Lista de geração e distribuição de vapor

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1) Liste os itens da casa de caldeiras, onde existem oportunidades de implantação de 
projeto de eficiência enérgica explicando cada um deles. 
Resposta: 
• Silos e tanques de estocagem de combustível; 
• Correias transportadoras; 
• Extratores /Alimentadores; 
• Fornalha; 
• Gralhas; 
• LF; 
• Alimentadores; 
• Injeção de ar para combustível; 
• Controle da vazão de Ar par combustível; 
• Queimadores; 
• Cinzeiro; 
• Câmara de combustão; 
• Tambor de vapor e tubulações; 
• Superaquecedor; 
• Dedssuperaquecedor; 
• Reaquecedor; 
• Alimentação de agua e condensados; 
• Economizador; 
• Aquecedor de ar; 
• Sopradores de fuligem; 
• Exaustão e condução de fumos; 
• Retentor de fuligem; 
• Chaminé; 
• Indicadores de pressão; 
• Válvulas de segurança; 
• Visor de nível; 
• Controlador de nível; 
• Alarme de falta d’água; 
• Fusível térmico; 
• Pressostatos; 
• Linhas de transporte; 
• Sensores; 
• Filtros; 
• Purgadores; 
• Sistemas de monitoramento 
 
Atualmente as caldeiras, sejam de grande ou pequeno porte, são constituídas de uma 
associação de componentes, tanto para controle quanto para aproveitamento energético. 
Abaixo segue alguns desses componentes que podem ser aplicados às caldeiras, 
dependendo da sua forma construtiva e combustível utilizado. 
 Sistema de controle de nível e água de alimentação 
A medida que vapor é produzido, é necessário repor a água na caldeira. O sinal para a 
reposição é dado por um “identificador” de nível, que pode ser por eletrodos de 
condutividade ou por boia. 
 
Esquema de controle de nível e acionamento da bóia 
 
 
 
A reposição da água é realizada por bomba (normalmente de alta pressão, multe estágio) 
de forma contínua ou intermitente, dependendo da automação do sistema de 
alimentação e do modelo construtivo da caldeira (nível fixo ou nível não-fixo). No caso 
da alimentação contínua, a bomba é mantida continuamente ligada, sendo seu fluxo 
regulado por uma válvula moduladora e/ou sistema de controle de rotação da bomba 
(inversor de frequência). No caso de intermitente, a bomba á acionada quando 
identificado baixo nível e desligada quando atingido nível máximo. O acionamento 
dessa bomba pode ser por partida direta, por soft starter ou por inversor de frequência. 
A melhor aplicação dependerá basicamente do tamanho do motor e da frequência de 
acionamento. 
 
Esquema de reposição de água de caldeira 
Outro acessório importante, pelo menos para as caldeiras de nível de água fixo, é o visor 
de nível. Este pode conter ou não um eletrodo de condutividade, mas é essencialmente 
um item de segurança para verificação visual do operador de caldeira quanto ao correto 
nível de água na caldeira. É um ponto de verificação também durante os processos de 
partidas e paradas das caldeiras de nível fixo. 
. 
 
Ilustração de um visor de nível 
Em especial para as caldeiras de combustível sólido, é necessária a instalação de 
um injetor , um sistema auxiliar de injeção de água de reposição da caldeira, movido a 
vapor, que entra em operação principalmente quando há falha no fornecimento de 
energia elétrica às bombas de água. 
 
Economizador 
Item instalado na saída dos gases de exaustão para aproveitar o calor a ser perdido pela 
chaminé. Pelo economizador passa a água de reposição da caldeira, ou água de 
alimentação, que é pré aquecida pelo calor dos gases de exaustão antes de entrar na 
caldeira. Esse elemento é imprescindível quando falamos de eficiência energética em 
caldeiras à gás. 
 
Ilustração da utilização de um economizador na caldeira 
Recomenda-se a instalação desse item em caldeira à gás ou biomassa com gases de 
exaustão com temperatura superior à 180°C. Na saída do economizador recomenda-se 
manter a temperatura dos gases de exaustão em torno de 130~150°C para evitar 
problemas de corrosão do economizador pelo condensado desses gases. 
Não é recomendada a utilização de economizadores em caldeira à óleo em função de 
suas emissões. Na composição de qualquer óleo combustível para caldeiras há alto teor 
de enxofre (S) que, quando queimado, forma H2S e H2SO4, que é extremamente 
corrosivo ao economizador. 
 
Pré aquecedor de ar 
É um componente, que como o economizador, também utiliza o calor sensível dos gases 
de exaustão, porém para pré aquecer o ar que será utilizado na combustão. E, da mesma 
forma que o economizador, também afeta a eficiência energética do equipamento. 
Quando o ar entra à temperatura ambiente, parte do calor gerado pela combustão é 
utilizado para aquecer esse ar. Se o mesmo entrar na câmara de combustão à 
temperatura mais elevadas, o gap de temperatura é menor, reduzindo a quantidade de 
energia “perdida” para aquecer o ar. 
No entanto, é importante salientar que quanto maior a temperatura de entrada do ar de 
combustão, maior será a taxa de emissão de NOx. 
 
Válvulas de segurança 
Válvula de segurança é um componente de extrema importância, que merece um post só 
para ela. Porém, falaremos um pouco aqui, complementando que já falamos aqui. 
A instalação da válvula de segurança em caldeiras e vasos de pressão é prevista pela 
ASME I e pela NR13 aqui do Brasil, sendo considerada por essa última, risco grave e 
iminente a inexistência da mesma ou sua calibração acima da PMTA do vaso. 
Esse é o último componente de segurança da caldeira, quando todos os outros falham, 
esse dispositivo mecânico entra em atuação. Seu funcionamento básico é abrir à 
determinada pressão (previamente calibrada) para expurgar o vapor de dentro da 
caldeira e diminuir sua pressão. 
 
