Tubería de Recuperación de Condensado

El condensado que descargan las trampas de vapor se maneja de dos formas. Se va al drenaje justo después de salir por la trampa, lo que representa la pérdida de la energía contenida en el agua; o bien es transportado por tubería hacia otro lugar, idealmente al sistema de recuperación.

Tubería para Flujo de Dos Fases

La tubería para el condensado se conoce típicamente como recuperación de condensado o tubería de retorno de condensados. El diseño de dicha tubería requiere de cálculos especializados, porque debe de diseñarse para flujo de dos fases. El diseño no debe de basarse en cálculos de tubería para agua porque ésta no será apta para flujo de dos fases.

El flujo de dos fases se refiere a que el vapor (ya sea de flasheo, vapor de caldera o una mezcla de ambos) fluye por la tubería junto con el condensado líquido. Aunque fluyan juntos, esto no significa que circulen en dos fases bien separadas. El patrón de flujo dentro de la tubería también puede ser una mezcla, como se observa en la animación siguiente.

Consideraciones en la Tubería para Patrones de Flujo de Dos Fases

El patrón de flujo dentro de la tubería de retorno de condensado es variable dependiendo de la cantidad de condensado, la presión, la caída de presión y el porcentaje de vapor que incluye.

¿Por qué hay vapor presente en la tubería de recuperación de condensado?

Considerar la presencia de vapor al diseñar el retorno de condensados parece ir contra la lógica pero, en realidad es necesario.

Esto se debe a un fenómeno llamado evaporación flash, que ocurre cuando el condensado se forma a alta presión y llega a un sistema de menor presión, como el retorno de condensados a la salida de la trampa de vapor. En este caso, como la presión a la entrada de la trampa de vapor es mayor que a su salida, parte del condensado se flashea en vapor instantáneamente cuando es descargado por la trampa.

Para saber más de la evaporación del vapor flash, por favor lea el artículo:

• Vapor Flash

Cómo Influencia la Cantidad de Vapor Flash en el Dimensionamiento de Tubería

Cuando aumenta la presión diferencial a través de la trampa de vapor, se genera mayor cantidad de vapor flash, requiriendo líneas de retorno de condensado de mayor tamaño.

A bajas presiones, el volumen específico del vapor saturado puede ser más de 1,000 veces el volumen del condensado. Aunque a altas presiones, la relación entre el volumen de ambos puede ser de 90 a 1. La proporción de vapor/condensado varía según la cantidad de vapor flash generado y, por lo tanto, afecta grandemente el diseño de la tubería.

Si no ocurre flasheo, el cálculo de la velocidad y la caída de presión para diseñar la tubería son similares a los de tubería para agua. Si la cantidad de vapor flash es importante, el diseño es casi idéntico al de una tubería de vapor. Por lo tanto, el diseño de la tubería de recuperación de condensado necesita que primero se calcule la cantidad de vapor flash y luego se dimensione la tubería para acomodar el flujo de agua y el de vapor flash a una velocidad y caída de presión que quepan en los parámetros de diseño.

Ejemplo de Tubería de Recuperación de Condensados

La proporción de vapor flash (por peso) para una presión de entrada de 10 barg [145 psig] y una presión de salida de 6 barg [87 psig] es aproximadamente de 4%, o 1:24. Sin embargo, cuando los volúmenes específicos se comparan, la proporción es de 10:1, flash a condensado. En términos de espacio ocupado, el interior de la tubería de recuperación tendrá mayormente vapor flash.

Ejemplo de Recuperación de Condensado Usando un Cabezal de Drenajes

Si está instalado un cabezal de drenajes cerca de la descarga de una bomba, permitiendo que el vapor sea separado del condensado, entonces ambos pueden ser transportados usando tuberías distintas. En este caso, es posible diseñar la tubería de condensados como una tubería para distribución de agua.

Métodos de Diseño de la Tubería de Recuperación de Condensado

TLV dimensiona la tubería de recuperación de condensado basándose en la cantidad de vapor flash y de condensado que pueden estar presentes en el sistema de retorno.

Los cálculos usan los volúmenes específicos para estimar la proporción volumétrica del condensado y el vapor a una presión dada y determinar la máxima velocidad permitida de flujo. La tubería se calculará basada en los parámetros de velocidad y caída de presión.

Otros factores que deben considerarse cuando se dimensiona una tubería de retorno de condensados son:

• La presencia de vapor vivo en la tubería
• Los efectos a largo plazo de la corrosión y lodos en el sistema, reduciendo posiblemente el área interna de la tubería

Ambos darán como efecto el aumento de velocidad, de la caída de presión y de la contrapresión del sistema. Para una explicación más detallada de cómo dimensionar la tubería de recuperación de condensado, puede referirse al manual técnico de TLV titulado "Drenaje y Recuperación de Condensado".