Projeto de Sistemas de Retorno de Condensado em Plantas a Vapor

A recuperação de condensado pode levar a economias consideráveis de energia e água em qualquer instalação industrial que utilize vapor, assim como melhorar as condições de trabalho do processo.

A sistema eficaz de retorno de condensado é necessário para transportar o condensado do equipamento que utiliza vapor para a caldeira. Note que o condensado já foi tratado para uso em uma caldeira e contém calor útil. Seria um grande desperdício não reutilizá-lo. Este uso do condensado reduz a quantidade de calor que a caldeira terá de fornecer para o converter de novo em vapor e reduz os produtos químicos necessários para tratar a água.

 

Os sistemas de retorno de condensado podem ser divididos em três categorias principais:

• Linhas de purga para armadilhas (a).
• Linhas de descarga sem bombeamento das armadilhas (b).
• Linhas de retorno bombeadas (c).
  

Linhas de purga para armadilhas

O fluxo de condensado do equipamento de processo para o equipamento de processo é purgador é normalmente por gravidade. O sistema de retorno de condensado para este tubo pode ser dimensionado, para fins práticos, para o mesmo tamanho da armadilha, assumindo que a armadilha esteja dimensionada correctamente. O sifão deve ser montado no mínimo 200 mm abaixo do equipamento a ser drenado para fornecer uma coluna de água acima do sifão.

Linhas de descarga não bombeadas

No lado de descarga do sifão, as linhas de condensado devem transportar o condensado, bem como qualquer gás incondensável transportado através do processo, e o revaporado liberado do condensado pela queda de pressão ao passar pelo sifão.

Na revalorização, lembre-se que quando o vapor liberta a sua entalpia específica de evaporação, o condensado forma-se à mesma temperatura e pressão que o vapor a partir do qual condensa. Quando este condensado é descarregado a uma pressão mais baixa, a energia que contém é maior do que a energia que pode sustentar enquanto permanece líquido.

Este excesso de energia faz com que uma parte do condensado se reavive em vapor a uma pressão mais baixa. Embora nos referimos a este vapor como "revaporizado", ele nada mais é do que vapor saturado a uma pressão mais baixa.

A massa de revaporado libertada pode ser relativamente pequena em comparação com a restante massa de condensado da qual é libertada. Mas o volume de revaporação pode ser muito grande e deve ser levado em conta no dimensionamento da tubulação de condensado.

Para ilustrar isto, se o condensado for descarregado de um colector, com uma pressão a montante de 3 bar r, para um tubo de condensação pressurizado a 0,5 bar r, 6,2% do condensado será revaporizado. Com cada kg de revaporado ocupando 1,15 m3 e cada kg de condensado ocupando apenas 0,001 m3, 99% do tubo de condensado será ocupado por revaporado, e apenas 1% será ocupado por condensado.

Portanto, ao projetar um sistema de retorno de condensado em plantas de vapor, as linhas de condensado não bombeado devem ser dimensionadas com isto em mente.

 

Linhas de retorno bombeadas

As linhas de condensado não bombeadas, individuais ou comuns, são frequentemente ligadas a um tanque receptor, e depois bombeadas para a caldeira.

Na maioria dos casos, as linhas de condensados bombeados transportam apenas água, sem revaporação. Este será o caso, desde que o tanque receptor seja ventilado.

As bombas não funcionam continuamente, e normalmente têm um tipo de acionamento ligado/desligado. Isto deve ser levado em consideração ao dimensionar a tubulação de condensação da bomba, pois a velocidade de descarga da bomba será maior do que a velocidade real de condensação do equipamento de processo. Dependendo do tipo de bomba, esta velocidade de descarga pode variar de 1,5 a 6 vezes a velocidade real de condensação.

As longas linhas de abastecimento bombeadas também requerem atenção especial se se pretende evitar o golpe de aríete nelas. A água sendo bombeada pode ganhar uma quantidade significativa de movimento e pode continuar a se mover através da tubulação quando a bomba parar. Isto pode criar uma área de baixa pressão na tubulação, atrás do saco de água em movimento, o que pode causar um fluxo inverso quando a quantidade de movimento tiver sido esgotada. Para evitar isto, um disjuntor de vácuo de tamanho adequado pode ser montado no início da linha de descarga, juntamente com uma válvula de retenção para proteger a bomba. Um eliminador de ar pode ser necessário na extremidade da saída da linha para descarregar o ar aspirado pela bomba. válvula de quebra-vácuocomo mostrado na Fig. 2:

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