Esquema de uma válvula de segurança 
Cada caldeira poder ter uma ou mais válvulas de segurança, dependendo da sua área de 
troca térmica, de capacidade total somada pelo menos igual a capacidade de produção 
da caldeira. No caso de mais de uma válvula, essas podem ser de abertura escalonada ou 
simultânea. 
 
Cinzeiro e soprador de fuligem 
Esses componentes são utilizados em caldeiras de biomassa (lenha, por exemplo). O 
cinzeiro é o local onde as cinzas e eventuais restos da combustão se depositam, para 
serem posteriormente removidas. 
Os sopradores de fuligem são acessórios utilizados para remover fuligem que se 
deposite na área de aquecimento das caldeiras, normalmente, aquatubulares. 
Esses são apenas alguns dos componentes que compõem uma caldeira. Optei por 
destacar os de segurança (alimentação de água e PSV) e os que impactam na eficiência 
da caldeira (economizador, pré aquecedor de água, soprador de fuligem), mas há 
diversos outros componentes que também são importantes para a operação de uma 
caldeira, como o sistema de purga automática, chaminé e queimadores. 
 
Fornalha 
É onde ocorre a queima do combustível entre as suas funções estão incluídas: a mistura 
ar –combustível, a atomização e vaporização do combustível e a conservação de uma 
queima continua da mistura 
 
Grelha 
Grelhas (só para combustíveis sólidos): Utilizadas para amparar o combustível no 
interior da fornalha. Podem ser: Ficas, rotativas, inclinadas e entre outras. 
 
 
Alimentadores 
Alimentadores (só para combustíveis sólidos): Responsáveis pela inserção do 
combustível. 
Caldeia sem fim; Projeção; carga simples. 
 
Câmara de combustão 
Pode ser confundida com a fornalha ou ser completamente independente, e um volume 
que tem a função de manter a chama numa temperatura elevada com duração suficiente 
para que o combustível queime totalmente antes dos produtos alcançarem os feixes 
(dutos) de troca de calor. 
 
Tambor de vapor e tubulações 
É onde a agua é transformada em vapor ou onde ocorre a separação das fases. 
 
Superaquecedor 
Consiste de um ou mais feixes tubulares, destinados a aumentar a temperatura do vapor 
gerado na caldeira. 
 
Dessuperaquecedor 
Consiste em um dispositivo destinado a reduzir (corrigir) a temperaturado vapor 
superaquecido gerado na caldeira. 
 
Reaquecedor 
Tem função equivalente à dos superaquecedores, a sua presença torna-se necessária 
quando se deseja elevar a temperatura do vapor proveniente de estágios intermediários 
de uma turbina. 
 
Aquecedor de ar 
Aproveita o calor residual dos gases de combustão pre aquecendo o ar utilizado na 
queima de combustível; aquece o ar entre 120 a 300C dependendo do tipo de instalação 
e do tipo de combustível queimado 
 
Chaminé 
Tem função de retirar os gases da instalação lançando-os na atmosfera (tiragem) 
 
 
2) Faça uma ilustração de um sistema genérico de gerador de vapor, explicando cada 
componente.: 
Resposta: 
 
 
Caldeira 
É um recipiente cuja função é, entre muitas, a produção de vapor através do 
aquecimento da água. As caldeiras produzem vapor para alimentar máquinas térmicas, 
autoclaves para esterilização de materiais diversos, cozimento de alimentos e de outros 
produtos orgânicos, calefação ambiental e outras aplicações do calor utilizando-se o 
vapor. 
 
Bomba de alimentação 
A bomba de combustível é um componente que faz parte do sistema de alimentação do 
motor e tem a função de transferir o combustível presente no tanque até os bicos 
injetores ou carburadores. Para isso, a linha de combustível deve ter uma pressão mais 
alta do que a atmosférica. 
 
Câmara de combustão 
Pode ser confundida com a fornalha ou ser completamente independente, e um volume 
que tem a função de manter a chama numa temperatura elevada com duração suficiente 
para que o combustível queime totalmente antes dos produtos alcançarem os feixes 
(dutos) de troca de calor. 
 
Turbina 
É uma máquina térmica que aproveita a energia térmica do vapor sob pressão, gerado 
por uma caldeira, convertendo-a em trabalho mecânico útil através de uma 
transformação de dilatação térmica. Por exemplo, quando a turbina é acoplada a 
um gerador, obtém-se a transformação da energia mecânica em energia elétrica. 
 
 
Condensador 
Os condensadores evaporativos são responsáveis por transformar novamente em água, 
ou seja, fazer o processo de condensação, o vapor da água ou um gás quente, assim 
fazendo a troca de calor e resfriando a máquina. 
 
3) Quais os problemas e consequências que afetam o rendimento de uma caldeira, 
como devem ser corrigidos: 
Resposta: 
As caldeiras são equipamentos com larga utilização em diversos processos industriais. 
Elas são responsáveis pela geração de vapor, utilizando para isso a queima de uma 
ampla gama de combustíveis, que vão desde o óleo combustível até as diferentes 
variedades de biomassa. 
Por trabalharem sempre sob alta pressão, as caldeiras estão sujeitas a sofrer diversos 
problemas que podem ocasionar superaquecimento e, em casos mais sérios até a 
explosão do equipamento. 
Sendo assim seguem as 7 principais causas que merecem maiores cuidados para manter 
a caldeira segura e em constante funcionamento. 
 
Choque térmico 
A primeira causa de desgaste em caldeiras é o choque térmico. Este pode ocorrer em 
razão da frequente parada e recolocação em marcha da câmara de combustão, que é o 
responsável pelo aquecimento da água. As caldeiras que estão expostas a este tipo de 
risco, normalmente são operadas manualmente, on/off. 
Um exemplo que podemos dar para esse desgaste, é quando a caldeira é alimentada com 
água fria, descontinuamente. 
As temperaturas dos tubos das caldeiras variam consideravelmente devido às condições 
de trabalho. Devido a essas variações, ocorrem contrações e dilatações, originando o 
choque térmico. 
 
