Una medición ideal de la calidad de vapor debe llevarse a cabo mediante el uso de un calorímetro de estrangulamiento y los cálculos de vapor. Lamentablemente, la mayoría de las plantas industriales no tienen la capacidad de realizar pruebas tan rigurosas para medir la calidad del vapor. Sin embargo, existe otra manera de medir la calidad del vapor basándose en los fundamentos del vapor de agua.
El vapor saturado es un gas seco e invisible, que solamente se hace visible en presencia de aire o líquido arrastrado. Es por ello, que cuando se abre una válvula y se libera vapor a la atmósfera se puede medir visualmente la calidad de vapor en el sistema, siendo esta una prueba rutinaria y obligatoria para medir la calidad del vapor en una planta industrial. Si el vapor es apenas percibido visualmente, estamos ante una calidad del vapor aceptable.
En caso contrario, que se aprecie visualmente gran cantidad de vapor, estamos ante una calidad de vapor inaceptable para el proceso
Como podemos notar, es una simple prueba que puede evitar inconvenientes y daños en los equipos que forman parte de los sistemas de vapor industrial y que no lleva apenas tiempo en realizar, por lo que debe ser adoptado como una prueba de rutina en las inspecciones diarias de estos sistemas de vapor.
Si el vapor es apenas percibido visualmente, estamos ante una calidad del vapor aceptable, como podemos ver en la siguiente imagen:
En caso contrario, que se aprecie visualmente gran cantidad de vapor, estamos ante una calidad de vapor inaceptable para el proceso.
Calorímetros de vapor
El calorímetro de vapor es el dispositivo de medición utilizado para estimar la humedad del vapor. Actualmente, estos dispositivos son de la modalidad de estrangulamiento. Entre los principales calorímetros de vapor, tenemos:
Calorímetro de estrangulamiento
En este tipo de calorímetro el vapor fluye desde la línea de vapor principal vertical a través de la boquilla de muestreo. El vapor fluye alrededor de la primera copa del termómetro de medición, luego pasa a través de un orificio de 1/8 de pulgada en un disco entre dos bridas, alrededor de la segunda copa del termómetro de medición y luego se libera a la atmósfera.
El instrumento y todas las tuberías y accesorios que conducen al calorímetro de estrangulamiento deben estar completamente aislados para disminuir la pérdida de energía que puede afectar a la medición. El pequeño orificio puede tener problemas con el material corrosivo que fluye a través del dispositivo de medición. Por lo tanto, una filtración adecuada del vapor debe formar parte del sistema de medición. La tubería de vapor de descarga debe ser corta para evitar cualquier contrapresión por debajo de la zona del disco y causar un error en la medición.
Calorímetro de estrangulamiento compacto
Estos calorímetros constan de dos cilindros metálicos concéntricos conectados a una tapa que contiene un pozo termométrico. La presión del vapor se mide mediante un manómetro colocado en la tubería de suministro de vapor o en otro lugar conveniente.
El vapor pasa por el orificio (punto A en la figura) y se expande hasta la presión atmosférica. La temperatura del vapor a esta presión se mide con un termómetro colocado en el vaso (punto C). Para evitar las pérdidas por radiación, el espacio anular entre los dos cilindros se utiliza como camisa aislante, ya que el vapor se está suministrando a este espacio a través del orificio (punto B).
Calorímetro de separación
Un calorímetro de separación separa mecánicamente el agua arrastrada del vapor y la recoge en un depósito, en el que su cantidad se indica mediante un vidrio de medición o se drena y se pesa. El vapor sale del calorímetro a través de un orificio de tamaño conocido para poder calcular su cantidad total o pesarlo. Este tipo de calorímetro suele llevar un manómetro que indica la presión en su cámara interior y el caudal de vapor durante un período determinado, graduándose esta última escala por ensayo. El instrumento, al igual que el calorímetro de estrangulamiento, debe estar bien aislado para evitar pérdidas por radiación.
Existe otra manera de estimar la calidad del vapor y es utilizando estaciones de reducción de vapor, sobre las cuales, hablaremos en un próximo artículo, aunque podemos adelantar que funcionan utilizando el mismo principio de funcionamiento que los calorímetros de estrangulamiento.
En conclusión, podemos decir que la calidad del vapor es muy importante para poder minimizar fallas y problemas que aparecen en los sistemas de vapor y estimarla es bastante sencillo, incluso si no se cuenta con un calorímetro de estrangulamiento, ya que sólo se requiere una inspección visual del vapor que se está generando en la caldera.
Fuente: Revista ingeniería química
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