lo que son utilizadas en aplicaciones con altos dP
➤ Número 9: Debido a la fuerza total sobre el asiento, las válvulas de control desbalanceadas se vuelven no prácticas a medida que aumenta el tamaño y la presión
➤ Número 10: En las válvulas balanceadas hay que tener presente que por el sello de la jaula se pueden presentar fugas, adicionales a las del asiento. La evaluación técnica de ofertas debe analizar la tecnología del sello y los materiales empleados en el mismo
➤ Número 11: Las válvulas tipo jaula no son recomendadas para fluidos viscosos y/o sucios, ya que terminan atascándose
➤ Número 12: Para aplicaciones de fluidos corrosivos, la jaula es la última opción, ya que tiene mucho metal expuesto en sus internos
➤ Número 13: Las válvulas de jaula son más costosas y pesadas que el resto de tipos de válvulas de control
➤ Número 14: Las válvulas de obturador son todas desbalanceadas, pero superan en aplicación a las de jaula desbalanceada. Si la aplicación permite una válvula desbalanceada, es preferible colocar una válvula de obturador que una jaula desbalanceada
➤ Número 15: En general, para las válvulas de vástago deslizante las opciones a analizar serían, en orden de preferencia (salvo lo indicado en los puntos anteriores):
➤ Número 17: El costo del obturador de las de doble obturador representa el 30 % del costo total de la válvula
➤ Número 18: En aplicaciones con fluidos corrosivos no se deben utilizar válvulas con internos roscados. Para este tipo de aplicación las válvulas de tipo cuerpo dividido (split body) son la mejor opción (Fig. 6)
➤ Número 19: En orden de preferencia, la selección en función de la retención del asiento sería:
➤ Número 21: Todos los dispositivos antirruidos están basados en la relación dP/P1. Para dP/P1 hasta 0.5, se requiere de una sola etapa; para dP/P1 entre 0.5 y 0.7, se requieren dos etapas de dispositivos antirruidos
➤ Número 22: El ruido en las válvulas no es más que una disipación de energía a través de las mismas. Además de traer repercusiones sobre la salud (dependiendo de su intensidad y tiempo de exposición), también produce daños mecánicos a la válvula y sus accesorios
➤ Número 23: Un nivel de ruido superior a los 110 dB implica una energía tal que produce daños no predecibles a la válvula, a las tuberías y/o a los accesorios. El uso de recubrimientos o atenuadores de ruido solventaría el problema desde el punto de vista ambiental, pero no de la integridad de la válvula
➤ Número 24: El ruido se puede predecir hasta velocidades de 0.3 Mach. Más allá de este valor no se puede aplicar el estándar para su predicción. Cuando la velocidad de salida del fluido será mayor a 0.3, se le debe exigir al fabricante mostrar el nivel de ruido esperado en función del factor de corrección por velocidad. En caso de que este factor no sea aplicado, el nivel de ruido real podría superar hasta en 25 dB el nivel de ruido mostrado en el cálculo
➤ Número 25: Como regla general, dos válvulas con niveles de ruido iguales producen un incremento de ruido de 3dB. Si, en cambio, una válvula tiene un nivel de ruido 10 dB mayor que otra adyacente, el nivel de ruido resultante es básicamente el de la primera válvula
➤ Número 26: Las válvulas de obturador excéntrico poseen la misma “rangoabilidad” de las de globo, pero con la ventaja que son más económicas
➤ Número 27: Las válvulas de control tipo bola ofrecen una “rangoabilidad” aproximadamente diez veces mayor que la de una válvula de vástago deslizante o una de obturador excéntrico, pero con una menor controlabilidad
➤ Número 28: En aplicaciones erosivas se recomienda válvulas de ángulo con flujo en dirección para cerrar (Fig. 7), preferiblemente con “trim” reducido, de manera que la misma opere mas abierta, lo que orienta el fluido más hacia el centro de la tubería, alejándolo de las paredes de la misma
➤ Número 29: Otra alternativa es colocar un extensor con sus paredes reforzadas para soportar la erosión. Finalmente, se debe considerar el uso de ampliaciones en la tubería como forma de disminuir la velocidad del flujo y evitar el contacto de la corriente erosiva con las paredes de la tubería
➤ Número 30: La utilización de válvulas de obturador rotativo con la dirección flujo para cerrar (Fig. 8) produce la vena contracta fuera de la válvula. En aplicaciones de posible situación de cavitación se puede colocar un carrete de sacrificio de mayor espesor de tubería (Schedule) aguas abajo de la válvula.