Defeitos de Mandrilagem 
A mandrilagem é a operação de expansão dos tubos juntos aos furos dos espelhos da 
caldeira. Será através dessa operação que os tubos ficam ancorados com a 
estanqueidade devida, ou seja, isento de furos, trincas ou porosidades. 
Porém, caso exista corpos estranhos na superfície externa das extremidades dos tubos 
ou nas paredes essa estanqueidade pode ficar comprometida, podendo comprometer a 
“saúde da caldeira” 
 
Corrosão dos componentes das caldeiras 
A corrosão – representada pela redução da espessura das superfícies da caldeira 
submetidas a pressão – é uma das principais responsáveis pela degradação deste 
equipamento. 
O processo corrosivo pode ocorrer de diversas formas, tais como corrosão interna, 
oxidação generalizada do ferro, corrosão galvânica, corrosão por aeração diferencial, 
corrosão salina, entre muitos outros. 
 
Falhas em Juntas Soldadas 
Toda caldeira passa por processos de soldagem que precisam ser muito bem feitos, já 
que estes ocorrem nos tubos, espelhos, tubulões, reforços, estais e muitas outras partes 
da caldeira. 
Assim, qualquer falha nas juntas soldadas certamente aumenta o risco de problemas, 
caso da explosão de caldeiras, pois estas são as regiões que apresentam menor 
resistência do metal. 
Neste caso, optar por bons fornecedores de caldeiras é parte fundamental para reduzir 
desgastes e falhas relacionadas aos processos de solda. Também é importante seguir a 
Norma ASME IX, que se relaciona à qualificação de soldadores e operadores de 
soldagem, ofertando a eles os critérios básicos para a soldagem e a brasagem que podem 
afetar o desempenho do equipamento. 
 
Vazamento de água ou de vapor 
Tanto o vazamento de água quanto o vazamento de vapor que podem ocorrer em 
caldeiras representam defeitos bastante comuns. As causas destes vazamentos são 
variadas, dentre as quais pode-se citar: 
Sede das válvulas danificadas ou emperradas; 
Junta de tampa ou de flanges mal colocadas; 
Tubo rachado ou até mesmo furado; 
Superaquecimento seguido de resfriamento rápido, fazendo com que tubos se soltem 
dos espelhos. 
 
Arraste de água 
Como o próprio nome diz, este fenômeno é caracterizado pelo arraste de água da 
caldeira para a linha de vapor, causando alguns problemas que comprometem o 
funcionamento da caldeira. 
Entre estes problemas pode-se citar a formação de depósitos nos superaquecedores, 
turbinas, válvulas e acessórios da seção pós-caldeira, além de queda no rendimento de 
equipamentos que utilizam vapor para aquecimento. 
 
Falta de manutenção e cuidados diários 
Possivelmente, todas as causas de problemas citadas neste post têm relação direta com a 
negligência na manutenção e cuidados diários, imprescindíveis para o bom 
funcionamento de caldeiras. 
Por isso, para evitar que todas as causas apresentadas se tornem problemas mais sérios, 
as caldeiras industriais devem receber constante manutenção, sempre de acordo com as 
recomendações do fabricante. 
 
4) Faça um breve comentário da NR- 13 de caldeira bem como: Instalação, Segurança, 
manutenção e inspeção: 
Resposta: 
Esta Norma Regulamentadora - NR estabelece requisitos mínimos para gestão da 
integridade estrutural de caldeiras a vapor, vasos de pressão e suas tubulações de 
interligação nos aspectos relacionados à instalação, inspeção, operação e manutenção, 
visando à segurança e à saúde dos trabalhadores. 
Onde nessa NR, é adota e verificado as instalações vasos de pressão destinados ao 
transporte de produtos, reservatórios portáteis de fluido comprimido e extintores de 
incêndio, tanques e recipientes para armazenamento e estocagem de fluidos não 
enquadrados em normas e códigos de projeto relativos a vasos de pressão; 
Onde temos os prazos para manutenção e inspeções, onde esta constituido a condição de 
risco grave e iminente - RGI o não cumprimento de qualquer item previsto nesta NR 13 
que possa causar acidente ou doença relacionada ao trabalho, com lesão grave à 
integridade física do trabalhador. 
 
5) Como devem ser montadas as tubulações de vapor, e com que objetivo. 
Resposta: 
As empresas que possuem tubulações e sistemas de tubulações enquadradas nesta NR 
devem possuir um programa e um plano de inspeção que considere, no mínimo, as 
variáveis, condições e premissas descritas abaixo: 
a)os fluidos transportados; 
b)a pressão de trabalho; 
c)a temperatura de trabalho;d)os mecanismos de danos previsíveis; 
e)as consequências para os trabalhadores, instalações e meio ambiente trazidas por 
possíveis falhas das tubulações. 
Deve estar sempre à disposição para fiscalização pela autoridade competente do Órgão 
Regional do Ministério do Trabalho e Emprego, e para consulta pelos operadores, 
pessoal de manutenção, de inspeção e das representações dos trabalhadores e do 
empregador na Comissão Interna de Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo, ainda, o 
empregador assegurar o acesso a essa documentação à representação sindical da 
categoria profissional predominante no estabelecimento, quando formalmente 
solicitado. 
 
