Válvulas para la generación de energía: 7 factores de selección

Las válvulas para la generación de energía son componentes esenciales para el control del caudal que se utilizan en centrales térmicas, instalaciones de ciclo combinado, centrales hidroeléctricas, plantas de biomasa, sistemas de valorización energética de residuos y unidades de generación de energía para uso industrial.

Estas válvulas regulan el vapor, el agua de alimentación de las calderas, el condensado, el agua de refrigeración, el gas combustible, el aire comprimido, los productos químicos y los fluidos relacionados con las turbinas. El funcionamiento fiable de las válvulas contribuye a mantener estables la presión, el caudal, la temperatura y los niveles de agua, al tiempo que protege las calderas, las turbinas, las bombas, las tuberías y los equipos auxiliares.

JST Valve desarrolla soluciones de válvulas para altas temperaturas y altas presiones, resistentes a la corrosión y al desgaste, y automatizadas, destinadas a aplicaciones exigentes en el sector de la generación de energía.

¿Dónde se utilizan las válvulas para la generación de energía?

Las válvulas para la generación de energía se instalan en todos los sistemas de producción de vapor, funcionamiento de turbinas, circulación de agua, manejo de combustible, refrigeración, tratamiento de emisiones y sistemas auxiliares de la central.

• Sistemas de agua de alimentación de calderas y de agua de alimentación para la puesta en marcha
• Tuberías de vapor principal y de vapor recalentado
• Sistemas de derivación de turbinas y de acondicionamiento de vapor
• Sistemas de condensado y de recirculación por bomba
• Tuberías de agua de refrigeración y de agua de circulación
• Tuberías de gas combustible, aire de combustión y vapor auxiliar
• Sistemas de desulfuración de gases de combustión y de tratamiento de aguas residuales
• Conductos de presión y sistemas de entrada de turbinas en centrales hidroeléctricas
• Sistemas hidroeléctricos de refrigeración, drenaje, derivación y agua auxiliar

Aplicaciones de las válvulas en centrales térmicas

Las centrales térmicas y de ciclo combinado someten a las válvulas a vapor a alta temperatura, agua a alta presión, ciclos térmicos, vibraciones, cavitación, evaporación instantánea, ruido y condiciones de carga que cambian rápidamente.

Las válvulas de control del agua de alimentación de la caldera regulan el suministro de agua a la caldera y ayudan a mantener el nivel de agua requerido. Las válvulas de acondicionamiento de vapor y de derivación de la turbina reducen la presión y la temperatura del vapor antes de que este llegue a los equipos situados aguas abajo.

Las válvulas de aislamiento del vapor principal, las válvulas de recirculación de la bomba, las válvulas de retención, las válvulas de purga y las válvulas de agua de refrigeración deben funcionar de forma fiable durante la puesta en marcha de la central, la generación normal, los cambios de carga, la parada y las situaciones de emergencia.

Aplicaciones de las válvulas en centrales hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas utilizan válvulas para controlar el agua que entra en la turbina, aislar las tuberías de presión, proteger los equipos, evitar el reflujo y gestionar los sistemas de refrigeración, lubricación, drenaje y agua auxiliar.

Es posible que las válvulas de entrada de la turbina deban cerrarse de forma fiable frente a una presión elevada del agua. Se pueden seleccionar válvulas de mariposa o de bola de grandes dimensiones en función de la altura manométrica, el diámetro de la tubería, el tiempo de cierre, los requisitos de fugas, las fuerzas hidráulicas y la política de seguridad de la central.

La velocidad de funcionamiento de la válvula también debe controlarse con cuidado, ya que un cierre rápido puede provocar un golpe de ariete y picos de presión perjudiciales en la tubería forzada o en el sistema de transporte de agua.

7 factores a tener en cuenta en la selección de válvulas para la generación de energía

1. Medio de proceso y funcionamiento de la válvula

Identifique el fluido concreto y la función requerida. El vapor, el agua de alimentación, el agua de refrigeración, el gas combustible, el aire, los productos químicos, las suspensiones y las aguas residuales plantean distintos requisitos en cuanto a materiales, sellado, control y mantenimiento.

2. Temperatura y presión

La temperatura normal de funcionamiento, la temperatura de diseño, la presión de funcionamiento, la presión de diseño y la presión diferencial máxima determinan la clasificación del cuerpo, el diseño del conjunto interno, los materiales de los asientos, las empaquetaduras, las juntas, los pernos y el tamaño del actuador.

3. Cavitación, vaporización y erosión

Los sistemas de suministro de agua con grandes caídas de presión pueden provocar cavitación o vaporización instantánea. El vapor y el agua que circulan a gran velocidad también pueden erosionar los componentes internos de las válvulas. Puede ser necesario utilizar componentes internos para condiciones de servicio extremas, sistemas de reducción de presión por etapas, materiales endurecidos o conductos de flujo especialmente diseñados.

4. Rendimiento en cuanto a caudal y control

Las válvulas de control deben seleccionarse en función del coeficiente de caudal, la caída de presión, el rango de control requerido, el estado del fluido, la respuesta del proceso, los límites de ruido, la precisión del actuador y la estrategia de funcionamiento de la planta.

