En este tutorial vemos los bypasses de recirculación no continua con válvulas de control y ARC para evitar la operación por debajo del caudal mínimo.
El autor de este post es Jorge Jiménez Mur.
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Sistemas de recirculación por bypass
En el tutorial Bypass de recirculación continua se dice que podemos encontrar 3 tipos de sistemas de recirculación por bypass tal como se indica a continuación.
Bypass de recirculación continua
El elemento de estrangulamiento es una placa de orificio o varios orificios en serie. El flujo a través de la línea de bypass es continuo.
En este caso tenemos el coste energético más elevado. Recuerda que el bypass está siempre abierto, por lo que habrá un consumo extra de energía permanente durante el tiempo que el sistema esté en funcionamiento.
Bypass de recirculación no continua
En estos sistemas, el flujo no es continuo, es decir, es intermitente. El flujo a través del bypass se puede controlar y modular desde cero hasta flujo máximo.
Por lo tanto, solo se consume energía en el bypass cuando es necesario, a diferencia de las líneas de bypass que incorporan placas de orificio que tienen un consumo extra de energía constante.
Los sistemas de bypass de recirculación no continuo son los siguientes:
– Sistemas de bypass de recirculación automática (con válvulas ARC).
– Sistemas de bypass de recirculación con control de flujo (con válvulas de control).
La suma del flujo de proceso principal y el flujo por el bypass debe ser siempre superior al caudal mínimo requerido por la bomba. Si el flujo del proceso excede al flujo mínimo de la bomba, la válvula reguladora cierra la línea de bypass (no hay pérdidas adicionales de energía).
Válvulas de recirculación automática (ARC)
En este método, el elemento de regulación es una válvula de recirculación automática (ARC).
Esta válvulas se instalan normalmente en posición vertical y se montan directamente sobre la brida de descarga de la bomba. La instalación horizontal es posible pero solo está disponible bajo demanda. Esta válvula sustituye a la válvula de retención tal y cómo se ve a continuación.
Las válvulas ARC en general desempeñan los siguientes roles:
– Válvula de retención.
– Dispositivo reductor de presión.
– Válvula de control de flujo.
– Te de tubería.
Para el funcionamiento de la válvula, no se necesitan ni señales de mediciones externas ni actuadores (hidráulicos, neumáticos o eléctricos). El elemento sensor de flujo (disco de la válvula de retención) actúa automáticamente a demanda para regular el flujo a través del bypass:
– Cuando el flujo principal del proceso es cero, la válvula ARC deriva todo el caudal de recirculación mínima a través de la línea de bypass.
– A medida que aumenta el flujo principal, disminuye proporcionalmente el flujo a través de la línea de derivación .
-Cuando el flujo principal del proceso es mayor que el caudal mínimo de la bomba, la línea de bypass se cierra.
Selección de válvulas ARC
Para una selección adecuada de la válvula, el usuario debe enviar algunos datos clave al fabricante de la válvula. Los datos mínimos requeridos son los siguientes:
– Parámetros del fluido (tipo, temperatura y presión de vapor).
– Caudales de la bomba (caudal mínimo, caudal nominal y caudal máximo).
– Presiones de bombeo (en aspiración y descarga).
– Contrapresiones en las líneas de proceso (presiones en la línea de bypass y la línea principal aguas abajo de la válvula ARC).
– Tamaños de conexiones de tubería (tubería principal y bypass) y brida de descarga de la bomba.
Una cosa importante. No intentes seleccionar la válvula por tí mismo … solicita la ayuda del fabricante de la válvula.
Por cierto … El uso de estas válvulas a veces se rechaza por una única razón: no hay una monitorización del flujo que nos demuestre cómo está funcionando la válvula.
Válvulas de control
El elemento de estrangulamiento es una válvula de control de flujo.
La válvula de control de flujo está conectada a un caudalímetro que mide el flujo en la línea principal. El caudal se mide preferiblemente en la línea de descarga de la bomba, aunque en algunos casos el medidor de flujo se instala en la línea de succión para garantizar la medición del flujo que entra a la bomba.
Un controlador de flujo modula el flujo de recirculación a través de la válvula de control y, por lo tanto, a través de la línea de bypass
Esta solución es más compleja y por lo tanto es más costosa que los otros 2 métodos. Ten en cuenta que, además de la válvula de control, necesitaremos un actuador (neumático, hidráulico o eléctrico), un circuito de control con sus señales correspondientes y un dispositivo de medición de flujo.
Entonces, ¿por qué se utiliza este método con tanta frecuencia, especialmente para servicios severos? … Porque estaremos monitorizando continuamente el caudal y la operación de la válvula.
Resumen y conclusiones
En este tutorial, analizamos los diferentes tipos sistemas de bypass de recirculación no continua que se usan para proteger las bombas del funcionamiento por debajo del flujo mínimo.
El ARC y las válvulas de control en las líneas de bypass tienen un costo inicial más alto que el sistema de recirculación con placa de orificio, pero esto se compensa con el ahorro de energía resultante durante toda la vida del diseño.
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