Que es el Stall?

El Stall se define como:

La condición que ocurre cuando la presión diferencial necesaria a través de un equipo de drenado tal como una trampa de vapor se vuelve negativa, ocasionando que el condensado no sea descargado por el equipo de drenado y este se acumule dentro del intercambiador de calor.

Normalmente el Stall se encuentra ligado a los siguientes problemas:

• Ruptura de Calentadores
• Golpe de Ariete
• Temperaturas de Calentamiento Desiguales

Por lo que si un sistema experimenta cualquiera de estos problemas, existe una gran probabilidad de que ocurra el Stall.

Las trampas de vapor no tienen la habilidad para descargar el condensado por si mismas. Si no que el condensado es descargado mediante la diferencia de presiones entre la presión a la entrada de la trampa (primaria) y la presión de salida (secundaria) de la trampa. La presión de entrada de la trampa por lo tanto deberá ser mayor a la presión de salida de la trampa para permitir el flujo apropiado del condensado.

Mientras que los sistemas de vapor están diseñados para la descarga de condensado por medio de esta presión diferencial, existen varios factores que pueden interferir con este mecanismo. Por ejemplo, por ejemplo el uso de una válvula de control de temperatura puede originar un revertimiento en la presión diferencial de operación de la trampa, y ocasionar el Stall.

En general, el Stall puede ocurrir por las siguientes condiciones:

• Presencia de vacío dentro del equipo
• presión diferencial negativa constante
• Variación de la presión diferencial de positiva a negativa

Mecanismo Causante del Stall en Calentadores de Aire con Vapor

Normalmente, los intercambiadores de calor son diseñados para alcanzar la carga máxima que se pueda esperar. El área de transferencia de calor de un intercambiador de calor es fija y no se puede cambiar, pero la carga fluctúa dependiendo de las condiciones de operación. Por ejemplo, si el flujo de aire en un calentador de aire caliente se reduce, la única manera de mantener la temperatura actual del aire caliente es reduciendo la temperatura (presión) del vapor que se utiliza como la fuente de calentamiento.

Si la cantidad de apertura en la válvula de control se encuentra mas hacia el lado de cierre de la válvula, la presión dentro del intercambiador de calor sufrirá una caída. Como resultado, caerá la presión a la entrada de la trampa de vapor y esta será menor a la presión en la salida de la trampa, por lo que el condensado no será descargado de la trampa, si no que se almacenara dentro del equipo.

Explicación:

En un sistema de calentamiento de aire por vapor, las válvulas de control, censores y controladores de temperatura son utilizados para regular la presión y mantener una temperatura estable. La animación superior es un ejemplo de un sistema similar. Vapor a 3 barg ( 3 bar) es utilizado para obtener un aire caliente a 80 °C (176°F). Normalmente ocurre Stall en este tipo de situación.

• El calentador de aire inicia a temperatura ambiente (de la habitación). El vapor suministrado y regulado por una válvula de control suministra el calor necesario para alcanzar la temperatura objetivo, en este caso 80°C (176°F).
• Cuando la temperatura se aproxima mas 80°C (176°F), se reduce la apertura de la válvula de control, lo que reduce el suministro de vapor y por consiguiente la presión y el calor suministrado.
• Conforme se calienta el aire, la presión y temperatura del vapor dentro del calentador comienza a caer. Calentar el aire con vapor de baja presión ocasiona que caiga aun mas la presión dentro del intercambiador de calor. Lo que puede resultar en una presión diferencial insuficiente para la trampa de vapor y ocasionar que el condensado se almacene dentro del equipo.
• Por lo que la válvula de control responderá incrementando la apertura de la válvula (incrementando la presión del vapor), y el condensado acumulado será descargado.
• Por lo que el ciclo se repite nuevamente, causando que el condensado se almacene en cualquier momento que la presión diferencial sea inadecuada.

Problemas Resultantes del Stall

Aun cuando el condensado que esta almacenado puede ser eliminado al restaurar la presión de entrada de la trampa (presión primaria), aun se presentaran problemas durante el tiempo que le tome recuperarse a la presión de entrada y poder descargar el condensado. La condiciones de Stall pueden engañar al equipo, afectando la cantidad y calidad del producto, y puede ocasionar daños severos por golpe de ariete, incluyendo daños al haz de tubos y los canales de los empaques principales.

Golpe de Ariete

El golpe de ariete puede ocurrir si el vapor entra en contacto con el condensado acumulado y se condensa instantáneamente debido a la diferencia de temperaturas. En equipos que cuentan con tubos estrechos tal como lo es un intercambiador de calor de placas y tubos, en la ilustración siguiente, el impacto del golpe de ariete en la tubería podría causar la ruptura de los tubos.

Para mas detalles acerca del Golpe de Ariete, por favor visite: Tutorial para Golpe de Ariete

Temperatura Desigual

El Stall que se presenta en equipos como las marmitas puede conducir a serios problemas de temperaturas no uniformes en el producto.

Con simplemente reemplazar la trampa de vapor no se previene la ocurrencia del Stall ya que esta no resolverá la presión diferencial negativa que se presenta a través de la trampa.

Del cual, la prevención del Stall normalmente incluira dos métodos:

• Incrementando la presión a la entrada de la trampa (primaria), o
• Reduciendo la presión a la salida de la trampa (secundaria).

Para mayor información acerca del Stall y sus contramedidas, continúe a la 2a parte: Métodos para Prevenir el Stall

Tubería de Recuperación de Condensado

Métodos para Prevenir el Stall