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Resumo Geração Captação e remoção do condensado: separado através de purgadores e separadores. • Deve ter uma inclinação de 0,5% nas tubulações para o condensado seguir no mesmo sentido do fluxo de vapor ➢ Para linhas muito longas, divide-se a linha em trechos de mesma declividade, colocando um poço de coleta de condensado na parte baixa de cada trecho. • Em distâncias variáveis entre 30 e 50m é necessário retirar o condensado (sistema de purga) • Em pontos baixos e descidas também devem ser instalados esses pontos de drenagem Funções da bolsa de captação de condensado: • Coleta de condensado • Retenção da sujeira e partículas sólidas • Saída através de um tubo de pequeno diâmetro, onde é ligado o purgador Separadores de condensado: dispositivo para captação de condensado, o qual provoca um alargamento brusco na seção de escoamento afim de reduzir a velocidade do vapor (remoção de umidade). Utilização: • Antes de válvulas de redução de pressão ou de temperatura • À saída das caldeiras e ramais de alimentação de equipamentos Estação de redução de pressão: • Separador: remoção da umidade • Válvula redutora: controle da pressão • Válvula de segurança: proteção dos equipamentos (alívio de pressão) • Filtro: retenção de impurezas (limpeza do sistema de entrada da utilidade) • Manômetro: aferição da pressão de operação e situação do filtro. Purgadores: dispositivos destinados a manter a pressão e eliminar o condensado. • Mecânicos: atuam pela diferença de densidade entre a água e vapor (purgador de bóia e purgador de balde) • Termostáticos: baseados peça diferença entre o “vapor vivo” e condensado (purgador de expansão metálica, expansão líquida, expansão balanceada) • Termodinâmicos: operam segundo o princípio da conservação de energia Tipos de purgadores: Mecânicos: • Purgadores de bóia: um termostato permite a saída do ar quando o sistema estiver em repouso e a temperatura for baixa. ➢ Vapor desligado, purgador frio: boia baixa, válvula fechada e termostato contraído. ➢ Vapor ligado: o ar no interior do purgador escapa até a saída, o termostato se expande. • Purgadores de copo (balde): são purgadores de funcionamento intermitente e as válvulas do purgador são acionadas por um copo. ➢ Purgador de panela aberta: usado para altas pressões, resistente ao golpe de aríete, expele ar lentamente. ➢ Purgador de panela invertida: utilizado na drenagem de tubulações de vapor para qualquer valor de temperatura e pressão, precisam ser escovados para entrar em funcionamento, eliminação de ar moderada e só ocorre se a saída de condensado for contínua. Termostático: • Purgador de pressão balanceada: empregado em baixas pressões, somente para vapor saturado, descarga de condensado demorada. • Purgador de expansão líquida: usado quando o controle de temperatura não é rigoroso, substitui uma válvula automática de controle de temperatura, usado no aquecimento com vapor em serpentinas em tanque de combustível. • Purgador bimetálico: pequenos e leves, removem o ar com facilidade, suportam bem golpe de aríete, trabalham com qualquer pressão. Termodinâmicos: • Purgador de disco móvel: um disco eleva-se para descarregar o condensado e veda hermeticamente a saída, antes de qualquer escape de vapor vivo. É intermitente e cíclico, em carga leve reduz automaticamente o ciclo de abertura. • Tracers (traceamento térmico): é a manutenção da temperatura do fluido circulando na tubulação mediante criação de um ambiente artificial. Fatores que influenciam na escolha de purgadores: • Natureza da instalação e finalidade do purgador; • Pressão e temperatura do vapor de entrada; • Tipo de descarga do condensado; • Quantidade de condensado a ser eliminado; • Perda admitida de vapor vivo; • Ocorrências de golpe de aríete; • Ação corrosiva ou erosiva do vapor; • Custo inicial. Falha aberta: o vapor flui constantemente através do purgador Falha fechada: nada flui através do purgador Pra que a retirada do condensado da linha de vapor: • Conservar a energia do vapor • Evitar vibrações e golpes de aríete nas tubulações • Evitar erosão causada pelo impacto das gotas de condensado • Diminuir o efeito da corrosão • Evitar o resfriamento