Impacto de los fallos en trampas de vapor en plantas de procesos

Los fallos en trampas de vapor no representan una amenaza directa para el proceso o la seguridad del personal en la planta, pero sí causan un impacto financiero muy grande en la línea inferior de la instalación. Cada purgador de vapor tiene un orificio interno que drena la cantidad de vapor/condensado sin que se pierda la energía del mismo, es decir evita que se pierda el rendimiento del proceso.

Cuando las trampas de vapor fallan en estado abierto o soplado, pasan vapor constantemente, lo que significa el aumento de los costes de combustible. Una muestra de ello se puede observar, por ejemplo, en una planta con una producción de 270 kg/hr de vapor, donde los costes de combustible pueden llegar a ser mayor a $30.000 por año.

Hay que tener en cuenta cuando las plantas empiezan a envejecer y el número de fugas de vapor aumenta, en consecuencia, su eficiencia disminuye. Este efecto se conoce como carga “fantasma”.

Por ejemplo, El responsable de operaciones de una compañía de refinación estimó que el 20% de la producción de vapor de su caldera se destinó a la carga fantasma, debido exclusivamente a que a la cantidad de fugas por los fallos en las trampas de vapor.

Es importante recordar a los ingenieros que el propósito de las trampas de vapor en una planta industrial es protegerla de condiciones adversas, tales como:

• Aumentar los costes de mantenimiento.
• Aumentar consumo de combustible y por ende los altos costes de combustible.
• Aumentar la capacidad de cumplir con los estándares y metas ambientales.
• Promover que la calidad del vapor sea cercana al 100% (vapor es fracción de una mezcla saturada).

Los fallos en trampas de vapor pueden suceder también cuando el orificio está modo cerrado y ocasionar el conocido golpe de ariete, el cual es una condición en la que se acumulan partículas de líquido entre los paquetes de vapor y luego aceleran a una alta velocidad para generar daños extremos al equipo de la planta.

Este tipo de efectos es común sobretodo en los intercambiadores de calor, debido a que el agua se acumula en puntos bajos del sistema donde se compromete la transferencia de calor, reduce la velocidad de flujo y conlleva a eventos no deseados que afectan directamente la calidad del producto y el rendimiento del proceso.

Es por ello que, si las trampas de vapor no eliminan el agua del sistema de vapor de la planta, las gotas serán arrastradas y causarán:

• Desgaste en los componentes internos de los equipos.
• Reparaciones costosas y posibles riesgos para el personal de la planta.
• Fugas en los tubos del intercambiador de calor y/o turbinas de lanzamiento de palas.

4 medidas preventivas para evitar los fallos en trampas de vapor en plantas de procesos

1. Reducir la pérdida de vapor a través del análisis de los ratios de ineficiencias en trampas de vapor en plantas de procesos, ya que cualquier abertura de la válvula en el sistema tiene el potencial de disminuir la presión lo que puede causar: fallas en los componentes y tuberías, poner en riesgo al personal y equipo.
2. Evitar las oleadas de presión o ruptura de la línea de vapor, esto minimiza los fallos en trampas de vapor, ya que cuando el vapor condensado se encuentra a la temperatura de saturación es susceptible de quemarse y si la presión entra el sistema puede caer.
3. Evitar abrir el bypass de las trampas de vapor fallidas, porque esta acción reduce la seguridad en el proceso, aumenta el consumo de combustible por la caldera por tanto el impacto financiero en la factura de combustible es mayor, así como también el impacto en el medio ambiente por la quema de combustibles fósiles.
4. Implementar un buen programa de auditoría de vapor, el cual permita a los técnicos de campo o personal externo realizar un análisis individual de cada trampa de vapor mediante el uso de tecnologías de monitoreo por ultrasonido, las cuales han dado resultados positivos al momento de la detección de fallos en trampas de vapor.

Muchos responsables de plantas eligen implementar una caldera adicional al sistema, pensando que esto les ayudará a reducir el consumo de combustible, cuando en realidad lo que se debe pensar es en un sistema monitoreo continuo de las fugas de vapor.

Las plantas envejecidas pueden parecer tener una mayor tasa de fracaso de años por no identificar y/o reemplazar las trampas fallidas. Esta es una de las razones principales que hacen útil considerar la tasa de falla subyacente, la tasa de fallos en trampas de vapor y los pasos para optimizar la operación de las trampas de vapor. 

Cuando se habla con operadores de plantas de proceso, a menudo escuchamos que están experimentando hacia arriba las tasas de fracaso del 35% en auditorías anuales, lo que suele ser una indicación de que las trampas fallidas son por mal montaje y no que la tasa de fracaso subyacente es tan alta.

Si no se cuidan las trampas de vapor de forma rutinaria, después de unos años se puede dar lugar entre el 25% y el 35% de alguna condición fallida, lo que impacta en gran manera la factura de combustible en cualquier lugar entre el 8% y el 10% al año. Mientras que las de vapor de mayor calidad pueden tener una esperanza de vida de 8 años (12.5% de falla promedio). 

Las auditorías en trampas de vapor realizadas por los técnicos de la planta son capaces de gestionar las actividades de mantenimiento, disminuir el impacto de las fallas y mejorar la salud del sistema. Utilizar las tecnologías de transmisores para el monitoreo en tiempo real del estado de la trampa de vapor trae dos beneficios significativos:

• Conocer el estado de sus purgadores de vapor en tiempo real para reemplazarlos antes de que se presenten los fallos tiene un impacto en los procesos y eficiencia de la planta.
• El monitoreo continuo es mejor para analizar el estado de la trampa de vapor ya que no se debe confiar en una auditoría instantánea de 15 segundos de la operación en las trampas.

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