library_technicalarticles_9_pic1Al seleccionar y determinar el tamaño de los eyectores de chorro de vapor, el objetivo general es minimizar el costo total de eliminar los gases no condensables que se acumulan en un sistema de procedimientos de vacío. Un eyector de sobretamaño no solo cuesta más, sino que probablemente usará mayores cantidades de vapor y agua de enfriamiento que se necesitarán de otro modo. Un subtamaño resultará en el monitoreo indebido de escapes de aire menores para evitar trastornos costosos.

Los parámetros de rendimiento de diseño de un eyector de chorro de vapor no pueden modificarse en cierto grado significativo. Las especificaciones de determinación del tamaño deben ser cuantificadas y cualificadas en por lo menos las siguientes categoríass:

Escape De Aire – El escape de aire es muy inferior a la capacidad de diseño del eyector particular. La presión del proceso con frecuencia se controla automaticamente sobrecargando el sistema con aire o nitrógeno. Por estas razones es dificil la medición del aire de escape en el campo.

Para que un sistema logre los valores indicados en el gráfico que se acompaña, tiene que estar diseñado para un escape de aire mí­nimo a baja presión. El logro de esta condición requiere menos conexiones y más apretadas y evitar el retorno de gases a los instrumentos.

No Condensables – La cantidad de aire y otros gases no condensables disueltos en las corrientes de alimentación puede estimarse de la solubilidad conocida de estos gases en los materiales de alimentación del proceso. Pueden usarse operaciones piloto que indiquen la cantidad de gases no condensables producidos por las reacciones químicas.

Condensables – La cantidad de vapor condensable está¡ directamente relacionada con las cantidades combinadas de aire y gases no condensables que se toman de un respiradero del condensador del proceso. Debido a que la temperatura del respiradero tiene que ser inferior a las temperaturas de condensación del proceso, puede que sea conveniente añadir un condensador de venteo para reducir el tamaño y costo de operación del eyector.

Propiedades Fí­sicas – Para los eyectores sin condensación, el flujo de cada componente significativo – además del aire y vapor de agua – debe expresarse en Iibras por hora. El único dato más que se necesita en la especificación es el peso molecular de los demas gases.

Para los eyectores con condensación, el vapor condensable debe describirse en términos de peso molecular, calor latente, presión de vapor y solubilidad mutua en agua a temperaturas próximas a la temperatura del agua de enfriamiento. Si el vapor condensable se congela a más de la temperatura más baja del agua de enfriamiento que se espera, debe especificarse también la temperatura de congelación.

Eyectores de chorro de vapor Presión De Succión – La presión de succión de diseñ es igual a la presión de operación más baja deseada, menos las caí­das de presión en la lí­nea de succión, condensador y linea de venteo al eyector, más el factor nominal de seguridad. Por lo general, una reducción de la presión de succión del 10 por ciento aumenta el consumo de vapor del 5 al 10 por ciento.

Temperatura De Succión – Las temperaturas de la carga de vapor solo tienen que ser aproximadas ya que cada aumento de 28° C en la temperatura reduce la capacidad del eyector en solo el 2 por ciento. Sin embargo, las temperaturas inferiores a 0° C son crí­ticas porque pueden causar la congelación del fluí­do de succión.

Presión De Descarga – La presión de descarga de diseño debe ser igual a la suma de la presión atmosférica, la resistencia al flujo en la tuberí­a de descarga y un factor por el desgaste e incrustaciones en la etapa final. La presión de descarga debe ser nominalmente de 1,0 lb/pulgz (813 mm Hg abs) sin carga y con todas las etapas estables a ese valor. El enfoque de diseño proveerá un factor de seguridad que acentúe la confiabilidad y simplifique la localización de dificultades. Cuando las últimas etapas manipulen cargas de vapor del 20 al 50 por ciento superiores a la carga de diseño, quizas fuera conveniente reducir la presión de descarga de diseño a como O,Slb/pulgZ en la carga de diseño para ahorrar vapor.

