A interrupção do fluxo nos trocadores de calor de vapor é a redução ou interrupção do fluxo de condensado do trocador de calor e ocorre quando a pressão no trocador de calor é igual ou inferior à contrapressão total aplicada no purgador.
Pode existir uma pressão inferior à esperada num permutador de calor como resultado de qualquer uma das seguintes circunstâncias:
- A temperatura de entrada do fluido secundário aumenta como resultado de uma diminuição da carga térmica.
- O fluxo de fluido secundário é reduzido como resultado de uma diminuição da carga térmica.
- A temperatura de saída do fluido secundário cai devido ao set point reduzido.
Como o válvula de controle reduz a pressão de vapor para corresponder à carga de calor decrescente, a falta de pressão diferencial no purgador provoca a inundação do condensado no espaço de vapor, como mostra a figura abaixo:
Devido aos factores de segurança aplicados e ao facto de os permutadores de vapor serem comercializados em tamanhos pré-determinados, a sua superfície de aquecimento é muitas vezes maior do que o necessário, o que tem o efeito de aumentar a capacidade de transferência de calor do permutador para além do necessário.
Isso também significa que a pressão de vapor de operação será inferior à de um trocador de calor comparável perfeitamente dimensionado para a mesma função. O resultado é que a pressão de vapor disponível para expelir o condensado pode ser menor do que o esperado. A pressão de vapor no permutador de calor é importante porque influencia a quebra na condição de fluxo, o que, por sua vez, afecta a selecção do separador.
Antes da seleção e dimensionamento do purgador, é necessário determinar se ocorrerá ou não a interrupção do fluxo nos trocadores de calor de vapor e, em caso afirmativo, até que ponto.
Se isto não for feito, é provável que o permutador de calor sofra inundações durante parte ou durante toda a sua vida operacional. Quando isso ocorre, essa inundação pode não ser imediatamente reconhecida pelo operador, pois a eficiência operacional não será reduzida em um trocador de calor superdimensionado.
No entanto, as inundações podem ter consequências económicas significativas, tanto a curto como a longo prazo, a menos que o permutador de calor seja concebido para funcionar desta forma.
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Interrupção do fluxo em trocadores de calor de vapor: problemas a curto prazo
Considere uma bobina de aquecimento sobredimensionada operando como uma bobina de proteção contra congelamento e equipada com o tipo (ou tamanho) errado de armadilha, como na figura acima. Neste exemplo, a bobina de proteção contra congelamento pré-aquece o ar frio antes de passar para a bobina de aquecimento principal.
Embora a bobina de proteção antigeada atenda às suas expectativas térmicas (por ser superdimensionada para sua função), ela o fará com a metade inferior da bobina inundada. O ar frio que entra a cerca de 0 °C (normalmente fluindo a 3 m/s) e passa sobre as bobinas pode facilmente causar o congelamento da água nas bobinas, o que exigirá a reparação ou substituição da bobina de aquecimento, causando inconvenientes ou paragens não planeadas. Se a aplicação for concebida correctamente, não ocorrerá qualquer tipo de inundação ou congelação.
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Interrupção do fluxo em trocadores de calor de vapor: problemas a longo prazo
Armadilhas de tamanho inferior ao normal às vezes não têm efeito adverso imediato no desempenho do aquecedor se o aquecedor for de tamanho superior ao normal. Ironicamente, o tipo errado de armadilha instalada em um trocador de calor pode muitas vezes exagerar uma melhoria superficial em outro lugar do sistema de condensado.
Por exemplo, um sifão de placa de orifício ou um sifão termostático instalado em tipos de permutadores de calor aquecidos a vaporO receptor de condensado, reterá o condensado de forma a que seja subarrefecido abaixo da temperatura de saturação do vapor, o que terá o efeito de reduzir a reevaporação através de quaisquer saídas naturais, tais como um respiradouro do receptor de condensado.
Um observador casual pode interpretar isto como uma forma de poupar energia e será tentado a instalar tais dispositivos. Infelizmente, a situação não é tão simples quanto parece. A realidade é que manter o condensado até ser subarrefecido envolve um certo grau de inundação. O condensado que inunda continuamente o espaço de vapor causará corrosão, com resultados dispendiosos. A vida útil do permutador de calor é reduzida e o custo global do ciclo de vida da instalação aumentará.
Os efeitos sofridos por um permutador de calor inundado dependem das circunstâncias particulares da instalação. Os sintomas e efeitos da interrupção do fluxo nos trocadores de calor de vapor serão discutidos com mais detalhes nos artigos seguintes.
Por enquanto, você pode saber mais sobre o alternativas para evitar a interrupção do fluxo de vapor industrial e descubra sobre o métodos para prever interrupções em um trocador de calor de vapor com uma assinatura do Boletim Informativo Steam for IndustryUm recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências em vapor industrial.
Instalação para evitar a interrupção do fluxo através de um purgador
