Funcionamiento y características del distribuidor de vapor

En cualquier sistema de calderas, aire acondicionado o cualquier otro que use vapor, el distribuidor de vapor es fundamental para que los equipos que hacen uso de esta fase gaseosa del agua funcionen de la mejor y más eficiente manera. 

Pero, ¿Qué es el distribuidor de vapor? Este término hace referencia a la red de tuberías necesaria para distribuir el vapor desde una sala de calderas o una planta hasta los equipos que lo utilizan. Existen varios métodos para llevar el vapor desde la fuente central hasta el punto de uso, el más común es aquel que inicia en las calderas donde se usa algún tipo de combustible primario o el calor residual de los gases de escape de los procesos de alta temperatura. 

Cualquiera que sea la fuente, es importante que el sistema sea eficiente para suministrar vapor de la calidad y presión adecuadas, en la cantidad correcta, a los equipos que utilizan el vapor.

Conceptos básicos de un sistema de vapor

Pero para entender cómo funciona el distribuidor de vapor, es imprescindible comprender el sistema de vapor básico. En este sistema el vapor generado en la caldera debe ser transportado a través de tuberías hasta el punto en el que se necesita su energía calorífica. Inicialmente habrá una o varias tuberías principales, o "tuberías de vapor", que transportan dicho elemento desde la caldera en dirección general a la planta que utiliza el vapor. A continuación, las tuberías de derivación más pequeñas pueden llevar el vapor a las distintas piezas del equipo. 

Cuando se abre la válvula de aislamiento principal de la caldera, el vapor pasa directamente de la caldera a las tuberías principales y a lo largo de ellas hasta los puntos de menor presión. La tubería está inicialmente más fría que el vapor, por lo que el calor se transfiere del vapor a la tubería. El aire que rodea las tuberías también está más frío por lo que las tuberías comenzarán a transferir calor al aire. 

Al entrar en contacto con la tubería fría el vapor empieza a condensarse y es en ese momento que todo el sistema entra en funcionamiento, dando origen a lo que se conoce como la tasa de condensación que en ese punto será máximo, debido a la diferencia de temperatura entre vapor y tubería que para ese punto será el más alto. 

Esa tasa de condensación se denomina comúnmente "carga inicial" y una vez que la diferencia de temperatura entre el vapor y la tubería es baja sigue transfiriendo calor al aire circundante y esa pequeña condensación que se da por esa transferencia de origen a la carga de funcionamiento.

La condensación resultante cae al fondo de la tubería y es arrastrada por el flujo de vapor y ayudada por la gravedad. flujo de vapor y asistido por la gravedad, debido al gradiente en la tubería de vapor que debe estar dispuesto para que debe estar dispuesta para caer en la dirección del flujo de vapor. El condensado tendrá que ser drenado desde varios puntos estratégicos puntos estratégicos de la red de vapor.

En este punto, el vapor transfiere entonces su energía para calentar un equipo y un producto (carga de arranque) y, cuando alcanza la temperatura, sigue transfiriendo calor al proceso (carga de funcionamiento).

Ahora hay un suministro continuo de vapor de la caldera para satisfacer la carga conectada y para mantener este suministro hay que generar más vapor. Para ello, se suministra más agua y combustible para calentar esta agua a la caldera para compensar el agua que se ha evaporado.

Para lograr lo anterior, el sistema debe contar con el distribuidor de vapor el cual consta de tres partes principalmente: 

1. Cabezales o distribuidores de vapor: Estas piezas no son más que la tubería madre de distribución de vapor ya que es la encargada de recibir, al mismo tiempo, el vapor de una o varias calderas. Esta tubería por lo general es horizontal y debe contar con una trampa de vapor para asegurarse que ninguna sustancia indeseable sea removida del vapor antes de ser distribuido. 
   Por su parte, la o las trampas de vapor que están instaladas en los cabezales deben tener la capacidad de descargar grandes cantidades de condensado y partículas de manera instantánea. También deben tener una buena resistencia al impacto hidráulico, de lo contrario la tubería y por ende todo el sistema puede presentar daños. 
2. Tuberías principales: Como se ha referenciado durante todo el artículo, las tuberías son imprescindibles para la generación de vapor ya que son las encargadas de llevar el vapor generado en la caldera hacia los equipos que necesitan de este elemento para su funcionamiento.
   
   
3. Ramales de vapor: Estos son salidas encargados de alimentar los equipos específicos de vapor y son importantes porque son los que ayudan a prevenir la acumulación de condensado en cualquier punto. 

Características que debe tener un distribuidor de vapor

Al momento de diseñar el sistema de vapor y por ende el distribuidor, es clave que éste esté un poco inclinado hacia alguno de los extremos, preferiblemente en dirección en la que el vapor se transporta. Además debe tener su propio sistema de trampas de vapor y un tanque de condensado. 

Las válvulas, tanto de entrada como de salida deben ir en la parte superior, de este modo se puede retener la mayor cantidad de condensado. Es así como encima del distribuidor de vapor van instaladas las válvulas de cierre de las calderas y las válvulas de regulación de las salidas. Todas estas válvulas deben ser de brida, lo cual facilita su inspección y/o reemplazo.

De igual manera, puede instalarse en cualquier parte de la sala de calderas, eso sí debe estar ubicado en un espacio en el que sea fácil operar e inspeccionar. Puede colocarse sobre el piso o sobre una estructura de concreto o metal, incluso puede colgarse mediante tensores. 

Otro aspecto importante es que el espacio donde se coloque debe tener el espacio suficiente ya que las tuberías están en constante cambio de temperatura lo que hace que se dilaten o contraigan.

Como puedes ver el distribuidor de vapor es fundamental dentro de cualquier sistema que use este elemento. Por eso, al momento de buscar un aire acondicionado para una oficina, un sistema de calderas para un hospital presta mucha atención a este equipo pues de él depende que el resto de equipos funcionen de la mejor manera. 

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