Instalação para evitar a interrupção do fluxo através de um purgador

É possível fazer uma instalação para evitar a interrupção do fluxo através de um purgador para garantir que a pressão do vapor se mantenha constante e nunca caia abaixo da contrapressão, e para permitir que o condensado seja descarregado.

Primeiro que tudo, é preciso explicar que este é o terceiro método para evitar a interrupção do fluxo nos sistemas de vapor e que pode ser realizado de duas maneiras:

A primeira delas é através de uma armadilha de vapor com válvula de controle temperatura no circuito secundário, como mostra a figura seguinte:

Este método para evitar a interrupção do fluxo através de um purgador requer que o controle de temperatura seja feito por um desviador de três vias ou por uma válvula misturadora no circuito secundário. O fornecimento de vapor para o permutadores de calor é mantida a uma pressão constante, normalmente inferior a 1 bar r, com uma válvula reguladora de pressão e assim é sempre possível remover o condensado do permutador de calor a uma contrapressão mais baixa.

Este método nem sempre é prático ou possível. Não é adequado para serpentinas de aquecimento ar/vapor ou sistemas líquidos onde o sistema secundário está a uma pressão tão baixa que não se pode evitar a ebulição do líquido. Como todos os métodos, ele tem vantagens e desvantagens que devem ser avaliadas antes que uma escolha possa ser feita.

A outra forma de evitar a interrupção do fluxo através de um purgador é através da aplicação de uma válvula moduladora na linha de descarga de condensado, conforme mostrado abaixo:

A descarga de condensado é realizada por meio de uma válvula moduladora na linha de descarga de condensado. Este método também mantém a pressão de vapor desejada no espaço de vapor, independentemente das condições de carga.

No entanto, incentiva (em vez de eliminar) a inundação do permutador de calor, uma vez que o controlo é obtido através da inundação voluntária do espaço de vapor com condensado, à medida que a carga é reduzida. Este método normalmente só é considerado se:

• A carga de calor é estável ou varia muito lentamente,
• O permutador de calor foi concebido para suportar os efeitos do encharcamento, ou
• A estratificação provável da temperatura do fluido secundário é aceitável. 

 

Um controle tudo/nada não deve ser usado com trocadores de calor. 

Uma válvula de controle de temperatura em modo de controle tudo ou nada para sistemas de vapor não modula de acordo com a carga térmica, mas é totalmente aberta ou totalmente fechada. Um exemplo seria uma válvula solenóide. Quando aberto, a pressão de vapor total no permutador de calor será mantida para desalojar o condensado contra a contrapressão.

À primeira vista, este método de controle parece resolver qualquer problema de contrapressão, mas não é recomendado para processos como trocadores de calor, onde o fluido no secundário deve ser aquecido à sua temperatura requerida à medida que flui através dele.

 

Há três razões principais: 

• Um sistema de controle tudo/nada é ativado por um termostato que depende da sobretemperatura do produto para manter o controle. Como o vapor acumula muito calor, o espaço de vapor pode reter uma quantidade significativa de calor após a válvula solenóide ter fechado. O efeito final é uma temperatura de produto mais elevada do que o necessário. Se o set point do termostato for reduzido para compensar este efeito, a temperatura pode ser inferior à exigida pelos parâmetros do sistema, o que pode levar a um mau controlo da temperatura do sistema e à possibilidade de perdas de produto.
• As mudanças rápidas e contínuas de pressão e temperatura exercerão tensões térmicas e mecânicas no permutador de calor que provavelmente reduzirão a sua vida útil.
• Não é uma boa ideia submeter os sistemas de vapor a um aumento súbito da pressão. O condensado no espaço de vapor e no tubo de condensação é imediatamente empurrado pelo influxo repentino de vapor através do sistema para o purgador, o que pode causar golpes de aríete e danificar o permutador de calor e o purgador.
  O controle de tudo/nada é normalmente apropriado apenas para processos de troca de calor do tipo "no-flow" ou "batch", em particular vasos com serpentinas de aquecimento robustas ou chaleiras revestidas onde a pressão de vapor desejada é aplicada durante um longo período de aquecimento (normalmente muitos minutos ou até mesmo horas). O aumento da temperatura do produto é muito mais lento do que o experimentado com sistemas do tipo flow-through que se espera que aqueça o produto no curto período de tempo em que circula através de um permutador de calor.

 

Então qual dos métodos para evitar a interrupção do fluxo de vapor é o mais apropriado?

O tipo de purgador mais apropriado para equipamentos de troca de calor em geral e especialmente se uma interrupção de fluxo for provável é um purgador de bóia com eliminador de ar termostático integrado.

Se existe a possibilidade de haver uma interrupção do fluxo, uma bomba sangradora é geralmente a forma mais eficaz de controlá-la, pois é simples, barata e compacta.

A figura seguinte mostra uma instalação real e detalhada de uma bomba e armadilha APT14:

A interrupção do fluxo pode tornar-se uma questão complexa, especialmente ao seleccionar e dimensionar o equipamento mais adequado e ao desenhar a sua instalação de forma a garantir o seu correcto funcionamento aquando da sua colocação em serviço. 

Este artigo, assim como o alternativas para evitar a interrupção do fluxo de vapor industrial não se destinam a fazer do leitor um especialista em perturbações de fluxo, mas apenas a permitir-lhe compreender o que é, compreender porque ocorre, saber o que pode ser feito para o evitar e, claro, saber quem contactar para obter assistência.

Descubra todos os métodos para prever interrupções em um trocador de calor de vapor e aspectos do condição de avaria em permutadores de vapor tipo placa para saber como evitar a interrupção do fluxo através de um purgador, subscrevendo o Boletim Informativo Steam for IndustryUm recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências em vapor industrial.