- El daño es similar al causado por la erosión originada por un fluido bifásico (vapor-líquido; por ejemplo, vapor de agua)
- El flashing ocurre durante un tiempo finito, por lo que el daño se extiende sobre una gran área (Fig. 2)
- El daño por flashing se observa en válvulas y tuberías de acero al carbón
- El daño puede ser reducido al mejorar los materiales de las válvulas y tuberías o al reducir el ángulo de impacto (ejemplo, válvulas de ángulo)
- Orificios restrictores pueden ser usados para incrementar la presión P2 (Fig. 3) y prevenir la ocurrencia de “flashing” en la válvula (aunque el “flashing” aparecerá aguas abajo del orificio de restricción, pudiendo afectar la tubería)
- Trim de la válvula < 0.002” por año
- Cuerpo de la válvula < 0.02” por año
➤ Número 7: Para el dimensionamiento y selección de válvulas de control que manejan petróleo crudo, cuando no se tiene certeza de la presión critica (Pc) y la presión de vapor (Pv), es aconsejable utilizar las Pc y Pv del agua, ya que en la mayoría de los casos queda en el lado conservador (dPproceso < dPchoque)
➤ Número 8: La ubicación de la guía del vástago (u obturador) y su tamaño (si la guía es masiva o un simple buje) determina la resistencia de la válvula al diferencial de presión (dP). Mientras más abajo esté ubicada y más masiva sea la guía, más dP resiste la válvula. El interno tipo jaula es el tipo de guía más masivo que existe en válvulas de control, por lo que son utilizadas en aplicaciones con altos dP
➤ Número 9: Debido a la fuerza total sobre el asiento, las válvulas de control desbalanceadas se vuelven no prácticas a medida que aumenta el tamaño y la presión
➤ Número 10: En las válvulas balanceadas hay que tener presente que por el sello de la jaula se pueden presentar fugas, adicionales a las del asiento. La evaluación técnica de ofertas debe analizar la tecnología del sello y los materiales empleados en el mismo
➤ Número 11: Las válvulas tipo jaula no son recomendadas para fluidos viscosos y/o sucios, ya que terminan atascándose
➤ Número 12: Para aplicaciones de fluidos corrosivos, la jaula es la última opción, ya que tiene mucho metal expuesto en sus internos
➤ Número 13: Las válvulas de jaula son más costosas y pesadas que el resto de tipos de válvulas de control
➤ Número 14: Las válvulas de obturador son todas desbalanceadas, pero superan en aplicación a las de jaula desbalanceada. Si la aplicación permite una válvula desbalanceada, es preferible colocar una válvula de obturador que una jaula desbalanceada
➤ Número 15: En general, para las válvulas de vástago deslizante las opciones a analizar serían, en orden de preferencia (salvo lo indicado en los puntos anteriores):
- Válvula de obturador
- Válvula de jaula desbalanceada
- Válvula de jaula balanceada
➤ Número 17: El costo del obturador de las de doble obturador representa el 30 % del costo total de la válvula
➤ Número 18: En aplicaciones con fluidos corrosivos no se deben utilizar válvulas con internos roscados. Para este tipo de aplicación las válvulas de tipo cuerpo dividido (split body) son la mejor opción (Fig. 6)
➤ Número 19: En orden de preferencia, la selección en función de la retención del asiento sería:
- Válvula de cuerpo dividido (el cuerpo aprisiona el asiento)
- Válvula con asiento retenido por jaula
- Válvula con asiento retenido por algún mecanismo o dispositivo
- Válvula con asiento roscado
➤ Número 21: Todos los dispositivos antirruidos están basados en la relación dP/P1. Para dP/P1 hasta 0.5, se requiere de una sola etapa; para dP/P1 entre 0.5 y 0.7, se requieren dos etapas de dispositivos antirruidos
➤ Número 22: El ruido en las válvulas no es más que una disipación de energía a través de las mismas. Además de traer repercusiones sobre la salud (dependiendo de su intensidad y tiempo de exposición), también produce daños mecánicos a la válvula y sus accesorios