5. Materiales y resistencia a la corrosión

Los materiales deben ser adecuados para la temperatura y la presión del proceso, la composición química del agua, la calidad del vapor, los cloruros, los productos químicos de tratamiento, las partículas en suspensión y las condiciones de corrosión. Se pueden considerar el acero inoxidable, el acero dúplex, las aleaciones de níquel, el Inconel, el Hastelloy, el titanio, los componentes cerámicos o los elementos de revestimiento con recubrimiento duro.

6. Requisitos relativos al actuador y al sistema de seguridad ante fallos

Los actuadores neumáticos, eléctricos, hidráulicos o electrohidráulicos deben proporcionar un par o un empuje suficientes bajo la presión diferencial máxima. Deben definirse el tiempo de funcionamiento requerido, la posición de seguridad, la señal de control, la retroalimentación de posición y la función de parada de emergencia.

7. Pruebas, mantenimiento y disponibilidad de la planta

Las válvulas para la generación de energía deben garantizar un sellado fiable, un control estable, un mantenimiento accesible, piezas de desgaste sustituibles y documentación de pruebas adecuada para el programa de inspecciones y paradas de la central.

Válvulas habituales utilizadas en la generación de energía

En los dispositivos móviles, desliza el dedo horizontalmente para ver la tabla completa.

Cómo las válvulas para la generación de energía mejoran la fiabilidad de las centrales

Las válvulas para la generación de energía, si se seleccionan correctamente, ayudan a mantener estables la presión del vapor, el nivel de agua de la caldera, el caudal de agua de refrigeración, el funcionamiento de la turbina y el control del agua en las centrales hidroeléctricas.

Una respuesta precisa de las válvulas también ayuda a las centrales eléctricas a adaptarse a las operaciones de puesta en marcha y parada, a los cambios en la demanda eléctrica, a los cortes de los equipos y a otras condiciones de funcionamiento transitorias.

Un sellado fiable, materiales adecuados, un dimensionamiento correcto de los actuadores y unas medidas de mantenimiento prácticas pueden reducir las paradas imprevistas y prolongar la vida útil de los equipos.

¿Por qué elegir la válvula JST?

JST Valve suministra válvulas para la generación de energía destinadas a vapor a alta temperatura, agua a alta presión, sistemas de refrigeración, gas combustible, productos químicos corrosivos, lodos, cenizas, aguas residuales y sistemas hidráulicos hidroeléctricos.

• Diseños de válvulas para altas temperaturas y altas presiones
• Materiales resistentes a la corrosión y aleaciones especiales
• Estructuras con asientos metálicos, recubrimiento duro y resistentes al desgaste
• Conjuntos de válvulas neumáticas, eléctricas, hidráulicas y automatizadas
• Válvulas personalizadas en función de las condiciones reales de funcionamiento de la planta
• Inspecciones, ensayos, planos y documentación del proyecto

Información necesaria para la selección de válvulas

Para que podamos recomendarle la válvula adecuada para la generación de energía, le rogamos que nos facilite la siguiente información:

• Tipo de central eléctrica y ubicación de la válvula
• Composición química y del medio de proceso
• Temperatura de funcionamiento y de diseño
• Presión de funcionamiento y presión diferencial máxima
• Caudal o coeficiente de caudal requerido
• Tamaño de la válvula, clase de presión y norma de conexión
• Función de aislamiento, regulación, derivación o parada de emergencia
• Requisitos relativos a fugas, cavitación, evaporación instantánea y ruido
• Tipo de actuador, señal de control, tiempo de funcionamiento y posición de seguridad
• Requisitos de inspección, ensayo, certificación y documentación

Referencias técnicas

Se puede consultar información técnica adicional sobre el control de caudales en centrales eléctricas y el funcionamiento de las centrales hidroeléctricas en los siguientes recursos del sector:

• Aplicaciones de control de caudal de Emerson Power Industry
• Soluciones de Flowserve para centrales térmicas de vapor convencionales
• Soluciones de automatización para centrales hidroeléctricas de Valmet

Preguntas frecuentes

¿Qué válvulas se utilizan habitualmente en las centrales térmicas?

Las válvulas de globo y de control se utilizan habitualmente para la regulación del agua de alimentación, el vapor, la presión y el caudal. Las válvulas de compuerta, las válvulas de bola, las válvulas de mariposa y las válvulas de retención se utilizan para el aislamiento, el agua de refrigeración, el combustible, el condensado y la prevención del flujo inverso.

¿Qué válvulas se utilizan en las centrales hidroeléctricas?

Las válvulas de mariposa de gran tamaño, las válvulas de bola, las válvulas de compuerta, las válvulas de retención y las válvulas de control pueden utilizarse para el aislamiento de la entrada de las turbinas, las compuertas, las líneas de derivación, el agua de refrigeración, el drenaje y los sistemas auxiliares.

¿Por qué se utilizan juntas para condiciones de servicio extremas en las válvulas de las centrales eléctricas?

Los conjuntos de control para condiciones de servicio exigentes ayudan a gestionar las caídas de presión elevadas, la cavitación, la vaporización, la erosión, las vibraciones y el ruido. El diseño exacto del conjunto de control depende del medio de proceso y de las condiciones de funcionamiento.

¿Puede JST Valve suministrar válvulas automatizadas para la generación de energía?

JST Valve puede suministrar conjuntos de válvulas neumáticas, eléctricas, hidráulicas y electrohidráulicas en función del par, el empuje, la velocidad de funcionamiento, la señal de control, la retroalimentación y la función de seguridad ante fallos requeridos.