 
6) O que são Purgadores. Quais são os tipos e suas principais características. 
Resposta: 
Purgador de vapor - Válvula autônoma que drena o condensado automaticamente de 
um invólucro que contenha vapor e que ao mesmo tempo permaneça vedado para o 
vapor vivo, ou se necessário, que permita que o vapor flua à uma taxa controlada ou 
estabelecida. A maioria dos purgadores de vapor também passará gases não 
condensáveis enquanto permanecem vedadas ao vapor vivo. Por que os purgadores de 
vapor são necessários quando o vapor é usado para aquecimento? O vapor é um gás que 
é formado quando a água está em temperaturas altas e sob altas pressões, mas quando 
seu trabalho está finalizado (forneceu seu calor latente) o vapor se condensa e se torna 
condensado. Em outras palavras, o condensado não tem a capacidade de fazer o trabalho 
que o vapor faz. E é por causa disso, seja em uma tubulação de transporte de vapor ou 
em um trocador de calor, que o condensado deve ser objeto de rápida remoção. 
Tipos de purgadores: 
Purgadores mecânicos para vapor 
Purgadores mecânicos para vapor (também conhecidos como “purgadores de 
densidade”) incluem purgadores de pistão, de boia livre e boia com alavanca. Os 
purgadores mecânicos operam utilizando a diferença de densidade entre vapor (ou ar) e 
condensado 
Purgadores termodinâmicos para vapor 
Existem dois tipos de purgadores termodinâmicos: os de disco e os de pistão. Os 
purgadores termodinâmicos operam utilizando a diferença de energia cinética entre o 
vapor de alta velocidade (um gás) e o condensado de movimento mais lento (um 
líquido). 
Purgadores termostáticos para vapor 
Estes incluem bi-metal, pressão balanceada e purgador termostático de expansão. Os 
purgadores termostáticos operam pela diferença de temperatura entre o condensado que 
está próximo da temperatura do vapor e o condensado sub-resfriado (ou ar de baixa 
temperatura). 
 
7) Quais são os principais acessórios usados em purgadores, Explique-os. 
Resposta: 
Valvulas 
Para controle de temperatura e pressão na entrada e saída. 
 
8) Quais os fatores que devem ser considerados na escolha de purgadores. 
Resposta: 
Condições do sistema determinam as especificações mínimas para o purgador, tais 
como pressão, temperatura, capacidade de descarga, material e tipo de conexão. 
 
Tubulações Instaladas e Suas Conexões 
 
Tubulações instaladas influenciam no tipo de conexão e às vezes no material de corpo 
do purgador, portanto é importante ter a certeza de que o purgador selecionado atende 
às exigências das tubulações. Por exemplo, um purgador pode ter uma conexão padroniz 
Adicionalmente, outros requerimentos incluem que a capacidade de descarga deve ser 
adequada para carga máxima à mínima pressão diferencial sob todas as condições 
ambientais. 
Material do Corpo 
Material de corpo do purgador é um dos primeiros itens a ser visto quando estiver 
selecionando um purgador. O material é selecionado baseado em máxima temperatura e 
pressão de operação do local de descarga do condensado (LDC), ambiente ao redor e 
requisitos para mínima manutenção / longa vida. O material deve também atender teste 
de pressão e às pressões e temperaturas máximas da especificação e projeto da 
tubulação. 
Os materiais utilizados para o corpo do purgador de vapor, tampa e outras partes 
resistentes à pressão não são diferentes daqueles utilizados em outros tipos de válvulas. 
Alguns exemplos são: 
• Ferro Fundido Cinzento / Ferro Fundido Dúctil 
• Aço Carbono 
• Aço Inox 
As temperaturas e pressões máximas aplicáveis no material do corpo não são 
necessariamente equivalentes à pressão e temperatura máxima de operação do purgador. 
Isto é porque a pressão e temperatura de operação máxima pode ser limitado através da 
pressão/temperatura de resistência de outros componentes tais como gaxetas e outros 
componentes internos. 
Em adição, padrões diferentes tais como ASME ou DIN podem afetar a pressão / 
temperatura máxima de operação do material de purgador. Por exemplo, ferro fundido 
A126 possui uma pressão máxima permissível de 13 barg (190 psig) de acordo com a 
norma DIN, mas 16 barg (250 psig) se for de acordo com norma ASME. Também, 
purgadores de vapor em aço inox tem sido mais e mais popular recentemente porque 
estes são tipicamente mais fáceis de manter e oferecer uma vida útil mais longa. 
Dimensionamento 
Um grande número de usuários do vapor selecionam o tamanho do purgador de maneira 
inapropriada, baseado na dimensão da tubulação existente. No entanto, a dimensão do 
purgador deve ser precisamente ajustada na dimensão da tubulação do lado de saída do 
equi 
Normalmente, recomenda-se o dimensionamento da tubulação do condensado no lado 
de descarga do equipamento que fornece condensado para o purgador de vapor, de 
acordo com a tabela seguinte: 
 
 
Ca r g a M á x i m a d o Co n d e n s ad o D i m e n s ão d a T u b u l a çã o n a S a í d a d o E qu i p a m e n t o 
Inferior a 200 kg/h [440 lb/h] 15 mm [1/2 pol.] 
200 - 500 kg/h [440 - 1100 lb/h] 20 mm [3/4 pol.] 
0.5 - 1 t/h 25 mm [1 pol.] 
1 - 2 t/h 32 mm [1 1/4 pol.] 
2 - 3 t/h 40 mm [1 1/2 pol.] 
3 - 5 t/h 50 mm [2 pol.] 
Acima de 5 t/h 65 - 100 mm [2 1/2 - 4 pol.] 
* Fornecido como referência geral. Por favor, consulte um especialista em vapor como 
a TLV, se você estiver incerto sobre a seleção do purgador ou projeto da tubulação. 
 
