Posición de Instalación de un Intercambiador de Calor con Planes API 21 y 23

Posición de Instalación de un Intercambiador de Calor con Planes API 21 y 23

En esta publicación, conocerá por qué los intercambiadores de calor deben instalarse verticalmente con los planes API 21 y 23.

Existen dos planes API de control ambiental para sellos mecánicos que se utilizan para mantener los sellos fríos y limpios en aplicaciones con agua a alta temperatura:

Plan API 21 (Recirculación Refrigerada de la Descarga) proporciona enfriamiento al sello con capacidades de alto flujo de flush al recircular la descarga del fluido de la bomba a través de un orificio de control de flujo y un intercambiador de calor antes de que ingrese a la cámara del sello.
Plan API 23 (Recirculación Refrigerada del Sello Mecánico) enfría el fluido de la cámara de sello mediante el uso de un dispositivo de bombeo (anillo de bombeo) para hacer circular el fluido a través de un intercambiador de calor y de regreso a la cámara del sello.
La efectividad de estos dos planes de control ambiental de sellos mecánicos depende en gran medida de la funcionalidad y efectividad del intercambiador de calor para enfriar el fluido de modo que las caras del sello tengan fluido más frío para lubricar.

Posición del Intercambiador de Calor

El funcionamiento eficaz de un intercambiador de calor en un sistema de flush depende de su tamaño y ubicación. Los clientes suelen preguntar: «¿Debería instalar el intercambiador de calor en posición horizontal o vertical?»

Como se muestra en la Figura 1, el intercambiador de calor se puede instalar en cualquier posición, pero existen claras ventajas en una instalación vertical.

Técnicamente, los intercambiadores de calor se pueden colocar vertical u horizontalmente, pero existen diferencias en su efectividad.


Instalación Vertical u Horizontal:

Un intercambiador de calor instalado en posición horizontal puede proporcionar capacidades de enfriamiento, sin embargo, es mucho más ventajoso montar el intercambiador de calor verticalmente como se muestra en la Figura 2. En posición vertical, la tubería del serpentín de enfriamiento se enrolla gradualmente hacia abajo y hacia arriba para un drenado de fluido y venteo de gas/aire óptimos.

API 21 con instalación de intercambiador de calor vertical
En posición horizontal, es mucho más difícil drenar totalmente los fluidos de sellado y enfriamiento. El fluido a sellar queda atrapado en la sección inferior del serpentín de enfriamiento, y el agua de enfriamiento del lado de la carcasa queda atrapada debajo del punto de drenado más bajo. El intercambiador de calor debería retirarse y colocarse verticalmente para lograr una descarga total. También es mucho más difícil ventear aire/gas en una instalación horizontal porque el gas/aire puede quedar atrapado dentro de las espiras superiores del serpentín de enfriamiento. Podría ser necesario el uso de flush para eliminar estos gases atrapados.

La presencia de gas/aire atrapado es más crítica cuando se usa un Plan 23. Los gases atrapados que quedan en el fluido pueden reducir la eficiencia de un intercambiador de calor y el flujo en el circuito de flush del sello. En última instancia, esto puede hacer que el sello se sobrecaliente y falle debido a la falta de lubricación de las caras del sello mecánico. Un intercambiador de calor montado verticalmente proporciona la ventaja de un efecto termosifón para ayudar a inhibir estas condiciones perjudiciales.

Para aplicaciones que deben cumplir con los requisitos de la norma API 682, la norma API 682 especifica que el intercambiador de calor debe montarse de modo que permita la descarga y el venteo completo tanto del agua de refrigeración como del fluido de proceso. Esta capacidad se puede lograr fácilmente con una instalación vertical.