Las principales fuentes de gases no condensables como el aire en los sistemas de vapor son las siguientes:
(1) Después de cerrar el sistema de vapor, se genera un vacío y se aspira aire.
(2) El agua de alimentación de la caldera transporta aire.
(3) El agua de suministro y el agua condensada entran en contacto con el aire.
(4) Espacio de alimentación y descarga de equipos de calefacción intermitente
Los gases no condensables son muy dañinos para los sistemas de vapor y condensado.
(1) Produce resistencia térmica, afecta la transferencia de calor, reduce la salida del intercambiador de calor, aumenta el tiempo de calentamiento y aumenta los requisitos de presión de vapor.
(2) Debido a la baja conductividad térmica del aire, la presencia de aire provocará un calentamiento desigual del producto.
(3) Dado que la temperatura del vapor en un gas no condensable no se puede determinar mediante el manómetro, esto es inaceptable para muchos procesos.
(4) El NO2 y el CO2 contenidos en el aire pueden corroer fácilmente válvulas, intercambiadores de calor, etc.
(5) El gas no condensable ingresa al sistema de agua condensada, lo que provoca un golpe de ariete.
(6) La presencia de un 20 % de aire en el espacio de calentamiento provocará una disminución de la temperatura del vapor de más de 10 °C. Para satisfacer la demanda de temperatura del vapor, se aumentará la presión de vapor requerida. Además, la presencia de gas no condensable provocará una disminución de la temperatura del vapor y un bloqueo de vapor grave en el sistema hidrofóbico.
Entre las tres capas de resistencia térmica de transferencia de calor en el lado del vapor (película de agua, película de aire y capa de incrustaciones):
La mayor resistencia térmica proviene de la capa de aire. La presencia de una película de aire en la superficie de intercambio de calor puede causar puntos fríos o, peor aún, impedir por completo la transferencia de calor o, al menos, causar un calentamiento desigual. De hecho, la resistencia térmica del aire es más de 1500 veces mayor que la del hierro y el acero, y 1300 veces mayor que la del cobre. Cuando la proporción de aire acumulado en el espacio del intercambiador de calor alcanza el 25 %, la temperatura del vapor disminuye significativamente, lo que reduce la eficiencia de la transferencia de calor y provoca fallos en la esterilización.
Por lo tanto, los gases no condensables en el sistema de vapor deben eliminarse a tiempo. La válvula termostática de escape de aire más utilizada en el mercado contiene una bolsa sellada llena de líquido. El punto de ebullición del líquido es ligeramente inferior a la temperatura de saturación del vapor. Por lo tanto, cuando el vapor puro rodea la bolsa sellada, el líquido interno se evapora y su presión hace que la válvula se cierre; cuando hay aire en el vapor, su temperatura es inferior a la del vapor puro, y la válvula se abre automáticamente para liberar el aire. Cuando el entorno es vapor puro, la válvula se cierra de nuevo y la válvula termostática de escape extrae el aire automáticamente en cualquier momento durante el funcionamiento del sistema de vapor. La eliminación de gases no condensables puede mejorar la transferencia de calor, ahorrar energía y aumentar la productividad. Al mismo tiempo, el aire se extrae a tiempo para mantener el rendimiento del proceso, crucial para el control de la temperatura, uniformizar el calentamiento y mejorar la calidad del producto. Reduce la corrosión y los costes de mantenimiento. Acelerar la velocidad de arranque del sistema y minimizar el consumo de arranque son cruciales para vaciar los sistemas de calentamiento de vapor de grandes espacios.
La válvula de escape de aire del sistema de vapor se instala mejor al final de la tubería, en la esquina muerta del equipo o en la zona de retención del intercambiador de calor, lo cual favorece la acumulación y eliminación de gases no condensables. Se debe instalar una válvula de bola manual delante de la válvula de escape termostática para que el vapor no se detenga durante el mantenimiento de la válvula de escape. Cuando el sistema de vapor está apagado, la válvula de escape permanece abierta. Si es necesario aislar el flujo de aire del exterior durante la parada, se puede instalar una válvula de retención de sellado suave con baja caída de presión delante de la válvula de escape.
Hora de publicación: 18 de enero de 2024
