Medidor de flujo de vapor de 3 pulgadas (DN80): Rango de flujo y dimensionamiento

Un caudalímetro de vapor de 3 pulgadas está diseñado para medir el flujo de vapor en tuberías de 3 pulgadas (DN80). La designación de 3 pulgadas se refiere al diámetro nominal de la tubería, no al rango de caudal del medidor. Los caudalímetros de vórtice son una opción común para esta aplicación.

Para vapor saturado, el medidor Silver Automation Instruments STLU-G DN80 tiene un rango de caudal aproximado de 147 a 2942 kg/h a 0,4 MPa(g) y de 256 a 5126 kg/h a 0,8 MPa(g). Si el consumo de vapor suele ser inferior al caudal mínimo del medidor DN80, un medidor DN65 o DN50 con reductores podría ser más adecuado, siempre que su rango de medición cubra el caudal real.

Las siguientes secciones abarcan los rangos de caudal DN80 para vapor saturado y sobrecalentado, junto con las consideraciones de dimensionamiento que determinan cuándo un medidor más pequeño puede ser más adecuado para una tubería de 3 pulgadas.

¿Qué caudalímetro se adapta a una tubería de vapor de 3 pulgadas?

Un caudalímetro de vórtice es una opción común para tuberías de vapor de 3 pulgadas. No tiene partes móviles y requiere poco mantenimiento rutinario. Gracias a la compensación de presión y temperatura, también puede calcular el caudal másico de vapor en kg/h.

Para la medición del vapor también se utilizan otras dos tecnologías:

• Placa de orificio (presión diferencial).Las placas de orificio son relativamente económicas y de uso generalizado. Sin embargo, su relación de modulación típica es de aproximadamente 3:1, lo que puede resultar insuficiente para una línea de vapor con grandes variaciones en la demanda entre el día y la noche.
• Medidor de flujo másico Coriolis.Los medidores Coriolis miden el caudal másico directamente, pero las altas temperaturas del vapor y el costo del equipo pueden hacerlos menos prácticos para una tubería de 3 pulgadas. Existen configuraciones para altas temperaturas disponibles para aplicaciones específicas.

Para muchas líneas de vapor, un medidor de vórtice es un buen punto de partida. La elección final depende de las condiciones de operación, la relación de modulación requerida y la precisión necesaria.

Rango de caudal del medidor de flujo de vórtice de 3 pulgadas

El caudalímetro de vórtice Silver Instruments STLU-G DN80 tiene un rango de caudal volumétrico estándar de 55 a 1100 m³/h, equivalente a aproximadamente 3 a 61 m/s a través de un orificio de 80 mm. La relación de reducción resultante es de 20:1.

Para la medición de vapor, la precisión típica es de ±1,5 % de la lectura. Un medidor de vórtice mide el caudal volumétrico, mientras que el caudal másico depende de la densidad del vapor a la presión y temperatura de operación. Las siguientes tablas muestran los rangos de caudal másico correspondientes para vapor saturado y sobrecalentado.

Rango de caudal de vapor saturado DN80 (kg/h)

La densidad del vapor aumenta con la presión, por lo que el mismo caudal volumétrico corresponde a un mayor caudal másico a presiones más altas. La tabla siguiente muestra el rango DN80 calculado para diferentes presiones de vapor saturado.

Los valores de caudal másico se calculan multiplicando el rango volumétrico estándar por la densidad del vapor saturado, utilizando las propiedades del vapor IAPWS-IF97. Todas las presiones son presiones manométricas.

Para otros diámetros de tubería, desde DN15 hasta DN300, consulte nuestra guía de dimensionamiento de caudalímetros de vapor .

Rango de caudal de vapor sobrecalentado DN80 (kg/h)

El vapor sobrecalentado es menos denso que el vapor saturado a la misma presión. Por lo tanto, el mismo caudal volumétrico corresponde a un caudal másico menor. Por ejemplo, a 1,6 MPa(g), el rango de caudal DN80 es de 370 a 7393 kg/h a 300 °C, en comparación con 472 a 9435 kg/h para el vapor saturado a la misma presión.

