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How to correctly size a Float Type Steam Trap

AMS Steam Technology • abr 03, 2020

Due to the high request of many of you, following the last published article - Float type Steam Trap or Thermodynamic Trap? - In this week's article we will explain how to correctly size a Float type Steam Trap.

First of all we must understand the Float type Steam Trap as a liquid level regulation valve.


Its mechanism is composed by a lever with a lenght (L), articulated at one of its ends, and a closed float at the other end, which provides a push (E). In the middle point we can find the obturato of the valve (V) with a specific Area (S). The liquid level activates the opening and closing of the valve.


The obturator is subjected on the one hand to the action of the push (E), transmitted from the float, and on the other hand to the operating differential pressure. Therefore, for the trap to work correctly, there must be at all times an opening push reserve (E) capable of opening the valve when it is subjected to the maximum differential closing pressure. That is to say:


E x L > P x S

For this reason, it is always necessary to take into account the discharge orifice area and the maximum working differential pressure. To evacuate large flows, a large cross-section hole is required, which requires an increase in the size of the float or the length of the lever arm and, consequently, the size of the trap.


To evacuate non-condensable gases, these traps usually incorporate a thermostatic capsule. If working with superheated steam, the capsule must be bimetallic.

To size a Float Steam trap correctly we must take into account the following aspects:

  • Design Pressure and Temperature
  • Maximum Working Differential Pressure 
  • Minimum Woking Differential Pressure
  • Maximum Flow to Evacuate in Minimum Differential Pressure Conditions
  • Optimal Evacuation Tempeature of the Condensate
  • Safety Factor
  • Type of connection

The maximum design pressure and temperature determine the trap materials according to the instructions of each manufacturer.

The trap must be able to function properly even at the maximum working differential pressure. Please note that the Float Type Steam Traps can be blocked when the differential pressure exceeds the maximum ΔP of the trap.

The size of the trap is imposed by the maximum flow to be evacuated, including the safety factor, under conditions of minimum differential pressure. It is not advisable to use exaggerated safety coefficients as oversizing impairs the regulation function and reduces the useful life. In general, traps have an intrinsic safety factor established by each manufacturer, however, we always recommend applying a safety factor of 1.5.

When considering the discharge capacity of a steam trap, it is necessary to refer to the flow curves offered by each manufacturer. There is no uniformity in the way these curves are presented and thus, while some manufacturers offer cold flow data, others refer to flow at the boiling temperature of the condensate; The following image represents the shape of a typical flow chart.

The intrinsic safety coefficient of the traps is usually higher and the maximum cold evacuation flow is usually between 3 and 4 times higher than that corresponding to the saturation temperature, which is why the safety factor in the dimensioning of traps must be reduced.

The internal elements, shutter and seat of a steam trap are subjected to very severe working conditions that cause great wear. Therefore, the selection of the trap must guarantee the highest quality of its internals, requiring special steels of great hardness and high resistance to wear and, preferably, with its armored surface based on coatings of special materials such as Titanium Nitride, Carbide Tungsten or similar materials; in this way its useful life is considerably lengthened.

It should be noted that a more robust design and the use of special materials in the components of the purge element will entail a higher purchase price, but it will be largely offset by its greater reliability, long life and energy savings.

When very dirty or oily condensates are expected, it is preferable to install a “Y” Strainer with drain valve just before the trap to solve any possible obstruction.

Some traps have permanent vent holes to produce automatic deaeration. This type of aerators should not be used except in those applications that require it to avoid the formation of the so-called "steam plug", such as in the draining of rotary dryer cylinders which use a siphon. In other cases, this type of venting is a source of unnecessary energy losses.

Finally, the choice of connection type can affect the appearance of future steam leaks in the installation. There is no doubt that the safest connection for leaks is the weld, although the flange offers high security and easier maintenance. In tracing installations with a large number of purging stations, the cheapest thread is usually used, but with the problem of frequent leakage through pipe fittings such as union nuts. Angular or non-standardized connections that involve dependency on a manufacturer should be avoided.