do vapor • Evitar a diminuição da seção útil de escoamento Purgadores de vapor: este ar pode provocar bloqueios ao ser reiniciado o suprimento de vapor, prejudicando o funcionamento dos purgadores. Para eliminar o ar quando a caldeira é ligada e desligada com frequência, deve-se: • Manobrar registro de purga de ar, utilizando em conjunto com purgadores • Utilizar purgadores adequados, capaz de eliminar o ar de forma automática (purgador termostático de bóia) Onde instalar purgadores de vapor: • Pontos baixos e pontos de aumento de elevação • Nos trechos de tubulações em nível (em intervalos de 30 a 50m) • Imediatamente antes de todas as válvulas de bloqueio/retenção/controle/redutoras • Próximo a entrada de qualquer máquina a vapor • Finais de linha Cuidados para a instalação de purgadores de vapor: • O condensado deve, sempre que possível, escoar por gravidade até o purgador • As tubulações de entrada e saída devem ter o menor comprimento possível • Devem ser montados em locais que permitam a manutenção Vapor de reevaporação: é o vapor liberado (vapor flash) para diminuir a pressão. Retorno de condensado: transforma em líquido e retorna pra caldeira (redução de custos de energia e tratamento de água). Utiliza-se duas tubulações diferentes por ter pressões diferentes do condensado da linha e das utilidades. • É feito por tubulação até um reservatório onde recebe água adicional • Linha de condensado por gravidade • Coleta próxima ao equipamento • Uso de bomba de condensado, cuja energia motora é fornecida pelo próprio vapor. Linha de condensado: 1ª solução Pode situar-se acima do purgador, montado junto à linha de distribuição. O condensado pode elevar-se 5m para cada kgf/cm². Essa solução é válida para pressões acima de 1,5 kgf/cm², mas não muito elevadas. 2ª solução Consiste em recolher o condensado depois de passar pelo purgador para um tanque ventilado e depois bombear o condensado para a linha de retorno de condensado. Em equipamentos: para cada tipo de utilização deve ser conhecido a quantidade de condensado a ser formado. • Vapor vivo: pressão ambiente e contaminação, não utilizar para retorno • Trocadores de calor: 100% de utilização de condensado após passagem Condições para geração de condensado durante o movimento do vapor saturado: • Regime normal de trabalho • Inicio de operação (fase de aquecimento da tubulação), nessa fase a pressão diferencial é pequena, por isso, a quantidade de condensado que se forma é maior. Tanque de alimentação: deve ter 3 “chegadas” (água fria, blowdown e retorno de condensado). Deve ficar a uma altura considerável da caldeira, para ter uma pressão estática alta, para evitar a cavitação. Stall point: instante que a pressão diferencial no purgador é nula Segurança e controle: Excesso de pressão: dispositivos automáticos limitam a pressão de operação, caso excedida, pode haver explosão por exceder a tensão de ruptura. Falta de água: causa superaquecimento no local, aumenta a temperatura do metal diminuindo a resistência mecânica. Incrustações: evaporação continua da água na caldeira acumula sólidos dissolvidos ou suspensos, que se depositam sobre os tubos. Válvula de segurança e alivio: • Função básica: proteger o equipamento. Na abertura, precisão e repetibilidade. No fechamento, vedação e diferencial de alívio. • Sobrepressão: incremento de pressão • Diferencial de alívio: diferença entre pressão de abertura e fechamento • Acumulação: pressão acima do PMTA (pressão máxima de trabalho) durante a descarga do dispositivo. • Funcionamento:baseia-se no equilíbrio entre a força provocada pela carga da mola e a força decorrente da pressão de operação do vaso. • Devem ser reguladas para abertura na pressão 5% maior que a PMTA. Tipos: • Convencional: descarga para a atmosfera ou sistema coletor • Balanceada: existe contrapressão na descarga da válvula PMTA: pressão máxima compatível com especificações de projeto. Controle de nível: • Nível da água deve ser acima da ultima linha de tubos, deve se considerar o aumento de volume. • É feito monitoração e controle de nível de água no interior da caldeira • Detecção de nível baixo com alarmes, injetor de água.
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