La configuración estándar STLU soporta temperaturas de hasta 250 °C, mientras que la versión extendida está diseñada para temperaturas de hasta 300 °C. Si sus condiciones de funcionamiento se encuentran fuera de estos límites, envíenos la presión y la temperatura para que podamos determinar el tamaño adecuado. Las presiones de brida disponibles son de 1,6, 2,5 y 4,0 MPa.

Cuando una tubería de vapor de 3 pulgadas necesita un medidor más pequeño

El tamaño de la tubería y el del medidor son decisiones independientes. La tubería suele dimensionarse para soportar la demanda máxima, pero el medidor también debe medir el consumo de vapor cuando la demanda es baja.

Consideremos una línea que opera a 0,8 MPa(g), con un caudal máximo de 1200 kg/h, un caudal normal de 500 kg/h y una carga nocturna de tan solo 150 kg/h. La tabla compara tres tamaños de medidores bajo estas condiciones.

El DN80 soporta los caudales normales y máximos, pero su caudal mínimo de 256 kg/h es demasiado alto para la carga nocturna de 150 kg/h. El DN65 se acerca más, aunque su caudal mínimo de 163 kg/h aún supera el nivel requerido. Con reductores de DN80 a DN50, un contador DN50 puede cubrir los tres puntos de operación.

Con un caudal máximo de 1200 kg/h, la velocidad en el medidor DN50 alcanza aproximadamente 36 m/s, dentro del rango estándar especificado. El diámetro menor también aumenta la caída de presión, por lo que conviene verificar la pérdida de presión admisible antes de seleccionar un medidor DN50. Comparta con nosotros sus condiciones de funcionamiento y el límite de caída de presión para que podamos comprobar si el medidor es adecuado.

Si el caudal de vapor nunca desciende por debajo de aproximadamente 260 kg/h, un DN80 puede ser suficiente sin reductores. Para conocer el método de dimensionamiento completo y más ejemplos prácticos, consulte nuestra guía sobre cómo dimensionar un caudalímetro de vapor .

Instalación de un medidor de flujo de vapor de 3 pulgadas

Requisitos de tubería recta

Un caudalímetro de vórtice requiere un tramo recto suficiente para mantener un perfil de flujo estable. Un punto de partida típico es 20D aguas arriba y 5D aguas abajo, donde D es el diámetro del orificio del medidor. Para DN80, esto equivale aproximadamente a 1,6 m aguas arriba y 0,4 m aguas abajo. Una válvula de control o dos codos en planos diferentes aguas arriba pueden requerir un tramo recto más largo. Consulte los requisitos de instalación del fabricante y compárelos con la disposición real de la tubería.

Instalación de reductores

Si se instala un medidor DN65 o DN50 en una tubería de 3 pulgadas, coloque los reductores fuera de los tramos rectos requeridos siempre que sea posible. Mida la longitud de los tramos rectos desde el medidor utilizando el diámetro interior del medidor, en lugar del diámetro nominal de la tubería principal.

Gestión de condensados

Elija un punto de instalación donde sea improbable que se acumule condensado y proporcione un drenaje y un sistema de purga de vapor adecuados para la tubería. Las burbujas de agua pueden interferir con la señal del vórtice y dañar el sensor. La disposición final debe cumplir con los requisitos de drenaje y tuberías de vapor de la planta.

Compensación de presión y temperatura

Para el vapor saturado, se puede utilizar tanto la presión como la temperatura para determinar la densidad, siempre que el vapor permanezca saturado. El vapor sobrecalentado requiere ambas mediciones. La configuración STLU compensada utiliza datos de presión y temperatura para calcular el caudal másico y obtener el resultado en kg/h.

¿Cómo dimensionar un medidor de flujo de vapor de 3 pulgadas?

Envíenos estos datos y le confirmaremos el tamaño del medidor y le enviaremos un presupuesto:

• Tipo de vapor: saturado o sobrecalentado
• Presión de funcionamiento (MPa(g) o bar(g)) y temperatura (°C)
• Caudal mínimo, normal y máximo (kg/h)
• Clasificación de la norma de la tubería y de la brida
• Salida: 4-20 mA, pulso, RS485 Modbus o HART

Sitio web: https://www.silverinstruments.com/

Correo electrónico: sales@silverinstruments.com

WhatsApp: +86 18936759191