Colectores de condensado de gas en gasoductos: estructura y finalidad del colector de condensado + detalles de montaje y mantenimiento

¿Está planeando gasificar su casa? Quizás esté instalando un sistema autónomo de suministro de gas con un tanque de gas. En ese caso, necesita conocer los colectores de condensado de gas.

Le ayudarán a evitar muchos problemas en el uso del gas y prolongarán la vida útil del equipo consumidor de gas, así como del propio gasoducto y las chimeneas. Un colector de condensado correctamente seleccionado e instalado mejora significativamente la calidad del gas y garantiza la seguridad del funcionamiento de todo el sistema.

En este artículo le explicaremos qué funciones cumplen los colectores de condensado en el gasoducto, qué se deposita en ellos, qué tipos existen y en qué se diferencian, cuál es el principio de funcionamiento de este equipo, cómo instalarlos y mantenerlos.

¿Para qué sirve un colector de condensado en el gasoducto?

Tanto el metano como la mezcla licuada de propano-butano necesitan una purificación adicional. Esto se debe a las condiciones de almacenamiento y uso, y a las imperfecciones de los sistemas de distribución de gas.

Las impurezas en los gases son variadas:

1. Agua: puede entrar en el gasoducto durante su construcción, prueba y purga, así como a través de los más mínimos orificios o grietas. Contribuye a la corrosión del acero y destruye la chimenea
2. Butano (líquido): puede recondensarse de la mezcla de propano-butano. No se evapora ni asciende por el gasoducto a temperaturas negativas, en el frío. El butano líquido en un quemador de gas forma una llama, y en una caldera provoca una parada o una explosión.
3. Partículas sólidas pequeñas: pueden entrar en el gas desde los tanques y las tuberías del sistema, especialmente si no son nuevos y ha comenzado un proceso de corrosión en su interior. Debido a ellas, se obstruyen los inyectores.

Cada uno de estos tipos de impurezas es peligroso a su manera. El agua, el butano líquido en un quemador de gas forma una llama, y en una caldera provoca una explosión; las partículas sólidas obstruyen los inyectores.

El colector de condensado se encarga de la filtración, acumulación y eliminación de inclusiones extrañas.

El colector de condensados consta de los siguientes componentes: 1) tubería de gas; 2) línea de equilibrado de presión; 3) válvula de cierre; 4) tubo de purga; 5) purgador de condensados; 6) depósito de condensados, instalado debajo de la tubería de gas.

En el colector de condensados se acumula todo lo pesado, incluido el butano líquido, evitando las situaciones peligrosas que este podría provocar.

Estructura y principio de funcionamiento del colector

Los colectores de condensados de baja presión se diferencian fundamentalmente de los dispositivos diseñados para funcionar con tuberías de gas de media o alta presión.

Se trata de un recipiente cilíndrico vertical con fondo convexo o cónico, a cuyas paredes superiores se sueldan dos boquillas para la conexión con la tubería de gas, y a través de la tapa se extrae un tubo hasta la superficie del suelo, bajo una cubierta especial (un ‘armario’), para la extracción del condensado.

El gas pasa por la parte superior del depósito de una boquilla a otra, mientras que todas las impurezas líquidas o sólidas se depositan en el fondo. En estos sistemas, la presión del gas es insuficiente para expulsar el líquido a través del tubo del dispositivo, por lo que se debe bombear con una bomba, de forma similar a cuando se bebe un líquido de un vaso con una pajita.

En los colectores de condensados aéreos, a veces el tubo de descarga se encuentra en la parte inferior, y el condensado simplemente se drena al abrir una válvula por la fuerza de la gravedad.

Los colectores de condensados de media y alta presión son tanques de expansión en los que el gas se asienta. Debido al aumento significativo del área de sección transversal en comparación con las tuberías de gas, la velocidad del flujo disminuye y todas las partículas pesadas, líquidas y sólidas, logran depositarse.

La parte principal del dispositivo (el colector) es un recipiente cilíndrico con extremos convexos, como un tanque. De su parte superior salen dos boquillas: por la primera, el condensado fluye por gravedad desde la tubería; por la segunda, el gas que ha entrado en el condensador junto con el líquido regresa a la tubería.

