Sección Transversal de la Válvula de Seguridad (SRV)

Introducción

Las válvulas de seguridad de calderas son esenciales para prevenir la sobrepresurización y actúan como el último recurso de protección contra la sobrepresurización de la caldera.

Una caldera de tubos de fuego puede estar equipada con una o más válvulas de seguridad en la parte superior de su cuerpo, cada una calibrada para abrirse cuando la caldera alcanza su presión de diseño. No se deben instalar válvulas de aislamiento ni restricciones entre las válvulas de seguridad y la caldera. Si las válvulas no están montadas directamente en el cuerpo de la caldera, la tubería que conecta las válvulas a la caldera debe mantenerse libre de obstrucciones y agua, lo cual debe verificarse mediante pruebas periódicas.

Válvulas de Seguridad de Caldera de Tubos de Fuego

Una vez que una válvula de seguridad se abre, el vapor se descarga a través del tubo de escape. Los tubos de escape deben diseñarse para tener la menor cantidad de curvas posible, ser lo más cortos posible, no tener reducción en la sección del tubo (sin reducción del diámetro interno del tubo), y deben conducir a un punto seguro de descarga (típicamente fuera de la sala de calderas).

El agua debe drenarse de la válvula de seguridad o de la tubería de escape a través de un tubo de drenaje. Los tubos de drenaje pueden conectarse a orificios perforados en la sección más baja de la tubería de escape, o directamente a los orificios de drenaje en el cuerpo de la válvula de seguridad; estos drenajes no deben confundirse con el perno de bloqueo del anillo de soplado, si está instalado.

Cuando se instalan dos válvulas de seguridad, es común que una esté ajustada justo por debajo de la presión de diseño de la caldera. Es vital que cada válvula de seguridad permita el flujo completo de vapor producido cuando la caldera está operando a capacidad máxima, es decir, cuando la caldera está produciendo la máxima cantidad de vapor que puede generar. Si las válvulas de seguridad están dimensionadas correctamente, una caldera puede estar funcionando a plena capacidad sin que la presión del vapor exceda los límites de diseño (porque la válvula de seguridad alivia la presión a un ritmo más rápido de lo que se acumula).

Tipos de Válvulas de Seguridad

Existen varios tipos de válvulas de seguridad, incluyendo válvulas de elevación alta y de elevación alta mejorada, que utilizan la fuerza del vapor que escapa para abrir un tapón de válvula alado y lograr mayores tasas de flujo de vapor. Además de esto, algunas válvulas integran un pistón en la parte inferior de la cámara del resorte. El pistón tiene una superficie mayor que el tapón de la válvula, lo que lleva a que la válvula se abra con un sonido característico de 'pop'.

Sección Transversal de la Válvula de Seguridad de Caldera (SRV)

Algunas válvulas de seguridad de caldera incluyen un anillo de soplado. El anillo de soplado puede elevar o bajar el anillo del asiento de la válvula y se utiliza para controlar la cantidad de soplado a través de la válvula. Este anillo está bloqueado por un perno que sobresale a través de la válvula y en los segmentos del anillo de ajuste.

Las válvulas de seguridad de caldera deben estar equipadas con un mecanismo de alivio (parece un mango), utilizado, cuando sea necesario, para liberar rápidamente la presión de la caldera. Los mecanismos de alivio también pueden usarse para probar una válvula de seguridad, asegurando que el eje tenga libertad de movimiento y que el mecanismo de operación de la válvula funcione como se espera. Las pruebas del mecanismo de alivio a menudo no se realizan debido a que los operadores tienen dificultades con el sellado de las válvulas, pero esto generalmente solo ocurre con válvulas que no se prueban con la frecuencia suficiente. Accionar el mecanismo de alivio varias veces suele ser suficiente para desalojar los residuos del área de sellado y permitir que la válvula vuelva a sellar. Para una operación segura, el mango del mecanismo de alivio generalmente está conectado mediante cables de acero a un área vecina a la caldera.

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Mantenimiento de Válvulas de Seguridad y Alivio

Al igual que los manómetros, todas las válvulas de seguridad deben ser desmontadas, inspeccionadas y calibradas al menos una vez al año; el mantenimiento generalmente ocurre durante las inspecciones reglamentarias. La calibración de cada válvula debe ser realizada por una persona competente, y cualquier ajuste de la válvula (incluido el anillo de soplado) debe ser aprobado y sellado por el inspector autorizado. Después de las pruebas y la calibración, todas las válvulas deben estar correctamente marcadas, se deben emitir certificados adecuados y se deben mantener registros precisos.

Se puede realizar una prueba de acumulación para asegurar que una válvula de seguridad pueda aliviar el vapor de sobrepresión cuando el quemador de la caldera está operando a máxima capacidad. Las pruebas de acumulación de las válvulas de seguridad deben repetirse después de cualquier alteración realizada en la caldera, por ejemplo, reemplazo de una válvula de seguridad, cambio de combustible o cambios en el sistema de control. Si, durante una prueba de acumulación, la presión de la caldera aumenta en más del 10% de su presión de diseño, la prueba debe ser abortada. Antes de que la caldera sea re-probada, se deben realizar enmiendas ya sea a la capacidad de alivio de la válvula de seguridad, a la tubería de escape de la válvula de seguridad, o a la capacidad de vapor de la caldera, para asegurar que el límite del 10% nunca sea excedido.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de alivio y una válvula de seguridad?

Las válvulas de alivio y las válvulas de seguridad previenen daños en el equipo al aliviar la sobrepresurización de los sistemas de fluidos. La principal diferencia entre una válvula de alivio y una válvula de seguridad es el grado de apertura en el punto de ajuste de presión.

Válvula de Alivio

Una válvula de alivio se abre gradualmente a medida que la presión de entrada aumenta por encima del punto de ajuste. Una válvula de alivio se abre solo lo necesario para aliviar la condición de sobrepresión. Las válvulas de alivio se utilizan típicamente para los sistemas de líquidos.

Válvula de Seguridad

Una válvula de seguridad se abre rápidamente 'pop' completamente tan pronto como se alcanza la presión de ajuste y permanecerá completamente abierta hasta que la presión caiga por debajo de la presión de reinicio. La presión de reinicio es más baja que la presión de ajuste de activación. La diferencia entre la presión de ajuste de activación y la presión a la que la válvula de seguridad se reinicia se llama soplado. Las válvulas de seguridad se utilizan típicamente para los sistemas de gas o vapor.

Válvula de Seguridad y Alivio (SRV)

Una válvula de seguridad y alivio puede abrirse completamente o proporcionalmente una vez que se alcanza la presión de ajuste. Las SRV pueden usarse para cualquier sistema de fluidos (gas, líquido o vapor).  

Otros Tipos de Dispositivos de Alivio

Otros dispositivos de alivio comunes incluyen el disco de ruptura y la válvula de alivio de temperatura y presión (conocida como TPR o TPRV); consulta nuestro artículo sobre calentadores de agua para aprender más sobre las válvulas TPR y cómo funcionan.

Recursos Adicionales

https://en.wikipedia.org/wiki/Safety_valve

https://en.wikipedia.org/wiki/Relief_valve

https://www.isibang.ac.in/~library/onlinerz/resources/enghandbook3.pdf