➤ Número 23: Un nivel de ruido superior a los 110 dB implica una energía tal que produce daños no predecibles a la válvula, a las tuberías y/o a los accesorios. El uso de recubrimientos o atenuadores de ruido solventaría el problema desde el punto de vista ambiental, pero no de la integridad de la válvula
➤ Número 24: El ruido se puede predecir hasta velocidades de 0.3 Mach. Más allá de este valor no se puede aplicar el estándar para su predicción. Cuando la velocidad de salida del fluido será mayor a 0.3, se le debe exigir al fabricante mostrar el nivel de ruido esperado en función del factor de corrección por velocidad. En caso de que este factor no sea aplicado, el nivel de ruido real podría superar hasta en 25 dB el nivel de ruido mostrado en el cálculo
➤ Número 25: Como regla general, dos válvulas con niveles de ruido iguales producen un incremento de ruido de 3dB. Si, en cambio, una válvula tiene un nivel de ruido 10 dB mayor que otra adyacente, el nivel de ruido resultante es básicamente el de la primera válvula
➤ Número 26: Las válvulas de obturador excéntrico poseen la misma “rangoabilidad” de las de globo, pero con la ventaja que son más económicas
➤ Número 27: Las válvulas de control tipo bola ofrecen una “rangoabilidad” aproximadamente diez veces mayor que la de una válvula de vástago deslizante o una de obturador excéntrico, pero con una menor controlabilidad
➤ Número 28: En aplicaciones erosivas se recomienda válvulas de ángulo con flujo en dirección para cerrar (Fig. 7), preferiblemente con “trim” reducido, de manera que la misma opere mas abierta, lo que orienta el fluido más hacia el centro de la tubería, alejándolo de las paredes de la misma
➤ Número 29: Otra alternativa es colocar un extensor con sus paredes reforzadas para soportar la erosión. Finalmente, se debe considerar el uso de ampliaciones en la tubería como forma de disminuir la velocidad del flujo y evitar el contacto de la corriente erosiva con las paredes de la tubería
➤ Número 30: La utilización de válvulas de obturador rotativo con la dirección flujo para cerrar (Fig. 8) produce la vena contracta fuera de la válvula. En aplicaciones de posible situación de cavitación se puede colocar un carrete de sacrificio de mayor espesor de tubería (Schedule) aguas abajo de la válvula.
Fuente: Alcion Web: Artículos
Turbinas de Vapor Tecnología Azucarera
Álvaro Cueva Urgiles, Luis Molina Idrovo, José Matute Fernández
La turbina de vapor es una máquina de fluido en la que la energía de éste pasa al eje de la máquina saliendo el fluido de ésta con menor cantidad de energía. La energía mecánica del eje procede en la parte de la energía mecánica que tenía la corriente y por otra de la energía térmica disponible transformada en parte en mecánica por expansión. Esta expansión es posible por la variación del volumen específico del fluido que evoluciona en la máquina.
El trabajo disponible en la turbina es igual a la diferencia de entalpia entre el vapor de entrada a la turbina y el de salida.
TIPOS DE TURBINAS DE VAPOR
Las turbinas de vapor son turbo máquinas en las que sólo se efectúa el proceso de expansión. Si bien existen turbinas a vapor del tipo radial, la inmensa mayoría son del tipo axial. El fluido de trabajo es comúnmente el vapor de agua, por obvias razones económicas y técnicas. En comparación con otras máquinas (alternativas a vapor, de combustión interna) ofrecen una mayor relación potencia/tamaño. Se las puede clasificar según el salto térmico y según el principio operativo. Según el salto térmico se las separa en:
Turbinas de condensación: son las de mayor tamaño, utilizadas en centrales térmicas. La presión de descarga puede ser inferior a la atmosférica debido a la condensación del vapor de salida.
