- Medios humanos y técnicos para:
· Pruebas e inspecciones (hidráulicas, criogénicas, funcionales, etc.) · Ensayos de, dureza, tintes, Rx, etc.
· Ensayos no destructivos con personal homologado. Control de documentación:
· Certificados de todo tipo bajo normas: ANSI – DIN – ISO ó las especificas del proyecto. - Cumplimiento normativas PED y ATEX ó las que correspondan
· Planos dimensiónales.
· Instrucciones de mantenimiento y montaje. · Listas de despieces.
· Estudio informatizado de recambio recomendados con criterios de intercambiabilidad. - Disponibilidad de asistencia técnica.
· Durante la fabricación, montaje y mantenimiento posterior. - Posibilidad de reposición y / o suministro:
· Tanto de válvulas como de piezas de recambio. · Stock en bruto y piezas acabadas.
9 – Aplicaciones en sector energía
- Servicios severos en C. Térmicas y Ciclos Combinados
En la producción de electricidad en, ciclos combinados, centrales térmicas convencionales de carbón , (fuel-oil ya en desuso) plantas de cogeneración, biomasa hay una serie de aplicaciones que, por sus condiciones de trabajo, alta presión y temperatura, se califican como servicios severos en los cuales pueden darse altas presiones diferenciales con cavitación ó flash. Y en algunos casos abrasión.
El nivel de presiones-temperaturas varía de las centrales térmicas de carbón a los ciclos combinados, donde pueden ser una poco más bajas, según diseño de la planta. Sin embargo, como los servicios son similares y los problemas típicos semejantes, se van a describir simultanemante.
1.- Circuito de agua-condensado
El circuito de agua podemos analizarlo desde el propio condensador, va al desaireador (a través de los calentadores de baja presión en una térmica). Las bombas de agua de alimentación la impulsan al calderin de la caldera ( a través de los calentadores de alta en una térmica) pasando por el economizador.
Los lazos de control más importantes pueden ser: .-Control de nivel pozo del condensador
.-Drenajes de emergencia calentadores .-Control nivel desaireador
.-Drenajes y niveles calentadores de alta presión .-Recirculaciones bombas Ag. Alimentación .-Control nivel calderín
.-Punga continua del calderín .-Atemperaciones
Es Importante definir bien los datos de trabajo desde las condiciones de puesta en marcha, frío ó caliente, mínimo técnico y regímenes normal y máximo de operación. El derrame es cavitante en unas situaciones y subcrítico en otras.
Las válvulas retorno del condensador, que está a vacío, trabaja siempre en flash. Debe ser estancas al exterior para no contribuir a la pérdida / reducción de vacío del condensador. Buenas juntas y estopada con juntas tóricas y/o apriete constante.
El sistema de agua de alimentación se puede hacer con dos válvulas ó con una que, por su diseño, puede soportar el régimen crítico a bajas cargas y después seguir operando en el régimen normal. En este último caso hay que estudiar y calcularlas según sea la forma de operar la planta definiendo muy bien la zona de transición . Dimensionar los cuerpos con una velocidad que se sitúe entre 6 – 8 m/seg. máximo. Si fuera necesario, por rangeabilidad de la planta, se tendrán que estudiar trims caracterizados, sobre todo cuando se trabaja con una sóla válvula.
Esta forma de operar es extensible a todas las demás calderas de vapor convencionales sobre todo en medias-altas condiciones de presión. Son necesarias válvulas de alta presión con internos anticavitación en general. Buena estanqueidad, clase-V. No sobredimensionarlas. Actuador generoso para soportar, establemente, cualquier condición de presión diferencial.
Recirculación de bombas. Estas válvulas en muchas centrales térmicas y ciclos son on-off aunque en otras son de control. Se precisa una buen estanqueidad, clase-V ya que, transcurrido el proceso de arranque, pueden estar cerradas mucho tiempo, según sea el diseño de la planta Deben tener un buen diseño mecánico que soporte las altas presiones diferenciales evitando cavitación: sistemas multietapa ha resultado el mejor diseño.
Para estas aplicaciones del sistema agua alimentación la experiencia aconseja válvulas que teniendo alto coeficiente Fl no tengas áreas de paso de pequeña sección ó diámetro, dado que en la práctica, siempre hay presencia de partículas que ocasionan problemas de agarrotamiento en los internos de lasa válvulas. Por eso serán seleccionados aquellos diseños, preferentemente con derrame axial que admiten la circulación de partículas de cierto tamaño sin problemas.
Las atemperaciónes son otro servicio con problemas típicos de sobredimensionamiento. Es importante analizar y conseguir unos buenos datos de proceso reales. El sistema consta de la válvula y las toberas de pulverización que al ser restricciones fijas producen contrapresión variable según caudal de atemperación. Por esto se exigirá una buena rangeabilidad. En muchos caso se deberán usar trims anticavitación para prevenir cualquier derrame crítico aunque en principio no parezcan críticas las condiciones. Las atemperaciones de vapor recalentado en centrales convencionales trabajan a alta presión diferencial y pueden operar a mínimo ó nulo caudal en algunos casos. Cierres clase-V. Materiales de alta dureza.