Please remember that the size of the trap is not defined by the diameter of the connection, but by the diameter of the internal orifice of its valve, which is dimensioned with the maximum flow to evacuate and the minimum available differential pressure.

Por AMS Steam Technology 22 oct, 2020
Si alguna vez has sufrido alguno de estos problemas, es muy probable que el efecto Stall haya aparecido en tu instalación: • Ruptura de intercambiadores • Golpe de Ariete • Temperaturas de Calentamiento Desiguales ¿Qué es el efecto Stall? El Stall ocurre cuando la presión diferencial necesaria a través de un purgador de vapor se vuelve negativa, ocasionando que el condensado no sea descargado por el purgador y este se acumule dentro del intercambiador de calor. Los purgadores de vapor no tienen la capacidad para descargar el condensado por si solos, sino que el condensado es descargado mediante la diferencia de presiones entre la presión a la entrada y la presión de salida del purgador. La presión de entrada del purgador , por lo tanto, debe ser superior a la presión de salida para permitir la descarga apropiada del condensado. Existen varios factores que pueden interferir en la presión diferencial de un purgador. Uno de ellos, por ejemplo, es el uso de una válvula de control, que puede originar una reversión en la presión diferencial de operación del purgador. Normalmente, los intercambiadores de calor son diseñados para alcanzar la carga máxima. El área de transferencia de calor de un intercambiador de calor es fija y no se puede cambiar, pero la carga puede fluctuar dependiendo de las condiciones de operación. Por ejemplo, si el flujo de aire en un calentador de aire caliente se reduce, la única manera de mantener la temperatura actual del aire caliente es reduciendo la temperatura (presión) del vapor, que se utiliza como la fuente de calor. Si la apertura de la válvula de control se encuentra más cerrada, la presión dentro del intercambiador de calor sufrirá una caída. Como resultado, caerá la presión a la entrada del purgador y puede que esta sea menor a la presión en la salida, por lo que el condensado no será descargado, si no que se almacenara dentro del equipo. Aun que el condensado que está almacenado puede ser eliminado al restaurar la presión de entrada del purgador, aun se pueden presentar problemas durante el tiempo que le tome recuperarse a la presión de entrada y poder descargar el condensado. Cuando el vapor entra en contacto con el condensado acumulado y se condensa instantáneamente , debido a la diferencia de temperatura, es muy probable que ocurran golpes de ariete. En equipos como intercambiadores tubulares o de placas, el impacto de los golpes de ariete puede causar ruptura de los tubos y placas interiores.
Por AMS Steam Technology 21 sept, 2020
El golpe de ariete en la tubería de recuperación de condensado normalmente es ocasionado debido a la interacción de el condensado de baja temperatura y el vapor de alta temperatura. Generalmente este se forma de la presencia dual del condensado y el vapor flash en la tubería. En la mayoría de instalaciones de vapor, es muy común escuchar un “golpeteo” constante en el depósito de retorno de condensados pero, ¿es normal este ruido? En tanques atmosféricos de recuperación de condensado, es muy común que se forme vapor flash al descargar condensado a alta temperatura, el cual entra en contacto con el condensado de baja temperatura dentro del depósito. Si el salto térmico no es muy elevado las bolsas de vapor que se generan son pequeñas, por lo que el vapor se condensará rápidamente y escucharemos impactos pequeños y cíclicos a gran velocidad conocidos como “golpeteo”. Por lo tanto, es completamente normal escuchar este famoso “golpeteo”. No obstante, existen soluciones para minimizar este ruido como por ejemplo realizar pequeños agujeros en el tubo de descarga de condensado o instalar un silenciador en el extremo del tubo de descarga. Al realizar esto, conseguimos que el vapor forme pequeñas burbujas que se mezclan con el condensado.