Turbinas de descarga atmosférica: son generalmente de baja potencia, antieconómicas si utilizan agua tratada. No utilizan condensador de salida.
Turbinas de contrapresión: se utilizan como expansoras para reducir la presión del vapor generando al mismo tiempo energía. Descargan el vapor a una presión aún elevada, para ser utilizado en procesos industriales.
OPERACIÓN DE LA TURBINA
La forma más común de operar una turbina de vapor es mediante reguladores hidráulicos-mecánicos como se puede apreciar en la figura siguiente:
El objetivo del regulador es controlar el flujo de vapor que entra a la turbina a través de una válvula la cual es controlada por un pistón, la posición de la válvula determina la velocidad a la que va a operar la turbina.
Las necesidades de automatización exigen controles más finos. El regulador PGWoodward tiene un sistema compensador y un cilindro de potencia o también llamado servomotor, en dicho regulador la fuerza desarrollada por los contrapesos se transmite por medio de presión de aceite hacia un pistón de potencia que mueve la válvula del regulador.
La ventaja de este sistema es que solo requiere una pequeña cantidad de fuerza para mover la válvula piloto, lo que contrasta con la gran cantidad de fuerza mecánica necesaria en un sistema de acción directa. La velocidad es regulada a través de una perrilla externa.
EFICIENCIA MECANICA
La importancia de la eficiencia de la turbina de vapor ha seguido creciendo durante la última década. En la actualidad, no existe una turbina de acción pura. Los fabricantes están utilizando una combinación de características de diseño de reacción y acción con el fin de mejorar todavía más la eficiencia de la turbina.
TIPOS DE TURBINAS DE VAPOR
Las turbinas de vapor son turbo máquinas en las que sólo se efectúa el proceso de expansión. Si bien existen turbinas a vapor del tipo radial, la inmensa mayoría son del tipo axial. El fluido de trabajo es comúnmente el vapor de agua, por obvias razones económicas y técnicas. En comparación con otras máquinas (alternativas a vapor, de combustión interna) ofrecen una mayor relación potencia/tamaño. Se las puede clasificar según el salto térmico y según el principio operativo. Según el salto térmico se las separa en:
Turbinas de condensación: son las de mayor tamaño, utilizadas en centrales térmicas. La presión de descarga puede ser inferior a la atmosférica debido a la condensación del vapor de salida.
Turbinas de descarga atmosférica: son generalmente de baja potencia, antieconómicas si utilizan agua tratada. No utilizan condensador de salida.
Turbinas de contrapresión: se utilizan como expansoras para reducir la presión del vapor generando al mismo tiempo energía. Descargan el vapor a una presión aún elevada, para ser utilizado en procesos industriales.
OPERACIÓN DE LA TURBINA
La forma más común de operar una turbina de vapor es mediante reguladores hidráulicos-mecánicos como se puede apreciar en la figura siguiente:
El objetivo del regulador es controlar el flujo de vapor que entra a la turbina a través de una válvula la cual es controlada por un pistón, la posición de la válvula determina la velocidad a la que va a operar la turbina.
Las necesidades de automatización exigen controles más finos. El regulador PGWoodward tiene un sistema compensador y un cilindro de potencia o también llamado servomotor, en dicho regulador la fuerza desarrollada por los contrapesos se transmite por medio de presión de aceite hacia un pistón de potencia que mueve la válvula del regulador.
La ventaja de este sistema es que solo requiere una pequeña cantidad de fuerza para mover la válvula piloto, lo que contrasta con la gran cantidad de fuerza mecánica necesaria en un sistema de acción directa. La velocidad es regulada a través de una perrilla externa.
EFICIENCIA MECANICA
La importancia de la eficiencia de la turbina de vapor ha seguido creciendo durante la última década. En la actualidad, no existe una turbina de acción pura. Los fabricantes están utilizando una combinación de características de diseño de reacción y acción con el fin de mejorar todavía más la eficiencia de la turbina.
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