Sistemas de controle modulante em caldeiras de vapor

Nos sistemas de controle modulante em caldeiras de vapor, a bomba de alimentação funciona continuamente e uma válvula automática (entre a bomba de alimentação e a caldeira) controla o fluxo de água de alimentação de acordo com a demanda de vapor.

Quando a operação está correta, o controle modulante pode suavizar muito o gráfico do fluxo de vapor e garantir uma maior estabilidade do nível de água dentro da caldeira.

Para o controle modulante do nível, os seguintes métodos podem ser usados para detectar o nível da água:

• Flutua com um sinal de saída contínua.
• Sondas capacitivas.
• Transmissores de pressão diferencial. 

Para proteger a bomba de alimentação contra superaquecimento ao bombear contra uma válvula de modulação fechada, é fornecida uma linha de recirculação para garantir um fluxo mínimo através da bomba.

Esta recirculação pode ser controlada por uma válvula ou por uma placa de orifício. A quantidade de água a ser recirculada não é grande e pode sempre ser verificada com o fabricante da bomba. Como indicador, o tamanho do orifício é normalmente entre 5 mm e 7 mm para uma caldeira normal. 

 

Controle do nível de modulação através da variação da velocidade da bomba de água de alimentação da caldeira

Neste tipo de sistema, um sinal modulante representando o nível da água na caldeira (por exemplo, de uma sonda capacitiva) é enviado para um controlador de frequência eléctrica. Este controlador, por sua vez, varia a frequência da tensão CA para o motor da bomba de água de alimentação da caldeira e, portanto, varia a sua velocidade.

• Se for necessária uma grande quantidade de água, a bomba funciona a alta velocidade.
• Se for necessária menos água, a velocidade da bomba é reduzida. 

Isto modula a velocidade da bomba para que a vazão da água de alimentação corresponda à demanda de água de alimentação da caldeira.

Há duas maneiras de aplicar a tecnologia de velocidade variável em um motor:

• Com recirculação: Quando a demanda é atendida e a velocidade do motor é reduzida ao mínimo, ainda é necessária alguma recirculação de água de alimentação para o tanque de alimentação para evitar o superaquecimento da bomba, como mostrado na figura abaixo.
• Sem recirculação: Neste caso, o controlador do motor para a bomba de alimentação da caldeira com cargas muito baixas, pelo que a recirculação não é necessária. 

Dois factores importantes relacionados com o arranque e paragem de uma bomba são: 

• A bomba não deve ser ligada e parada por um período de tempo maior do que o recomendado pelo fabricante.
• Na partida, o controlador de freqüência deve iniciar a rampa com uma velocidade baixa, para minimizar o desgaste da bomba.

A grande vantagem dos variadores de velocidade é que, como a velocidade da bomba varia, também varia o seu consumo de energia e, claro, a redução do consumo de energia significa uma redução dos custos de funcionamento.

No entanto, a poupança de custos resultante da utilização de variadores de velocidade deve estar relacionada com o custo mais elevado do equipamento de controlo. Normalmente só é viável para grandes caldeiras com grandes variações de carga ou operando de forma antecipada/atraso. 

Em resumo, estas são as vantagens do sistema de controle de nível modulante em caldeiras de vapor:

• Pressão e caudal de vapor constantes dentro da capacidade térmica da caldeira.
• Operação mais eficiente do queimador.
• Menos stress térmico no corpo da caldeira.
• Menos transporte de água da caldeira.
• Pode ser utilizada uma estação de bomba de alimentação central. 
• Menos desgaste na bomba de alimentação e no queimador. 

No lado negativo, o sistema de modulação:

• Mais caro.
• A bomba de alimentação deve estar em funcionamento contínuo. Menos adequado para operação em stand-by.
• Possivelmente maior consumo de eletricidade.

Como você está interessado em aprender mais sobre sistemas de controle modulante em caldeiras a vapor, nós o convidamos a ler mais sobre a alterações de nível atribuíveis à circulação da caldeira a vapor y como determinar os níveis de água em caldeiras de vaporbem como para subscreva a newsletter especializada em sistemas de vapor industrialUm recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências de vapor.