El tubo de purga para eliminar el condensado en los dispositivos de media o alta presión está equipado necesariamente con una válvula, no con un tapón, como en la primera variante. En algunos casos, la presión del gas en el sistema puede ser suficiente para eliminar todo el condensado al abrir la válvula. Esto ocurre con mayor frecuencia en los colectores de condensados instalados en la superficie del suelo.

En los depósitos subterráneos, solo con una presión de al menos 15-20 kPa, el líquido acumulado asciende por sí mismo a través del tubo de descarga y se vierte en un depósito especial. En la superficie del suelo, puede congelarse, lo que no solo interrumpe la evacuación del condensado, sino que también puede dañar el tubo donde ocurre, hasta el punto de romperse.

Para evitar la congelación en invierno, en los colectores de condensado subterráneos de alta y media presión se ha previsto una columna adicional llena de gas, instalada en paralelo al tubo de salida. Está conectada con la principal a nivel del suelo y crea en ella una contrapresión, impidiendo que el líquido se escape durante las heladas.

Además, estos acumuladores de condensado suelen estar equipados con equipo adicional. Puede ser un manómetro para controlar la presión dentro del tanque, un sensor de nivel de líquido que indicará cuánto condensado se ha recogido, un indicador de llenado que da la orden de realizar el mantenimiento del equipo y drenar el líquido acumulado.

No es raro en estas instalaciones: un dispositivo de eliminación automática de líquido. En el colector de condensado instalado antes del compresor, el indicador de llenado lo desconecta automáticamente.

Recomendaciones para la selección de colectores de condensado

En función de los parámetros de su gasoducto, el mercado ofrece una amplia gama de colectores de condensado para gasoductos. Algunos fabricantes están dispuestos a fabricar una unidad de cualquier modificación según su pedido personal, que cumpla exactamente con todos los requisitos, si no hay un modelo adecuado en la línea de productos presentada.

Los sistemas de gas son diversos en forma, presión, condiciones de operación, llenado, condiciones de operación – hay muchas combinaciones de estos parámetros. Por lo tanto, las opciones de recipientes de condensado para gasoductos no son menos.

Una unidad seleccionada incorrectamente no cumplirá con las tareas asignadas o será innecesariamente grande y costosa, por lo que recomendamos dejar la selección final a los especialistas. Y para orientarnos un poco en esta diversidad, analicemos sus principales diferencias y principios de selección según estos parámetros.

Criterio #1 — forma del colector de condensado

El propio recipiente para recoger condensado puede colocarse horizontalmente, como un tubo o un pequeño tanque, o verticalmente, como una olla. Se puede determinar cómo debe colocarse el colector de condensado seleccionado no solo por su forma, sino también por la ubicación de las conexiones: siempre están orientadas horizontalmente.

La forma del colector de condensado no siempre depende de la presión de diseño: existen tanto verticales para tuberías principales como minitanques para baja presión.

Verticales recipientes de condensado se aplican con mayor frecuencia en gasómetros; se conectan al tanque y al tubo vertical que suministra gas a la casa, mientras que el depósito para recoger el condensado está ubicado verticalmente, paralelo al tubo.

Los modelos horizontales generalmente se cuelgan o instalan sobre soportes debajo de una tubería horizontal, paralelos a ella. Suelen ser de alta presión y grandes volúmenes.

Criterio #2 — presión en el gasoducto

Es importante adquirir un separador de condensados diseñado para la misma presión que toda la tubería de gas. Existen 3 opciones: para baja, media y alta presión.

A veces los separadores de condensados se fabrican ya unidos a un tramo de tubería de gas, lo que permite minimizar la cantidad de trabajos de soldadura en el campo.

Se diferencian no solo por el tamaño y el diámetro de los tubos de conexión, sino también por el diseño interno, el método de instalación y mantenimiento. Por lo tanto, una presión inadecuada puede hacer que la instalación y operación no solo sean ineficientes, sino también peligrosas.

