Válvulas solenoides para combustible, aceite, gas y propano

Las electroválvulas utilizadas en aplicaciones de petróleo y gas están diseñadas para controlar la dirección del gas combustible, el propano líquido y otros grados de fuel oil utilizados en aplicaciones de combustión como calderas industriales, hornos, incineradores y hornos. La válvula puede cortar el suministro de gas o aceite a distancia. Las electroválvulas típicas para gas, combustible, aceite y propano están disponibles en 2 vías normalmente cerradas, 2 vías normalmente abiertas, 3 vías normalmente cerradas, 3 vías normalmente abiertas y 3 vías con función universal de acción directa, servopiloto asistido por presión o piloto asistido.

Este artículo analiza las características de las electroválvulas que las hacen merecedoras de ser instaladas en entornos difíciles, cómo seleccionar los materiales de las válvulas y otros criterios de selección.

Electroválvulas para combustible, aceite, gas y propano

Una electroválvula es una válvula electromecánica utilizada para controlar el flujo de líquidos o gases. Estas válvulas tienen tiempos de reacción muy bajos debido a la presencia de circuitos controladores, y se utilizan habitualmente en los inyectores de combustible. Los sistemas de autogas utilizan diferentes categorías de válvulas, como las de cierre y las de bloqueo del filtro, que pueden funcionar con electricidad o con vacío. Los sistemas bi-combustibles suelen utilizar válvulas de cierre.

Ventajas de las electroválvulas de cierre

Históricamente, las válvulas de cierre controladas neumáticamente se utilizaban en los quemadores de los sistemas de calefacción de procesos. Pero estas unidades de válvulas requieren válvulas piloto para el control y requieren equipos y tuberías adicionales, lo que aumenta el gasto total. Además, las válvulas neumáticas expulsan gas metano a la atmósfera durante su funcionamiento.

El consumo de energía relativamente alto y la incapacidad de hacer frente a una amplia gama de presiones de trabajo hacían que estas válvulas no fueran adecuadas para ubicaciones remotas de tuberías o tanques. Además, la mayoría de los sistemas instalados que utilizan tecnologías de válvulas más antiguas no cumplen la normativa de seguridad actual.

A continuación se detallan las ventajas de la válvula de solenoide para aplicaciones de combustible en un sistema de calentamiento de procesos:

• Mayor vida útil y mayor fiabilidad en entornos difíciles.
• Menos equipos de apoyo y menores niveles de mantenimiento, lo que se traduce en una reducción de los costes del ciclo de vida.
• Menos consumo de energía y mayor tiempo de funcionamiento de los equipos.
• Respetuoso con el medio ambiente al no emitir gases a la atmósfera.
• Cumplimiento de las normas de seguridad vigentes.

Combustible, aceite, gas y propano

El combustible es una sustancia que se quema para producir energía térmica. El combustible puede clasificarse en sólido, líquido y gaseoso. Ejemplos típicos de combustibles son:

• Sólido: carbón, madera
• Líquido: gasolina, gasóleo, queroseno
• Gas: Gas natural, hidrógeno, biogas

El petróleo es un combustible que se encuentra en la superficie de la tierra y del que se pueden extraer productos petrolíferos como el gasóleo, el queroseno (o la parafina) y muchas otras sustancias químicas. Estos aceites se utilizan como combustible en vehículos, calefacciones y otros equipos. El propano es un subproducto respetuoso con el medio ambiente del procesamiento del gas natural doméstico o del refinamiento del crudo. También se denomina gas licuado de petróleo (GLP), ya que el gas suele comprimirse y almacenarse en forma de líquido. Por lo tanto, el combustible es un grupo amplio que incluye varios aceites, sólidos y gases aptos para la combustión.

Selección de materiales

Es esencial seleccionar los materiales adecuados para los medios utilizados en la aplicación. Para más información sobre la electroválvula, consulte el material de la carcasa el material de la junta y la tabla de compatibilidad química general.