 
De uma maneira geral, o purgador nunca deve ser dimensionado num tamanho menor 
do que a tubulação de saída do equipamento, pois isto pode resultar em contínuo 
alagamento e/ou problemas de aquecimento. 
Em adição, o dimensionamento da tubulação de saída do purgador não deve ser baseado 
no tamanho do purgador, mas deve ser projetado para distribuir a taxa de fluxo 
requerido e considerar o limite da perda de pressão para fluxo bi-fásico. Para mais 
informações sobre este tópico, favor ler: Tubulação de Recuperação de Condensado 
Tipo de Conexão 
Maioria dos usuários de vapor, geralmente solicitam purgadores de vapor com conexões 
tipo rosca, solda de encaixe ou flange dependendo do padrão nacional, indústria ou 
normas e especificações da empresa. 
As conexões roscadas custam muito menos para instalar , se comparada às conexões 
flangeadas, mas precisam ser rosqueadas durante a instalação, significando dizer que há 
necessidade de manter desconectado(livre) a tubulação de saída ou necessita do uso de 
união para permitir a fácil reposição do purgador. Em purgadores de vapor roscados, é 
importante que as roscas sigam os padrões oficiais para ajudar a minimizar a pobre 
vedação nas conexões dos tubos. 
Purgadores com conexões de solda de encaixe são geralmente preferidos em algumas 
plantas para limitar a quantia de vazamentos dos vapores, mas as conexões de solda de 
encaixe podem ser mais difíceis de serem removidos durante a reposição, e podem 
também apresentar maior custo de instalação ou manutenção. E ainda, algumas áreas 
podem apresentar falta de soldadores qualificados, o que pode vir a reduzir a eficiência 
da reposição ou até mesmo de toda a instalação. 
Purgadores com conexões flangeadas podem ser facilmente removidos e substituídos 
somente se o novo purgador tiver exatamente a mesma dimensão e distância entre as 
conexões. É melhor exigir um rigoroso dimensionamento entre as conexões, de acordocom o padrão do fabricante de purgador quando especificar purgadores flangeados em 
novos projetos de construção. 
 
 
9) Cite as principais metodologias utilizadas para a inspeção de purgadores. 
Resposta: 
 
assim como todos instrumentos mecânicos, eles estão sujeitos ao desgaste que 
eventualmente irá exigir manutenção e reposição de acordo com as especificações do 
fabricante e prevenção. 
• Vazamento de vapor, ou 
• Bloqueio da descarga do condensado (i.e., purgadores frios) 
Vários métodos são usados para testar a condição de operação de um purgador de vapor 
para determinar se o mesmo está funcionando adequadamente, incluindo observação 
visual, medição de temperatura, medição de som/vibração ou ultrasom, e alguma 
combinação de outros métodos. 
Parte 1: Inspecionando purgadores através da observação visual 
Embora limitado, observação visual é um primeiro passo importante para determinar se 
um purgador está operando apropriadamente ou não. 
Por exemplo, certos sinais visuais tais como a ausência de qualquer descarga de 
condensado ou vazamento extremo de vapor sendo descarregado do purgador pode 
indicar a necessidade de reparo do purgador. No entanto, é claro que uma análise visual 
está limitada somente para inspeção em sistemas com saída aberta. Para casos em que 
recuperam o condensado em um sistema de tubulação fechado, a tubulação irá impedir o 
diagnóstico visual. Em alguns casos, a instalação de um visor na saída do purgador pode 
ajudar na indicação visual. 
Purgadores podem também serem inspecionados externamente através de furo, junta da 
conexão e vazamentos por gaxetas. Em maioria dos casos, a não ser que uma condição 
do problema possa ser claramente determinada visualmente, serão requeridos inspeção 
dos purgadores através do ultrasom e temperatura, e em alguns casos por termografia, 
para fornecer o diagnóstico correto. 
Parte 2: Inspecionando purgadores usando a temperatura 
Medição da temperatura do condensado na entrada do purgador é o primeiro passo no 
processo de inspeção de falha do purgador de vapor. Exceto os casos de subresfriamento 
intencional (tais como traceamento sob baixa temperatura), a temperatura do 
condensado na entrada do purgador deve ser próximo do vapor saturado. 
Purgadores frios (bloqueado) 
Temperatura pode ser extremamente útil quando estiver tentando determinar se: 
• Um purgador está bloqueado 
• sua capacidade é insuficiente 
Isto é porque tais problemas causam o acúmulo do condensado, abaixando a 
temperatura do purgador. Se a temperatura for significantemente baixa e a aplicação 
estiver "em serviço", a baixa leitura geralmente indica um purgador subdimensionado, 
sede (orifício) incorreto para a pressão do purgador, uma falha de descarga devido ao 
purgador/filtro bloqueado, ou possivelmente uma condição de pressão diferencial 
negativa ("estol") no caso de equipamento sendo alimentado através de uma válvula de 
controle modulante. 
Em uma condição de estol, o purgador pode estar em boa condição, mas um método 
alternativo de drenagem é requerido; e a troca de modelo do purgador não irá ter efeito 
na melhora da capacidade de drenagem. Para maiores informação sobre estol, visite: O 
que é estol? 
 
Imagem termográfica - Exemplo 1 
 
Quando a capacidade de descarga do purgador for insuficiente, o condensado irá 
acumular e a temperatura superficial do purgador irá cair. 
Determinar vazamento de vapor através de temperatura? 
Uso da medição de temperatura para determinar se um purgador de vapor está vazando 
ou não, pode levar a uma análise errônea. Isto é porque um condensado com 
temperatura mais alta reevapora em forma de vapor flash quando for introduzido para 
dentro de um sistema de menor pressão. Como a temperatura do vapor flash é a mesma 
do vapor vivo vazando, não é possível diferenciá-la entre vazamento de vapor e 
descarga regular de condensado através da temperatura medida. Um reporte da condição 
errada baseada em temperatura pode levar a uma reposição não necessária de um 
purgador de vapor em boa condição. 
 
