Determinação dos níveis de água em caldeiras de vapor

A função de uma caldeira a vapor é fornecer a quantidade certa de vapor de alta qualidade: de forma segura, eficiente e com a pressão certa. O vapor é produzido pela transferência de calor do processo de combustão, ou pela utilização do calor residual de um processo.

O calor é transferido para a água dentro da caldeira, a água evapora e produz vapor sob pressão. Para gerar vapor é necessária uma determinada área da superfície da água de uma caldeira. Também deve haver uma certa altura acima do nível normal de trabalho para permitir a elevação do nível da água à medida que a carga aumenta, mas deixando espaço livre suficiente para que o vapor escape sem produzir transporte de água.

Em caldeiras horizontais compactas, o nível da água aumenta à medida que a carga aumenta (devido ao aumento da presença de vapor abaixo do nível da água na caldeira). Quando o faz, a área da superfície da água (onde o vapor é libertado) irá diminuir porque, quando o nível da água está acima da linha central da caldeira, os lados da concha da caldeira convergem.

O fabricante da caldeira deve ter projetado a caldeira para garantir que o nível normal de água (NWL) seja tal que o vapor seja liberado a uma taxa aceitável. O projeto também deve permitir uma altura mínima específica da saída de vapor acima do NWL.

Obviamente, quando vapor é gerado, a água da caldeira evapora e a caldeira deve ser abastecida com água para manter o nível. Devido aos factores acima mencionados, a água deve ser mantida no nível correcto.

A segurança também é de suma importância. Se a caldeira for operada com água insuficiente, podem ocorrer danos graves e existe até mesmo o risco de explosão. Por este motivo, são necessários controlos que o façam:

• Monitoramento e controle do nível de água.
• Detectar se um ponto de baixo nível de água é atingido, e tomar as medidas apropriadas.

Esta acção pode incluir:

• Activar um alarme, desligar o abastecimento de água de alimentação e parar os queimadores.
• É também essencial fornecer uma indicação externa do nível da água.

Estes artigos sobre níveis de água em caldeiras de vapor fornecem informações básicas sobre controles automáticos de nível e alarmes em caldeiras de concha. Esta informação também é geralmente aplicável a caldeiras de tubos de água com caldeira a vapor. Grande parte da informação contida nestes conteúdos é baseada na legislação do Reino Unido. A regulamentação nacional local deve ser consultada.

Indicação do nível da água e do nível da água na caldeira

A indicação do nível de água é aplicável a caldeiras de vapor onde o nível de água pode ser detectado. Inclui a maioria das caldeiras de vapor, com exceção das caldeiras de passo simples ou tipo bobina, onde não há caldeira de vapor. Nestes casos, as temperaturas de saída de vapor que excedam um valor programado são tomadas para indicar uma entrada de água insuficiente.

Na maioria dos casos, um simples visor de nível na caldeira de água/vapor ou no corpo da caldeira é usado como indicador. Muitos regulamentos estipulam a provisão de dois copos de nível. Estas disposições são principalmente necessárias para evitar uma quebra que possa causar perigo para o operador. A forma mais comum de protecção é um painel de vidro temperado na frente e em ambos os lados do visor de nível de água.

Para caldeiras de alta pressão, podem ser necessários vidros de nível feitos de vidro liso ou nervurado.

O visor de nível, que resistiu ao teste do tempo, é usado na grande maioria das caldeiras e geralmente fornece um nível de água visível acima e abaixo do nível normal da água.

É essencial compreender o que se vê num visor de caldeira. A secção seguinte explica alguns dos factores que influenciarão o nível da água apresentado no nível da água visual. Não é possível definir o nível exato da água em uma caldeira a vapor, porque a superfície da água é composta por uma série de bolhas com uma forte circulação horizontal. Portanto, existem variações horizontais de nível ao longo do comprimento e largura do corpo da caldeira. Em contraste, o visor de nível contém água que:

• Não está sujeito a correntes e agitação. o Não contém bolhas de vapor.
• Está mais frio que a água da caldeira.

Isto significa que a água no visor (e outros acessórios externos) é mais densa do que a água dentro do corpo da caldeira. Por sua vez, isto significa que o visor de nível indicará um nível de água inferior à média na superfície do corpo da caldeira.

A diferença entre o nível no visor de nível e o nível no corpo da caldeira a altas cargas de vapor depende de factores como, por exemplo

• Taxa de geração de vapor da caldeira.
• A altura da conexão de água do indicador de nível na caldeira.
• TDS e análise química da água da caldeira.
• O tamanho do corpo da caldeira.

Como você está interessado em aprender mais sobre a automação de uma válvula de sopro para caldeiras de vapor, convidamos você a aprender mais sobre os benefícios do controle automático TDS na caldeira, bem como a assinar a newsletter da Industrial Steam Systems, um recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências em vapor.