Como funcionan las válvulas reductoras de presión (reguladores de presión) y los vaporizadores en una instalación de un tanque de LP para un horno industrial



Instalación de un tanque de LP industrial con vaporizador, reguladores de presión y válvula de seguridad para un horno industrial

Cuando se realizan instalaciones de gas LP en residencies o industria, es importante utilizar reguladores de presión y vaporizadores cuando se necesario para garantizar un uso eficiente del gas.

A continuación describimos el principio de funcionamiento de los reguladores de presion y los vaporizadores y su uso residencial y comercial.

Cual es la objetivo válvula reductora de presión?

El caso más típico de válvulas reductoras de presión se encuentra en las residencias que utilizan gas LP para dispositivos que requieren baja presión de gas como las cocinas o calentadores. El valor típico de presión del gas LP en las cocinas y hornos residenciales oscila entre 0.36 - 0.4 psi.

La presión de un tanque de gas es mucho mayor que la presión que necesita el horno o la cocina, para tanques de gas residenciales ronda entre los 50- 200 psi, es por eso que se necesitan de válvulas reductoras de presión.

Debido a las limitaciones de las válvulas reductoras de presión, en ocasiones es requerido conectar varias válvulas reductoras de presión en serie para lograr la presión de salida deseada.

Tal es el caso de algunas válvulas reductoras de presión que se conectan a los tanques de gas residenciales, por ejemplo si la presión del tanque esta a 100 psi, la primera válvula reduce la presión a aproximadamente 4 psi y la segunda válvula reduce la presión a 0.4 psi.

El objetivo de una es válvula reductora de presión además de reducir la presión de salida respecto a la presión de entrada, también es mantener la presión de salida constante.



Como se logra una presión de salida constante en una válvula reductora?

Vista lateral de regulador de presión o válvula reductora de presión

Normalmente la presión de salida deseada se ajusta manualmente mediante un tornillo que contrae o expande un resorte interno, la función de este resorte es contrarrestar la fuerza ejercida por la presión de entrada del gas a la válvula. De esta manera la presión es regulada mediante el efecto de las fuerzas contrarias que ejerce el resorte y la presión de entrada.

Cuando la presión de entrada aumenta, la fuerza de impulsión del gas vence la fuerza de impulsión de resorte, provocando una contracción del resorte cerrando la válvula que se conecta al resorte por medio de un vástago, es decir, a mayor presión de entrada, la válvula se va cerrando para lograr mantener la presión de salida al valor establecido aunque la presión de entrada haya aumentado.



Por el contrario, cuando la presión de entrada disminuye, la fuerza de impulsión del resorte vence la fuerza de impulsión del gas de entrada, permitiendo que la válvula se vaya abriendo para mantener la presión de salida al valor establecido aunque la presión de entrada haya disminuido.



Existen diferentes tipos de válvulas reductoras de presión, pero el principio de operación es el mismo, por lo que sus partes fundamentales son: un mecanismo que restrinja el fluido que podría ser una válvula mariposa, globo, etc. y una carga que se oponga a la fuerza del flujo de entrada como un resorte, un diafragma o la combinación de ambos.

Funcionamiento de regulador de presión o válvula reductora de presión 

Cómo funcionan los vaporizadores de LP?

Ahora analizaremos el caso donde se tiene un tanque de gas industrial LPG de 113 00 litros de LPG.



El LP en el tanque se encuentra en estado líquido, cuando se libera LP en estado líquido a una atmósfera a una temperatura mayor de 0 C, se produce la ebullición del LP, es decir, el LP absorbe calor y se evapora, cambiando de su estado líquido al estado gaseoso y enfría la sustancia o material que esté en contacto.

Es importante mencionar que la recomendación para tanques de LP líquido es dejar libre un 15% de su capacidad ya que al aumentar la temperatura del tanque, el LP líquido se convierte en vapor, y el volumen del vapor es de 250 veces mayor que el liquido, generando un aumento en la presión del tanque cerrado.

El indice de vaporización de los tanques de gas depende de la superficie mojada o cantidad de LP liquido que posean y de la temperatura ambiente. Si la superficie mojada es menor (menos liquido en el tanque en proporción al area total del tanque) o si la temperatura es menor, el indice de vaporización sera menor.

Normalmente la vaporización para tanques residenciales se realiza dentro del mismo tanque debido a que la temperatura ambiente que rodea las paredes del tanque es suficiente para su vaporización y produciendo la presión interna de tanque necesaria para la distribución del gas en la residencia.



Cuando el aporte de calor por temperatura ambiente en las paredes del tanque no es suficiente para su vaporización, caso de tanques de gran volumen como tanques industriales, el liquido se ira enfriando y su presión ira disminuyendo, causando una disminución en el caudal de salida. Para incrementar el caudal de salida se suministra calor al LP por medio de los vaporizadores antes mencionados.

Esta transformación de líquido a gas se realiza por medio de dispositivos llamados vaporizadores. La función principal del vaporizador es aumentar la temperatura del LP para lograr su vaporación.

Como la vaporización del LP de líquido a gas absorbe temperatura, es necesario que el vaporizador se caliente para evitar el enfriamiento hasta la temperatura de congelación. En este caso específico del tanque industrial de 113 000 litros, el vaporizador mantiene una temperatura de 5 °C y una presión de salida de 15 psi.

Conforme el gas circula por la tubería va aumentando su temperatura hasta la temperatura ambiente. Se colocan válvulas reductoras de presión en las tuberías hasta lograr la presión deseada para el dispositivo de realizará la combustión, en este caso se trata de un horno industrial de tres pasos con un total de 29 quemadores, cuya presión de alimentación de gas LP es de 0.8 psi.

Luego que el gas LP llega a la presión nominal requerida por el horno industrial sigue la etapa de seguridad del sistema, esto se logra por medio de las válvulas shutoff.

To read this article in English, please visit: www.industrialautomationguide.blogspot.com