Esfecificaciones De Condensador: La siguiente información debe ser suministrada por el comprador al fabricante de condensadores eyectores de vapor.

Especifique El Tipo. Si es del tipo de contacto directo, indique si será una instalación barométrica o de bajo nivel. Dado que los intercondensadores están bajo vado, deben proveerse medidas que eliminen el condensado. La mayoría de los condensadores se colocan elevados unos 34 pies por encima del pozo de condensación para proveer un “ramal barométrico” para el drenaje por gravedad. Los condensadores de bajo nivel tienen que estar equipados con tanques.

  • Dé la carga de vapor en Iibras de vapor de agua saturado por hora. Describa las caracterá­sticas fí­sicas del vapor que no sean las del agua.
  • Provea datos sabre la carga no condensable, escape de aire estimado y las cargas medias de fluidos que no sean las de aire (Iibras por hora o moles por hora ).
  • Indique la presión de operación en pulgadas Hg abs. e indique la temperatura máxima del agua del condensador.
  • Defina las limitaciones en cuanto a la cantidad y temperatura del agua.
  • Indique la caí­da de presión permisible y la presión máxima del agua superficial del condensador.
  • Describa otros factores que pudieran afectar el rendimiento; por ejemplo, cantidades extraordinarias de gas disuelto en el agua del condensador o factores severos de ensuciamiento para condensadores de superficie.
  • Especifique los materiales de construcción.

Materiales De Construcción:  La selección de los materiales de construcción usados en la fabricación de los eyectores de chorro de vapor está influida por varios factores – la naturaleza del fluido manipulado, la naturaleza de los derivados e impurezas, la función de los componentes en el sistema, las velocidades del fluido y las temperaturas con que se trabaje y la duración esperada del equipo. Hasta debe considerarse el tipo de operación ya que el uso intermitente puede agravar cualquier problema.

La corrosión es el principal problema. Si los fluidos que se manipulan son vapor, aire y agua, entonces, el acero suave se corroerá¡, particularmente en los ciclos de producción intermitente. Los metales anticorrosivos recomendados incluyen Ni-Resist, hierro fundido revestido con grafito, Haveg y los tipos 304 y 316 de acero inoxidable.

La erosión (a causa del vapor humedo) es otro problema que tiene que considerarse al seleccionar los materiales de construcción. Las boquillas de vapor, en particular, están sujetas a erosión y los materiales especificados usualmente son : acero inoxidable Tipo 18-8 o Monel. Los materiales de norma son cuerpos de hierro fundido o acero con boquillas de vapor de acero inoxidable.

En general, los difusores están hechos de hierro fundido, acero fabricado, acero revestido con caucho o resina (FRP) poliester reforzada con fibra de vidrio, dependiendo del tamaño. Los materiales de condensadores de superficie deben ser similares a los usados para otros enfriadores o condensadores en el sistema.

Análisis De Costos: Deben considerarse los siguientes factores de costo:

  1. El costo del equipo (eyector, condensadores, equipos auxiliares). Tenga presente que un eyector disenado para satisfacer requisitos mínimos será¡ el de menor costo, pero a diferencia de otros equipos, el eyector que demuestre ser inadecuado será difícil de mejorar.
  2. El costo de los servicios generales, el vapor y el agua de enfriamiento. No debe haber ninguna diferencia significativa entre varias ofertas de eyectores de una, dos o tres etapas. Las diferencias que ocurren pueden resultar de: usar estimados mas bien que cálculos, el diseño de las boquillas (sencillo o multiple), interpretaciones diferentes de la especificación o un error en la computacón. Sin embargo, puede haber una gran diferencia entre los requisitos de servicios públicos de los fabricantes y los costos relacionados para los eyectores de alto vado que requieren cuatro o mas etapas.
  3. La reputación del fabricante en cuanto a confiabilidad, rendimiento del equipo, asistencia técnica, costo de los repuestos y servicio en general.

Por Armin Steuber, Croll Reynolds Co., Westfield, N.J.

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