Criterio #3 — otros parámetros del equipo

Además de la forma y presión mencionadas, se diferencian por los siguientes parámetros:

• Volumen – desde un par de cientos de mililitros hasta varios metros cúbicos, dependiendo de la tendencia de la tubería a formar condensado, la composición de la mezcla de gas, las condiciones climáticas, el volumen de gas transportado y la ubicación del separador de condensados.
• Material del que está fabricado el receptor de condensado – generalmente acero inoxidable. Sin tratamiento adicional, puede resistir durante mucho tiempo el entorno agresivo de la humedad y el butano líquido. Sin embargo, a menudo los separadores de condensados, especialmente los de gran volumen, también se fabrican de acero común. Para protección adicional, se trata no solo exteriormente, como toda la tubería, sino también interiormente, por ejemplo, con un compuesto epoxi.
• Según el lugar de instalación, los separadores de condensados pueden ser subterráneos o aéreos. En los segundos es obligatorio el marcado «Gas», «Inflamable».
• Aislamiento hidrófugo exterior debe ser el mismo que en la tubería de gas. La mayoría de las veces son cintas adhesivas de polietileno, pero también puede ser masilla bituminosa o recubrimiento bituminoso-polimérico. Para equipos aéreos, es suficiente la protección con pintura resistente al agua, obligatoriamente amarilla.
• Tubos de conexión a la tubería de gas se diferencian por diámetro y pueden estar diseñados para soldadura o para unión fija de acero con plástico.
• Equipo adicional. Además del tubo de entrada y salida, hay un tubo para drenar o bombear el condensado recolectado. También pueden haber conexiones para manómetro, sensor de nivel de líquido, indicador de llenado del depósito, y para igualación de presión.

Los consumidores particulares, por lo general, adquieren un separador de condensados para gasómetros privados, al instalar un suministro de gas autónomo para la finca.

Los gasómetros para viviendas particulares tienen diferentes volúmenes, también varía la calidad del gas y las condiciones de operación – esto influye en la elección del separador de condensados.

Para estos fines, se suelen utilizar pequeños dispositivos con un depósito vertical, similar a un vaso, y un tubo largo para extraer el condensado. Se instalan con mayor frecuencia bajo tierra, directamente en la entrada del depósito de gas, y normalmente no tienen equipos adicionales.

Los recipientes de condensado de alta presión se instalan en gasoductos principales, cerca de estaciones de distribución de gas y frente a grandes consumidores industriales. Tienen un gran volumen y forma de tanque, y casi siempre están equipados con sensores adicionales y alarmas.

Procedimiento de instalación del colector de condensado

La forma y el procedimiento de conexión del colector de condensado dependen del lugar de instalación.

Los lugares principales para la recogida y evacuación del condensado del gas son los siguientes:

1. A la salida del depósito de gas en sistemas autónomos de suministro de gas.
2. En tramos bajos de la tubería de gas o en el punto de unión de tuberías con pendiente opuesta.
3. Al inicio (cabeza) del gasoducto – cerca de la refinería, después de la estación de distribución de gas o del tanque de almacenamiento.
4. Antes del compresor, para evitar fallos en su funcionamiento, así como antes de fábricas y otros consumidores industriales.
5. A la salida del gas del compresor – aquí se recoge el condensado si el compresor se ha detenido, o si se bombeó petróleo desde los tanques llenándolos de gas.

El desarrollo del plano de ubicación de los colectores de condensado es tarea del ingeniero jefe de la empresa que transporta y distribuye gas a los consumidores.

Él determina no solo los lugares de instalación de dichos equipos y la distancia entre ellos, sino también el tipo, tamaño y otras características. Después del montaje, la ubicación del equipo debe ser señalizada con precisión mediante placas especiales que indiquen la dirección y la distancia hasta el mismo.

El colector de condensado subterráneo instalado debe estar a una distancia de cuerpos de agua, pozos, árboles y edificaciones; su ubicación se indica con placas.

Al elegir la ubicación del colector de condensado, también se considera la facilidad de mantenimiento futuro. Debe quedar no solo un libre acceso al tubo de extracción de condensado, sino también la posibilidad de excavarlo para mantenimiento, reparación o reemplazo. El dispositivo en sí se coloca a no menos de 2 m de la pared más cercana, y su conexión con la tubería a no menos de 1 m de la pared. También está prohibido instalar estos dispositivos por encima del punto de congelación del suelo.

Los consumidores privados pueden enfrentarse a la necesidad de instalar un recipiente de condensado solo en el gasómetro – nos detendremos en este tema en detalle. El gasómetro se instala a distancia de la casa, según los requisitos normativos – no menos de 10 m, por lo que la tubería hasta la entrada del sótano generalmente se coloca horizontalmente bajo tierra.

