Tyco Flow control desarrolla válvulas de purga de vapor y de retención diseñadas a medida

MADRID, ESPAÑA// Tyco Flow Control ha desarrollado una avanzada válvula de purga de vapor y de retención específicamente para centrales eléctricas supercríticas de carbón. El diseño técnico de la válvula se realizó a medida para un fabricante líder de calderas, en un contrato para varias centrales eléctricas en diferentes lugares del globo.

La porción correspondiente a la válvula de retención en el contrato asciende a 2,5 millones de euros, con futuros proyectos en perspectiva.

La válvula se diseñó para satisfacer dos requisitos principales: tiene que cerrarse hasta diez veces más rápidamente que las válvulas actuales y cerrarse 100 veces sin deformaciones. Los ingenieros de Fasani, del grupo Tyco, emprendieron satisfacer estas estipulaciones realizando modificaciones en el diseño del eje, sin cambiar el cuerpo, el sistema de actuación ni el asiento. El tiempo típico de cierre de las nuevas válvulas de purga de vapor y de retención de Fasani es de 0,1 segundos, en comparación con 0,6 – 1 segundo en anteriores diseños de la válvula de retención.

Con los avances tecnológicos, las centrales eléctricas supercríticas están haciéndose más comunes, con niveles más elevados de temperatura, presión y velocidad de flujo, lo que demanda válvulas que puedan hacer frente a estas condiciones. En la actualidad, las plantas con una producción de 800 MW o mayor ocupan mucho menor espacio que el que se hubiera necesitado hace diez años. Estas limitaciones de espacio y estos mayores rendimientos exigen nuevos diseños y un trazado más complejo, como alrededor de la caldera. Con todos los elementos con una disposición más compacta en un menor espacio hay un mayor riesgo de daños en caso de avería. La válvula de purga de vapor y retención de Fasani está diseñada para estar situada más cerca de la turbina y para hacer frente a un medio operativo más riguroso. Su proximidad a la turbina exige una velocidad de cierre más veloz para proteger los alabes de la turbina de daños debidos a una inversión del flujo de vapor.

Al diseñar esta válvula a medida, Tyco Flow Control trabajó en cooperación con el Politecnico di Milano para la realización de ensayos de materiales. Como parte de la colaboración emprendida, Tyco y la universidad emplearon CAD para recrear el ambiente operativo, por cuanto no era posible realizar las pruebas en el medio físico real. Usando el software de análisis de elementos finitos COMSOL, se descubrió que el acero al carbono, el material tradicional para el eje y obturador de las válvulas de retención, no soportaba las temperaturas más elevadas de una planta supercrítica. Como resultado se seleccionó C12A para el eje y el obturador debido a su resistencia frente a los esfuerzos de presión y temperatura.

Los procedimientos de aseguramiento de calidad han llevado a la certificación de dos fundiciones dentro de la cadena global de suministro de Tyco que cumplen unas elevadas normas de calidad y servicio. Estas fundiciones producirán el material para el cuerpo, el obturador y el eje de la válvula. El contrato incluye también la certificación de Fasani para realizar directamente muchos de los ensayos. Fasani realizará ensayos críticos y no críticos sobre cada nueva válvula para asegurar la calidad y la fiabilidad, incluyendo ensayos con ultrasonidos, radiográficos y de resistencia a impactos.

Ian Gaskell, director global de producto, Fasani, comentaba: «Con los continuados avances tecnológicos, esperamos ver más y más centrales eléctricas supercríticas que ocupen menos espacio. Esto significa que habrá mayor demanda de válvulas que puedan hacer frente a ambientes más rigurosos». Añadía: «Nuestros ingenieros están disponibles para tratar acerca de soluciones de válvulas particularizadas para medios más rigurosos. La nueva válvula de purga de vapor y retención de Fasani es un ejemplo de nuestro compromiso con la excelencia en el servicio, y para trabajar con nuestros clientes para dar satisfacción a sus necesidades».

El diseño y desarrollo de la válvula tomó más de un año, y está ahora disponible para situaciones en las que sean esenciales la resistencia frente al medio y la velocidad de cierre. La colaboración con el Politecnico di Milano fue una clave en este proceso de diseño. Esta asociación fue parte de un contrato en curso con la universidad que permite a los estudiantes aprender acerca de temas industriales y conseguir experiencia real, a la vez que Tyco Flow Control puede acceder a los vanguardistas recursos y conocimientos de la universidad.

Con otros proyectos pendientes en Europa y avances adicionales en tecnología de las plantas, se espera una mayor demanda de válvulas de alta sofisticación como la nueva válvula de Fasani. Tyco Flow Control goza de una rica experiencia de muchos años en la industria de generación y de una probada cartera de marcas líderes. Los ingenieros de Tyco pueden proporcionar soluciones de servicio y de producto para aplicaciones del carbón, nucleares, solares y geotérmicas para dar satisfacción a cualquier necesidad.

Foto: Tyco Flow.