Imagem termográfica - Exemplo 2 
 
Na imagem acima, é impossível determinar se o purgador está vazando vapor ou se está 
operando apropriadamente. 
Parte 3: Inspecionando purgadores usando som 
Condensado fluindo através de um purgador produz som e vibração, e assim faz o 
mecanismo de abertura e fechamento da maioria dor purgadores. Quando um purgador 
não estiver mais operando conforme o desejado (devido ao desgaste, bloqueio ou 
alguma outra razão), muitas vezes estes sons irão mudar. Reconhecimento destas 
diferenças pode ser um método para avaliar a condição de um purgador de vapor. 
Em purgadores de balde invertido, por exmplo, escória e outros detritos flutuantes 
podem bloquear o orifício eliminador de ar, que por sua vez, causa o bloqueio do balde 
invertido, pelo menos temporário, levando ao bloqueio da descarga do condensado e 
congelamentos em certos ambientes. 
 
Exemplo de vazamento em um purgador de balde invertido genérico 
Em um purgador do tipo balde invertido genérico, vapor vivo pode vazar se a carga do 
condensado for muito baixa. 
Vapor vivo vazando a partir de purgador pode também produzir um som distinto que 
pode ser explicado ao comparar a diferença entre "um apito e uma onda." Um apito é 
um som de tom alto gerado pelo vapor, mesmo gerado de maneira suave. É impossível 
duplicar mesmo tipo de som através de um líquido, seja este de grande quantidade como 
uma onda ou pequena como uma gota vindo de uma torneira. 
Condensado deve estar fluindo normalmente através do purgador, e o som deve ter um 
tom mais baixo. Então, se este som mudar e aparentar ser mais próximo do tom agudo 
como o fluxo de vapor, então o purgador pode ter uma grande quantidade de vapor flash 
ou pode estar vazando vapor vivo e deve ser inspecionado em detalhes. 
Tabela resumida: Inspecionando purgadores visualmente e por som 
Purgador ope rando ap rop r iadamen te 
I l us t ração 
 
Aparênc ia 
Pequeno volume do 
condensado 
descarregado 
Vapor flash e 
condensado 
descarregado 
continuamente 
Grande volume de 
condesado e vapor flash 
descarregado 
continuamente 
So m Quase sem som Som similar a um apito Apito mais forte 
 
 
Pu rgador vaza ndo 
I l us t ração 
 
 
Aparênc ia 
Vapor vivo 
(transparente) de alta 
velocidade descarregado 
com condensado 
Vapor vivo 
(transparente) de alta 
velocidade 
descarregado 
Descarga contínua do 
vapor vivo 
(transparente) a alta 
velocidade 
So m 
Similar ao vazamento de 
ar comprimido 
Similar ao vazamento 
de ar comprimido com 
um ligeiro apito 
Apito mais forte 
 
 
 Pu rgador f r i o (b loquea do) Ca pac idade insuf i c ie n te 
I l us t ração 
 
Aparênc ia 
Nenhuma descarga de condensado ou 
vapor 
Baixa temperatura do purgador de vapor 
(Fácil de confundir com purgador fora de 
serviço) 
Descarga suave 
(Capacidade de descarga é 
insuficiente) 
So m Nenhum Som bem baixo 
Ferramentas para inspeção de purgadores 
Testando por temperatura 
Várias ferramentas podem ser usadas para testar purgadores de vapor usando 
temperatura, som, ou a combinação de ambos. Inspecionar um purgador somente com a 
temperatura, exige que o sensor de temperatura seja posicionado especificamente na 
entrada do purgador e não na saída. 
 
Testando temperatura - entrada ou saída? 
 
Temperatura deve sempre ser testada do lado de entrada de um purgador de vapor 
porque a temperatura do lado de saída irá variar com base na pressão à jusante da 
tubulação e outros fatores. 
Por exmplo, mesmo se a temperatura do vapor na entrada seja de 250 °C [482 °F], se o 
condensado descarregado for eliminado para a atmosfera, então a temperatura na saída 
do purgador de vapor não irá aumentar mais que 100 °C [212 °F]. Portanto, mesmo que 
o vapor esteja vazando, não se pode determinar uma correta diagnose da condição do 
purgador. A temperatura é melhor utilizada para determinar se os purgadores estão 
bloqueando adescarga do condensado, e não para detectar o vazamento de vapor. 
Instrumentos mais modernos, usados para medir a temperatura, possuem um termopar e 
um visor digital para o fácil uso e leituras mais precisas. No entanto, para fornecer a 
diagnose mais precisa para ambas as condições de bloqueio e vazamento, o instrumento 
deve ser provido de medição da temperatura e do nível de som/ultrasom. 
Testando através do som 
Estetoscópios podem ser usados para ampliar o som dentro de um purgador. Embora 
estes não tenham a mesma precisão dos instrumentos eletrônicos modernos, sua 
portabilidade e facilidade de uso podem torná-los equipamentos úteis quando 
combinados com equipamentos de inspeção mais modernos. O ponto onde a ponteira do 
estetoscópio é posicionado irá depender do tipo de som que o inspetor esteja tentando 
ouvir, e geralmente exige que o inspetor cheque vários pontos. 
Estetoscópios que amplificam os sons por meio de um diafragma em contato direto com 
o objeto (por exemplo, os usados por profissionais médicos) não são possíveis de serem 
usados em purgadores de vapor porque os mesmos normalmente não possuem uma 
grande superfície plana adequada para posicionamento do diafragma. Instrumentos 
médicos também podem ser muito frágeis para uso prolongado em condições típicas de 
plantas, razão pela qual um estetoscópio especializado com uma ponteira alongada é 
utilizado ao invés de um diafragma. Claro que, ao usar um instrumento eletrônico, 
baseado em diagnose de ultrasom irá proporcionar maior precisão na inspeção dos 
purgadores, do que um estetoscópio. 
 