En este esquema, este tubo se divide en 2 partes con pendiente opuesta, y en su unión, en el punto más bajo, se instala un colector de condensado. Debajo de él se vierte una pequeña base, y el propio equipo se coloca sobre patas para minimizar la corrosión. La entrada y salida del dispositivo se sueldan al tubo de gas, y el tubo para la extracción del condensado se extiende hasta la superficie del suelo, se tapa con un tapón y se cubre con una alfombra.

El colector de condensado solo se puede conectar mediante uniones fijas, soldadura, y no se permiten conexiones roscadas ni con bridas. Esto garantiza la seguridad operativa y reduce el riesgo de fugas.

Si el gas se saca a la superficie del suelo verticalmente, directamente desde el gasómetro, entonces el lugar para recolectar el condensado es el comienzo mismo del tubo. En este caso, un tubo de conexión se suelda al tubo, y el segundo – ya sea al mismo tubo, un poco más abajo, o al propio tanque. El tubo para bombear el condensado se saca paralelo a la columna de gas.

Detalles del mantenimiento del equipo

De acuerdo con el cronograma elaborado por el ingeniero de la empresa suministradora de gas, se realiza el soplado de los colectores de condensado y la verificación de su estado técnico. Estos trabajos se consideran peligrosos, ya que el condensado contiene no solo agua, sino también butano líquido fácilmente inflamable, que a menudo constituye la mayor parte del líquido. Por lo tanto, el mantenimiento lo realizan dos especialistas, solo durante el día, no durante una tormenta.

También está prohibido verter el condensado directamente en un camión cisterna, solo en contenedores metálicos estacionarios con valla o en un foso. Si hay un oleoducto cerca, se puede verter el condensado en él.

Para vaciar un colector de condensado de baja presión, se necesita una bomba, una motobomba o una cisterna de vacío. Del extremo del tubo se extrae el tapón, se conecta la manguera de la bomba, se abre la válvula y se pone en marcha la bomba. La extracción continúa hasta que deje de salir líquido de la bomba, luego se apaga, se cierra la válvula, se desconecta la manguera y se vuelve a colocar el tapón.

Con un colector de condensado de pequeño volumen se puede manejar también con una bomba manual, y en algunos modelos de montaje en superficie, el líquido se drena por gravedad.

Los colectores de condensado de media y alta presión generalmente no necesitan bomba. Tienen 2 columnas: una de condensado y otra de gas, cada una con una válvula, y normalmente solo la de gas está abierta.

Para vaciar el depósito de líquido, se giran ambas válvulas: se cierra la de gas y se abre la de condensado. El líquido sale bajo la presión del gas de la tubería. Para ahorrar tiempo y mano de obra, este proceso se puede automatizar mediante instrumentos de control y medición y automatización.

Si no se elimina el condensado a tiempo, un golpe de ariete o un tapón puede no solo obstruir el suministro de gas, sino también dañar la tubería.

Además de eliminar el condensado acumulado, los inspectores del gasoducto verifican la presencia y precisión de las placas que indican su ubicación, así como el correcto funcionamiento del propio equipo y de las válvulas de cierre asociadas. Si es necesario, la reparación se realiza de inmediato o se redacta un acta, por la cual posteriormente se desplaza un equipo especial.

¿Cómo prescindir de los colectores de condensado de gas?

Un separador de condensado instalado en el gasoducto es garantía de seguridad y protección del equipo.

Pero existen alternativas. Por lo general, están orientadas a prevenir la formación de condensado. Entre estos medios se encuentran los evaporadores, que devuelven el butano en estado gaseoso al depósito, el aislamiento térmico y el calentamiento de la tubería, su instalación por debajo del punto de congelación y el uso de tubos de mayor diámetro.

El calentamiento del gasoducto evitará la formación de la parte más peligrosa del condensado, la fase líquida del butano, pero su instalación y operación no son baratas.

Sin embargo, su uso no siempre es posible ni eficaz, y además suele ser más caro que la instalación de un separador de condensado.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Para comprender mejor el principio de funcionamiento del separador de condensado, le sugerimos ver el siguiente video:

Una guía visual sobre qué es el condensado de gas en el siguiente reportaje:

Hemos analizado para qué sirven los separadores de condensado de gas, qué tipos existen, cómo funcionan y qué criterios tener en cuenta al elegir el recipiente adecuado. También hablamos sobre cómo y dónde se instalan y mantienen los separadores de condensado, y qué soluciones alternativas existen.

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