Gas combustible

Para obtener la máxima vida útil y rendimiento de la válvula, elija materiales como el latón, el aluminio, el acero o el hierro fundido para el cuerpo y el caucho de nitrilo para la junta.

Combustible

En un sistema de aceite combustible, es necesario tener en cuenta la temperatura particular del fluido, ya que la viscosidad cambia con la temperatura. También hay que tener en cuenta la presión máxima y mínima de funcionamiento del fluido y el valor Kv requerido. Una electroválvula con cuerpo de latón y junta de FKM es una opción aceptable para la máxima eficiencia de trabajo de la válvula. El FKM ofrece un equilibrio entre la compatibilidad de materiales y la larga vida útil.

Gas natural y propano

El gas natural y el propano son compatibles con el latón, el aluminio, el hierro fundido o el acero para el cuerpo, y el caucho de nitrilo para el material de sellado de la válvula. La válvula funciona en un amplio rango de presión para el medio, desde muy baja hasta muy alta (normalmente 30 psi o más). Si la aplicación ve temperaturas extremas de funcionamiento de la válvula, asegúrese de clasificar la válvula en consecuencia. Las temperaturas ambientales muy bajas (como^400C) requieren elastómeros especializados para un sellado sin fugas. Las temperaturas ambientales elevadas requieren un aislamiento de clase H de la bobina para su correcto funcionamiento.

Criterios de selección

Tenga en cuenta los siguientes factores para tomar la decisión técnica y comercial correcta:

1. Selección de materiales: La selección de materiales para la aplicación concreta de una válvula es el criterio de selección más importante.
2. A prueba de explosiones Como el medio de combustible utilizado en la electroválvula es altamente combustible, se debe tener suficiente cuidado para evitar que se origine cualquier chispa dentro de la bobina o la carcasa. La bobina o la caja de la válvula deben estar explícitamente especificadas para suprimir cualquier explosión originada por la válvula. Existen varias normas para clasificar los dispositivos para un entorno peligroso, como la NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos (EE.UU.), la ATEX (Atmósferas Explosivas (UE), y la IEC Ex (Comisión Electrotécnica Internacional de Explosivos (mundial)). Al comprar una válvula para trabajar con combustibles explosivos, asegúrese de comprobar las marcas de una de estas normas en la válvula.
3. El número de formas: Una electroválvula suele designarse como válvula 2/2 o válvula 3/2. Una válvula designada como a/b tiene "a" número de puertos y "b" número de estados de puerto. Por ejemplo, una válvula 2/2 tiene dos puertos (de entrada y de salida) y dos posiciones (abierta y cerrada). Una válvula de 3/2 vías tiene tres puertos y dos posiciones. Consulte nuestro artículo sobre los fundamentos de las electroválvulas para obtener más información.
4. Función de conmutación: Según la función de conmutación, una electroválvula puede ser normalmente abierta (NO) o normalmente cerrada (NC). Una válvula de solenoide normalmente cerrada se cierra cuando está sin energía, no permitiendo que el medio pueda fluir a través de ella. Una válvula de solenoide normalmente abierta está abierta cuando está desenergizada permitiendo que el medio pueda fluir a través de ella. Una electroválvula normalmente abierta es ideal para aplicaciones que requieren que la válvula esté abierta durante largos periodos de tiempo, ya que así es más eficiente energéticamente. Lea nuestro artículo sobre las electroválvulas normalmente abiertas y normalmente cerradas para conocer más detalles y su funcionamiento.
5. Tamaño de la conexión Las electroválvulas tienen una amplia gama de presiones, caudales y tamaños de orificio. El tamaño del orificio determina el caudal del fluido; por lo tanto, seleccione el tamaño en consecuencia comprobando las especificaciones del fabricante de la válvula. El valor Kv mide el caudal que pasa por una válvula para un medio y una caída de presión determinados. Si se conocen las características del medio, la caída de presión y el caudal deseado, se puede calcular el valor Kv mínimo requerido para la válvula. Se aplican fórmulas diferentes para los fluidos y los gases. Utilice nuestra calculadora de K v para calcular el valor de Kv del fluido en cuestión y seleccionar la válvula adecuada.
6. Tipo de conexión: La válvula puede conectarse a las tuberías de entrada y salida de varias maneras, como uniones roscadas, embridadas y soldadas.
   1. Enroscado: Estas conexiones de tuberías son uno de los mecanismos más antiguos de conexión de sistemas de tuberías. Los racores se clasifican en dos: macho y hembra. Las roscas macho se encuentran en la superficie exterior de los tubos o accesorios, mientras que las roscas hembra se encuentran en el interior.
   2. Con bridas: Una conexión con bridas es una combinación de pernos, juntas y bridas de tuberías, y la unión no es permanente.
   3. Soldado: El extremo del tubo se fusiona con el orificio de la válvula en una conexión soldada mediante la aplicación de calor.
7. Presión de trabajo y tiempo de respuesta: Hay que tener en cuenta la presión máxima de trabajo del flujo de medios de entrada y salida a la válvula, y elegir una válvula que se adapte mejor al rango. Las electroválvulas pilotadas se utilizan para controlar el flujo de gasolina y otros combustibles inflamables en zonas remotas por razones de seguridad personal. Las electroválvulas de accionamiento indirecto requieren un diferencial de presión para funcionar (aproximadamente 0,3 - 3,5 bar). El tiempo de respuesta de una electroválvula se define como la cantidad de tiempo que necesita una válvula para pasar de una posición abierta a una cerrada o viceversa. Eltiempo de respuesta es crucial para las electroválvulas de cierre que trabajan con combustibles y aceites inflamables. Las electroválvulas de accionamiento directo tienen un tiempo de respuesta de unos 30 ms, mientras que el tiempo de respuesta de las electroválvulas de accionamiento indirecto puede ser de hasta 1000 ms o superior. El tiempo de respuesta de la válvula varía en función de los distintos fabricantes y tipos de funcionamiento, por lo que es fundamental estimar el valor al elegir una electroválvula para la industria del petróleo y el gas.
8. Temperatura del fluido y temperatura ambiente: Asegúrese de que los materiales de las válvulas pueden soportar los requisitos de temperatura mínima y máxima de la aplicación concreta. La mayoría de las válvulas están preparadas para una temperatura mínima de trabajo de -40⁰C, por lo que pueden instalarse en el exterior en climas extremadamente fríos. La válvula puede montarse en cualquier posición sin que ello afecte a su funcionamiento; sin embargo, es preferible montarla en posición vertical con la bobina hacia arriba. La consideración de la temperatura también es esencial para determinar la capacidad de la válvula, ya que afecta a la viscosidad y al flujo del fluido.
9. Alimentación del solenoide: Las electroválvulas pueden funcionar con tensiones de CA o CC. Lea nuestro artículo sobre la elección de una bobina de CA o CC para una electroválvula para obtener más información.
10. Homologaciones: Asegúrese de que la válvula está debidamente certificada en función de la aplicación.
11. Grado de protección: Asegúrese de que la válvula tiene el grado de protección IP adecuado contra el polvo, el líquido, la humedad y el contacto. Esto es especialmente importante cuando la válvula se instala en entornos industriales difíciles para su funcionamiento a distancia.

Aplicaciones

1. Combustible y aceite: Una electroválvula dispensadora de gasolina proporcional puede manejar un flujo fluctuante de gasolina proporcional a la señal de entrada de control, utilizada frecuentemente para aplicaciones de mezcla. En los surtidores de combustible se utiliza una válvula de suministro de gasolina normalmente cerrada. Además, estas válvulas pueden utilizarse para el control de encendido y apagado de los aceites combustibles en quemadores de aceite industriales y comerciales, hornos y estufas.
2. El gas natural: Los vehículos que funcionan con gas natural utilizan válvulas solenoides para controlar el flujo de gas en los cilindros del motor.
3. El propano: Las electroválvulas se utilizan en las carretillas elevadoras que funcionan con propano.