Por AMS Steam Technology 06 sept, 2020
¿Por qué instalar una Bomba de Condesado Mecánica en lugar de una Bomba de Condensado Eléctrica (Centrífuga)? La fiabilidad es el objetivo principal para seleccionar una PMP (pressure motive pump) de tipo mecánica en lugar de las bombas de condensado eléctricas. Las bombas eléctricas requieren un sello mecánico para evitar la fuga del líquido ya que el líquido que se bombea actúa como lubricante, por lo que las caras del sello mecánico pueden girar libremente una contra la otra, mientras el líquido permanezca relativamente frío, el sello mecánico puede durar muchos años. Sin embargo, el condensado caliente puede convertirse en vapor entre las caras del sello y provocar una falla. Una bomba centrífuga crea una zona de baja presión en el ojo del impulsor, el condensado caliente puede convertirse en vapor en la zona de baja presión, causando cavitación y erosión del impulsor y carcaza de la bomba como consecuencia.
Por AMS Steam Technology 31 ago, 2020
El vapor ha sido una valiosa fuente de energía desde la revolución industrial. Al contrario de lo que la gente cree, el vapor sigue siendo una de las formas más eficientes y convenientes de distribuir energía térmica de alta calidad ; sin embargo, si las instalaciones de vapor no se mantienen adecuadamente, pueden incurrir en gastos energéticos elevados, pueden ser ineficientes y poco seguras. Con los ciclos interminables de desperdicio de vapor, la mayoría de las empresas no se dan cuenta de que las pruebas y el mantenimiento adecuados de los purgadores de vapor pueden reducir sus facturas de combustible en un 10-30%. De forma muy resumida, a medida que el vapor viaja a través de las tuberías y puntos de consumo, pierde energía y se condensa. Es muy importante que este condensado sea eliminado sin fugas de vapor vivo para mantener la planta en plena eficiencia. "Alrededor del 10% de las trampas de vapor fallan cada año debido al desgaste de las piezas mecánicas" Para obtener la máxima eficiencia de la planta, los purgadores de vapor deben revisarse de manera adecuada y regular. Para una planta la cual trabaja las 24 horas del día los 365 días del año, es recomentable realizar una auditoría cada 6 meses. Para las demás indústrias, las cuales paran su actividad en fines de semana o de vez en cuando, es recomendable realizar una auditoría al año. Si quieres reducir tu consumo energético al mismo tiempo que incrementas la eficiencia de tu instalación de vapor, no dudes en ponerte en contacto con nosotros.
Por AMS Steam Technology 24 ago, 2020
A menudo, muchos de nuestros clientes nos comentan que algunas de sus válvulas de seguridad disparan antes de lo esperado. Sin embargo, tras inspeccionar y revisar las válvulas, comprobamos que no están abriendo antes de tiempo, sino existe un concepto erróneo sobre la presión de disparo (tarado) de la válvula.
Por AMS Steam Technology 17 ago, 2020
Cliente: Indústria Quimica Objetivo: Reducir el consumo energético y mejorar el rendimiento global de la planta Resultados: Ahorro energético anual de 120.000€, retorno de la inversión en menos de 6 meses
Por AMS Steam Technology 10 ago, 2020
Todos sabemos que cualquier fuga de vapor representa un gasto energético pero, ¿sabemos realmente cuanto cuestan las fugas de vapor? Generalmente, existen dos tipos de fugas de vapor: - Fugas en purgadores de vapor - Fugas en equipos y tuberías (orificios) En este artículo explicamos como calcular cuanto cuesta una fuga de vapor, sea del tipo que sea. Empezamos por las fugas en los purgadores de vapor. La fórmula que debemos utilizar para calcular el coste de una fuga de vapor es la siguiente:
Por AMS Steam Technology 03 ago, 2020
¿Qué factores se deben tener en cuenta al seleccionar una válvula de control para servicio de vapor industrial?
Por AMS Steam Technology 13 jul, 2020
8 Pautas para evitar problemas de golpes de ariete en instalaciones de vapor
Por AMS Steam Technology 06 jul, 2020
La respuesta es un rotundo sí!
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