Inspecionando um purgador através de som 
 
Embora menos preciso do que o equipamento mais moderno, estetoscópios são 
instrumentos de fácil utilização que podem amplificar os sons emitidos a partir de um 
orifício de purgador de vapor durante a operação. 
Como mencionado anteriormente, os instrumentos que medem temperatura e ultrasom 
são os ideais. A leitura da temperatura é necessária para determinar se o purgador está 
ou não está bloqueado, e ultrasom é o método preferido para verificar se há vazamento 
de vapor, porque um som de vapor vazando é significativamente diferente entre vapor e 
condensado. 
Quando devidamente filtrado, esses instrumentos à base de temperatura e ultrasom 
podem proporcionar uma leitura consistente e precisa sobre um equipamento de teste de 
purgador que permite um julgamento da condição. Alguns instrumentos de diagnósticos 
baseados em ultrasom, podem até mesmo fazer um julgamento da condição comparando 
automaticamente o resultado medido com as condições conhecidas e derivadas de 
experimentos de mesmos níveis de ultrasom, melhorando significativamente a precisão 
do julgamento. 
Recomendações 
A inspeção de purgadores de vapor é uma parte importante de gerenciamento da sua 
população de purgadores. Uma vez que a falha for confirmada, o purgador deve ser 
reparado ou substituído o mais rápido possível para coletar o máximo ganho sobre o 
investimento. 
Para um diagnóstico preciso da condição do purgador, é fundamental obter a ajuda de 
um profissional experiente que usa equipamento especializado. Por motivos acima 
expostos, é altamente recomendável que este equipamento seja capaz de medir a 
temperatura e ultrasom. 
Além do purgador em si, é importante também inspecionar os equipamentos periféricos 
incluindo válvulas manuais, válvulas bypass, válvulas de retenção , e a condição 
operacional do equipamento que utiliza vapor. Desta forma, a otimização regular do 
sistema de vapor pode ajudar a maximizar a eficiência do processo e muitas vezes, levar 
à significativa economia de energia. 
 
 
10) Quais são os materiais mais utilizados no isolamento térmico de uma caldeira 
Resposta: 
Os materiais mais comumente usados em isolamento térmico nos sistemas de geração e 
distribuição de vapor são fibras de lã mineral (mantas); silicato de cálcio em tijolos 
(paredes) ou calhas (tubulações) rígidos; – fibra de vidro (mantas e calhas); – espuma 
rígida de polímeros orgânicos (forma especiais); – fibras e tijolos cerâmicos para altas 
temperaturas (paredes de fornalha), todos esses processos serão relatados sua eficiência 
neste trabalho. 
 
11) Cite alguns equipamentos que consomem vapor nas industrias. Dê exemplos de 
aplicação. 
Resposta: 
Vapor é utilizado em uma vasta gama de indústrias. Aplicações comuns para vapor são, 
por exemplo, processos aquecidos a vapor em usinas , fábricas e turbinas movidos a 
vapor em usinas de energia elétrica, mas os usos de vapor na indústria vão muito além 
disso. 
Atualmente, a geração de energia elétrica a partir do vapor baseia-se, conforme mostra a 
abaixo, nos seguintes equipamentos: 
Queimador; Caldeira; Turbina; Gerador; Condensador; Trocador de Calor e Bomba. 
Aqui estão algumas aplicações típicas para vapor na indústria: 
• Aquecimento/Esterilização 
• Propulsão/Movimento 
• Motriz 
• Atomização 
• Limpeza 
• Hidratação 
• Umidificação 
 
12) Quem são os acumuladores de vapor e como funcionam. 
Resposta: 
Injeção uniforme e repartida do vapor no interior do equipamento, garantindo assim 
valores de pressão e de temperaturas ótimos. 
 
- Pressões de design de base de até 16 Bares. Desenhos especiais para valores superiores 
aos 16 Bares. 
 
- Modelos adaptáveis às necessidades específicas de cada cliente e instalação. 
 
- Isolamento com lã de rocha de 100 milímetros de espessura, garantindo uma perda 
mínima de energia mantendo assim a máxima eficiência do equipamento. 
 
13) Quais o tipos de Retorno que aparecem em uma caldeira. Explique-os. 
Resposta: 
Caldeira Multitubular: Como o nome já diz, essa caldeira apresenta inúmeros tubos 
internos, podendo apresentar três diferentes tipos de tubos: de fogo direto (os gases 
passam apenas uma vez pelo tubo), de retorno (fazendo com que os gases circulem pela 
tubulação) ou ainda podendo ser uma mistura dos dois (os gases vão pelo tubo de fogo 
direto e voltam pelo de retorno). Além disso, pode apresentar fornalha interna ou 
externa. 
Temos também a proteção contra o retorno de condensado 
Retorno de água do interior da caldeira 
 
 
14) O que venha ser estolagem em um sistema de caldeira . Quais as suas causas. 
Resposta: 
Uma condição que ocorre quando o diferencial de pressão em um dispositivo de 
drenagem, como um purgador, torna-se negativo e não permite mais a descarga do 
condensado através do dispositivo de dreno, causando o alagamento no interior de um 
trocador, ao invés de drená-lo. 
Estol está muitas vezes ligado a seguintes problemas: 
• Aquecedores rompidos 
• Golpe de aríete 
• Temperaturas de aquecimento desigual 
Portanto, se um sistema de vapor está tendo qualquer um desses problemas, há uma 
grande probabilidade de o Estol estar ocorrendo. 
 