En ciclos combinados se usan, sistemas de atemperación de tobera variable dado que, por diseño, se puede trabajar a menos presión y además se precisa de mayor rangeabilidad
Purgas y drenajes. Pueden ser continuos ó intermitentes. En muchos de estos servicios aparece el flash que obligará a un sobredimensionamiento del cuerpo para reducir velocidad en la salida. Cuerpos de Cr. Mo. ó inoxidable, sobre todo en flash severo, que se considera a partir de unos 20- 30 bar. Mejor especificar alta estanqueidad, clase-V. Actuadores sobredimensionados que aporten estabilidad al control. Válvulas angulares y/o de paso recto con F.T.Close para flashing severo, incluso con camisa de protección a la salida.
2.- Circuito de vapor
Comprende los servicios desde la salida de vapor de la caldera hacia la turbina. Los lazos severos típicos son:
.- Reductoras vapor auxiliar
.-Vapor de soplado (en térmicas de carbón) .-Venteos
.-By-pases de turbina .-Vapor cierres de turbina .-Vapor al desaireador
Reducción de vapor principal ó para servicios generales. Presentan problemas de ruido en presencia de alta temperatura. Requieren trim adecuados a estas condiciones: CA6 NM, duplex etc. Definir bien regimenes de puesta en marcha y plena carga. En muchas térmicas tienen que ser dos válvulas en paralelo. En ciclos combinados puede ser una pero a veces hay que caracterizar el trim para cubrir todo el rango de caudales.
By-Pass de turbina. Las válvulas de by-pass son diseños específicos de bajo nivel de ruido pues drenan el vapor de alta presión al condensador una vez reducido y atemperado. Combinan pues la reducción y aportación de agua para bajar la temperatura. Excepto para turbinas pequeñas, lo normal es que sean angulares con conexiones soldadas. Cierre clase-V Diseño mecánico para soportar choque térmico. Actuador de alta velocidad de respuesta, neumático o hidráulico.
Para la atemperación del vapor en estas válvulas, se precisan, para el caso de alta presión y en algunos casos en media presión, usar diseños anticavitación.
Soplado y venteos combina exigencia de una buena estanqueidad con la exigencia de materiales para vapor a alta temperatura y con alto nivel de ruido. Especial cuidado en el dimensionamiento de los venteos teniendo en cuenta que puede ir asociado a un silenciador en la descarga.
El vapor al desaireador precisa considerar los consumos variables según tipo de arranque y el caudal de vapor en marcha normal a plena carga. Requieren válvulas con trim bajo nivel de ruido y buena rangeabilidad.
- Cogeneraciónes
Típicamente una cogeneración es como un ciclo combinado pequeño, salvo el caso de una planta de biomasa con apoyo de gas natural. En cualquier caso los servicios típicos son los indicados anteriormente salvo las peculiaridades del diseño en función de la potencia, combustible, etc. Se añaden las válvulas para la post combustión Todo conducirá a válvulas más pequeñas pero con similares exigencias a las ya vistas.
- Termosolares
En las termosolares aparecen tres ámbitos diferenciados:
.- Campo solar. Si es de cilindros parabólicos, en el campo solar se usan una serie de válvulas ( más de 100) para ajustar y mantener las presiones diferenciales en todo el campo. Suelen ser válvulas de simple asiento, manuales en algunas circuitos, automáticas (motorizadas normalmente) en otros. Tamaños 1,5”-2”-3”. Manipulan aceite térmico- HT.F. Requerimientos de fuelle de estanquidad.
.- Circuito de potencia con calentadores y calderas(intercambiadores) para producir vapor con el HTF caliente procedente del campo solar. Aquí se manipula HTG con grandes caudales que requieren válvulas de 12”-14”-16” e incluso 18” tipo globo. Hay alternativas con válvulas de mariposa diseñadas mecánicamente para control con conexiones soldadas y estopadas especiales de apriete constante ( la estanqueidad de una válvula rotativa es mucho mejor que en una alternativa sin fuelle.)
.- El BOP que comprende los servicios de vapor, by-pases de turbina, atemperaciones, agua de alimentación, etc. se aborda como en los ciclos combinados.
.- Finalmente cabe la posibilidad de que adicionalmente la planta solar tenga sistema de acumulación de calor usando sales con temperaturas de diseño hasta los 600ºC
La manipulación de sales añade varias exigencias por la naturaleza del fluido y sus propiedades físicas.
Válvulas con geometría interna simple, sin zonas de acumulación. Materiales de cuerpos e internos especiales . Juntas metálicas entre tapa-cuerpo. Tapas alargadas. Calorifugado-calentamiento eléctrico del cuerpo y tapa para que las sales no solodifiquen pero que la temperatura tampoco suba de un determinado valor en a zona inferior de la estopada. Estopadas especiales compatibles con el fluido y la alta temperatura. En este sentido no queda más remedio que ir detrás de las experiencias reales en las plantas existentes.
La selección y especificación de válvulas para sales implica estar en constante revisión de criterios basados en la experiencia.
9.- Presentaciones de APLICACIONES EN SECTOR ENERGIA