Mitigación del golpe de ariete intermitente en la tubería vertical de retorno de condensado

Existe una idea errónea común de que las líneas de retorno de condensado están sólidamente llenas de solo condensado. Sin embargo, las líneas de retorno de condensado pueden llenarse principalmente con vapor flash que se ha formado debido a la repentina caída de presión del condensado de alta temperatura que se descarga en el retorno. Por lo tanto, existe una condición de flujo de dos fases (vapor flash y condensado) en las líneas tipicas de condensado que pueden crear violentos golpes de ariete en el cabezal cuando no es posible el desalojo por gravedad.

Los cambios en la elevación en las líneas de retorno de condensado de dos fases son especialmente propensos a crear un choque severo por la aceleración de las ”balas” de condensado causadas por la acción de las olas dentro de la tubería. La fuerza de estas balas pueden intensificarse a medida que aumenta el diámetro de la tubería, debido a la mayor magnitud de la masa de condensado presente.

Para demostrar cómo puede ocurrir un golpe de ariete en la parte inferior de los cambios de direccion verticales y sugerir un posible arreglo de tubería que pueda reducir o eliminar este golpe de ariete, TLV Consultoría, Ingeniería y Servicio construyó el sistema de tubería transparente que se muestra en el siguiente video.

El video es una demostración de dos escenarios:

1. El Golpe de ariete que ocurre en un sistema de transporte de condensado y vapor flash que incluye al menos una elevación vertical, es una instalación común, pero no recomendada, instalación de descarga sin gravedad.
2. Un sistema de transporte de condensado que incorpora un sello de agua tipo sifón (o ”Sifón”; una sello de agua introducido en la tubería inmediatamente antes de la elevación) para ayudar a mitigar algunos efectos del golpe de ariete causado por la obstrucción del flujo de una elevación vertical.

Escenario 1

En la parte alta del arreglo de la tubería, se puede ver una acción significativa de onda a lo largo del recorrido horizontal. Las ondas son causadas por el vapor a alta velocidad (representado por aire comprimido) que se mueve sobre la superficie del líquido. Cuando una ola crece lo suficiente, sella momentáneamente la sección transversal de la tubería horizontal, construyendo una pared de presión detrás de ella. Esto hace que una ”bala” de agua se acelere por la línea, lo que puede causar graves daños a las tuberías, válvulas, juntas o accesorios. Además, en una línea de condensado, el espacio de vapor está ocupado por vapor flash de baja energía que puede colapsar y generar un golpe de ariete a medida que el condensado se precipita para llenar el vacío.

Escenario 2

El segundo el arreglo mas bajo de tubería presenta una solución no ideal para este problema: un sello de agua tipo ”sifón”. La solución ideal es siempre incorporar el desalojo por gravedad en el diseño del sistema de retorno de condensado. Sin embargo, cuando no se logró la descarga por gravedad en el diseño original, un sello de agua tipo ”sifón” puede ayudar a reducir el golpe de ariete. Dicha configuración debe ser evaluada caso por caso por un ingeniero profesional para garantizar la viabilidad y operación segura de cada aplicación específica.

Como muestra el video, el sello de agua tipo ”sifón” reduce el nivel de condensado en la tubería y minimiza la longitud de la tubería donde puede producirse una sobretensión. Por lo tanto, la disposición de la tubería de sifón puede reducir el aumento de tensión y disminuir la probabilidad de formar peligrosas balas de agua. El resultado de tal arreglo puede ser un flujo de condensado más suave con un golpe de ariete reducido.

Aunque en la tubería horizontal se muestra el uso de el arreglo de ”sifón” es para demostrar cómo la interacción del vapor y el líquido en el ”sifón” puede promover el flujo ascendente, se anticipa que unir dos codos de diámetro más grande en la parte inferior del sifón sin una sección horizontal entre ellos podría reducir aún más el golpe.

Trate el golpe de ariete con precaución

Cabe señalar que las estrategias para eliminar el golpe de ariete difieren según la causas de éste. Cuando ocurre un golpe de ariete, las plantas siempre deben pedirle a un ingeniero profesional que analice la causa del golpe de ariete y desarrolle una contramedida adecuada.

Golpe de Ariete: Conclusión

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