Estol em Equipamento 
 
Alagamento do condensado em equipamento pode não só afetar a qualidade da 
produção, mas também causa danos ao equipamento. 
Purgadores de vapor não possuem função de expulsar o condensado por si só. O 
condensado é descarregado através do diferencial de pressão entre a entrada (primária) e 
saída (secundária) do purgador. Portanto, a pressão de entrada do purgador deve ser 
mais alta em relação à pressão de saída para permitir o fluxo adequado do condensado. 
Enquanto os sistemas de vapores são projetados para descarregar condensado através 
deste diferencial de pressão, vários fatores podem interferir com este mecanismo. Por 
exemplo, o uso de uma válvula de controle de temperatura na entrada, pode causar a 
reversão em um purgador operando sob diferencial de pressão e causar o Estol. 
No geral, Estol pode ocorrer devido às seguintes condições: 
• Vácuo sempre presente no interior do equipamento 
• Pressão diferencial constantemente negativa 
• Variação da pressão diferencial positiva para negativa 
O Mecanismo de Causa do Estol em Aquecedores de Ar que Utilizam Vapor 
Normalmente, trocadores de calor são projetados para atingir a máxima cargaesperada. 
A área de transferência do calor de um trocador de calor é fixo e não pode ser 
modificado, mas a carga varia de acordo com as condições de operação. Por exemplo, 
se o fluxo de ar for reduzido em um aquecedor de ar quente, a única maneira de manter 
a temperatura atual do ar quente é reduzir a temperatura (pressão) do vapor que está 
sendo utilizado como fonte de calor. 
Se a quantidade de abertura de uma válvula de controle de temperatura for estrangulada 
em direção ao fechamento total, a pressão interna do trocador de calor irá reduzir. Como 
resultado, a pressão de entrada do purgador irá reduzir e ficar mais baixa que a pressão 
de saída, e o condensado não será mais descarregado através do purgador, causando o 
alagamento dentro do equipamento. 
 
Estol em Aquecedor de Ar Quente 
 
 
Explicação: 
Em um sistema de aquecedor de ar que utiliza o vapor,são utilizados válvulas de 
controle, sensores de temperatura e controladores para regular a pressão e manter a 
temperatura uniforme. A animação acima é um exemplo de tal sistema.Vapor a 0,3 
MPaG (44 psig) é utilizado para atingir ar quente a 80 °C (176°F).Estol ocorre com 
frequência neste tipo de situação. 
• O aquecedor inicia com a mesma temperatura da sala. Vapor regulado por uma válvula 
de controle fornece o calor necessário requerido para atingir a temperatura alvo, neste 
caso 80ºC (176°F). 
• À medida em que a temperatura se aproxima de 80ºC (176°F), a abertura da válvula de 
controle é reduzida, diminuindo a pressão do vapor e o fornecimento de calor. 
• À medida em que o ar é aquecido, a pressão e temperatura do vapor dentro do 
aquecedor começa a cair. O aquecimento de ar com vapor de baixa pressão, leva à 
queda ainda maior da pressão interna do trocador de calor. Isto pode resultar em pressão 
diferencial insuficiente para operação do purgador e levar ao alagamento do condensado 
no interior do aquecedor. 
• A válvula de controle, então responde para abrir ainda mais (aumentando a pressão do 
vapor), e o condensado alagado é descarregado. 
• O ciclo então se repete por si só, levando ao alagamento do condensado sempre que a 
pressão diferencial do purgador for inadequada. 
Problemas Resultantes a partir do Estol 
Mesmo que o condensado alagado possa ser eliminado repondo a pressão na entrada do 
purgador (pressão primária), problemas ainda ocorrem durante o tempo que leva para 
recuperar a pressão de entrada e descarregar o condensado acumulado.Condições de 
estol pode sujar o equipamento, afetar a quantidade e qualidade do produto, e causar 
danos severos através do golpe de aríete, incluindo os danos aos tubos e gaxetas de 
canais dos cabeçotes. 
Golpe de Aríete 
Golpe de aríete pode ocorrer caso o vapor venha a entrar em contato com o condensado 
alagado e condensa instantaneamente devido à diferença nas temperaturas. Em 
equipamento que possui tubos estreitos tal como o trocador de calor do tipo casco e tubo 
ilustrado abaixo, o impacto do golpe de aríete sobre as tubulações pode levar à ruptura 
da tubulação. 
 
Animação do golpe de aríete 
 
Quando o vapor quente entra em contato com o condensado acumulado que teve sua 
temperatura reduzida, parte do vapor se condensa instantaneamente e forma o golpe de 
aríete. 
 
Animação do dano na tubulação 
 
Quando a condensação instantânea do vapor forma o golpe de aríete, são criadas áreas 
localizadas de vácuo. Tiros de condensado acumulado ocorrem então ao longo do fluxo, 
e a força com a qual esses tiros se chocam nas laterais da tubulação estreita podem 
provocar sérios danos ao equipamento. 
Para maiores detalhes sobre Golpe de Aríete, favor visitar: Tutorial do Golpe de Aríete 
Temperatura Não-homogênea 
Estol que ocorre em equipamento, tal como chaleiras revestidas, podem levar a sérios 
problemas de temperatura não-homogênea do produto. 
 
Temperaturas Desiguais Ocorrem na Fonte de Aquecimento (Superfície de 
Transferência de Calor) 
 
Quando ocorre o bloqueio, há um acúmulo de condensado. A temperatura das porções 
menores de condensado acumulado dentro da jaqueta cai. Trocadores de calor deste tipo 
de construção têm temperaturas desiguais na superfície de transferência de calor, o que 
pode ter um efeito negativo na qualidade do produto. 
Mera reposição do purgador não previne a ocorrência do Estol porque isto não irá 
resolver a pressão diferencial negativa que ocorre ao longo do purgador. 
Então, prevenção de Estol geralmente envolve um dos dois métodos: 
• Aumento da pressão de entrada(primária) do purgador, ou 
• Redução da pressão de saída (secundária) do purgador 
Temperaturas Uniformes na Fonte de Aquecimento (Superfície de Transferência de 
Calor) 
 
Se o bloqueio não ocorrer, o interior da jaqueta permanecerá preenchido por vapor e o 
aquecimento uniforme característico do vapor saturado, isto é, ”se a pressão for a 
mesma, a temperatura em todas as áreas será a mesma,” poderá ser totalmente usado.