Como seleccionar um purgador: requisitos do sistema a considerar

Eis algumas considerações a ter em conta ao escolher uma armadilha de vapor para melhorar o desempenho da sua planta.. A armadilha deve prender ou reter vapor mas não restringir a passagem de condensado, ar e gases não condensáveis, pois o desempenho da instalação depende disso, o que é de importância vital. Factores importantes na selecção de uma armadilha começam com uma base de selecção provisória com a pressão, fluxo de condensado e requisitos de remoção de ar em mente. Contudo, a concepção e as necessidades de manutenção do sistema afectarão o desempenho e a selecção.

 

O que considerar ao seleccionar uma armadilha de vapor 

Martelo de água

O martelo de água é um sintoma de desordem dentro do sistema de vapor. Isto pode ser devido à má concepção das tubagens de vapor e condensado, ao uso de armadilhas de vapor erradas ou com fugas, ou a uma combinação destes factores. É frequentemente um exercício de futilidade para instalar e escolhendo o tipo certo de purgador para uma aplicação em que o encaminhamento do sistema não permitirá que a armadilha funcione correctamente. É igualmente inútil aplicar o encaminhamento correcto e não dar a devida consideração à purga. 

Os sintomas do martelo de água são frequentemente atribuídos ao mau funcionamento da armadilha. É mais provável que seja o caso de uma armadilha defeituosa devido aos efeitos de um martelo de água. O fenómeno pode ser causado de várias maneiras, algumas das quais são:

• O condensado não é removido do caminho de vapor de alta velocidade na conduta.

• O condensado não é removido de uma aplicação com temperatura controlada e onde o condensado tem de ir até à linha de retorno.

• O condensado não entra ou passa facilmente por um tubo de retorno subdimensionado porque está inundado ou sobre-pressurizado devido aos efeitos do vapor revaporizado.

Graças às modernas técnicas de concepção e fabrico, podem ser produzidas armadilhas mais robustas do que as suas antecessoras, permitindo que o purgador dure mais tempo em condições normais, e que resista melhor aos efeitos de sistemas mal instalados. Contudo, por muito bem feita que seja uma armadilha, a sua instalação num sistema mal concebido irá reduzir a sua eficácia e vida útil.

Se um purgador falhar persistentemente num determinado sistema devido a efeitos de golpe de aríete, é provavelmente uma falha da disposição do sistema, não do purgador. A verdadeira causa do problema deve ser primeiro investigada e erradicada, corrigindo a inadequação do sistema ou substituindo a armadilha por uma mais robusta e adequada às condições. A segunda escolha pode ser um compromisso, mas nunca pode ser recomendada como uma solução a longo prazo. A segurança deve ser primordial e nunca deve ser comprometida.

Duas aplicações importantes são a drenagem de linhas de vapor e os permutadores de calor com temperatura controlada.

Como regra geral, as linhas de vapor devem ser drenadas a intervalos regulares de 30 a 50 metros com fossos de gotejamento de tamanho adequado. Quaisquer porções inferiores devem também ser purgadas.

Os permutadores de vapor só podem funcionar eficazmente se for permitido que o condensado drene livremente do processo. Se houver um surto a jusante do purgador, haverá sempre uma tendência para martelar independentemente do purgador instalado. Nesta situação, o purgador deve ser complementado por um sistema de drenagem activo, tal como uma bomba/unidade de purga.

Ao conceber um novo sistema, é primordial obter o encaminhamento correcto. Ajudará a manter a eficiência térmica do sistema durante toda a sua vida útil.

Sujidade

A sujidade é outro factor importante que deve ser considerado ao seleccionar uma armadilha de vapor. Embora o vapor condense na água destilada, pode por vezes conter produtos de tratamento da água da caldeira e minerais naturais que normalmente se encontram na água. A sujidade criada durante a instalação e a sujidade causada pela corrosão também devem ser levadas em consideração.

Uma armadilha de descarga intermitente é menos susceptível de ser afectada por incrustações. Entre as armadilhas termostáticas, a termostática balanceada é preferível, embora a válvula grande e plana associada a algumas armadilhas de diafragma possa ser problemática.

O efeito de gotejamento das armadilhas bimetálicas, associado ao sistema de haste que passa pelo assento, torna-as as mais propensas a falhas (devido a fricção acrescida) ou bloqueio.

Diz-se frequentemente que o elemento sensor é facilmente limpo e apresenta problemas devido à sujidade. Contudo, a sujidade no elemento não é geralmente o problema: as partes mais relevantes, o mecanismo do obturador dinâmico tende a ser auto-limpante pela sua acção de abertura eficaz.

Os sifões termostáticos flutuantes são bastante resistentes à sujidade. As válvulas e assentos são submersos abaixo do nível da água, o que os torna protegidos da sujidade na superfície da água e do afundamento da sujidade até ao fundo do sifão. Como exemplo extremo, ao drenar autoclaves de tratamento de cimento, a precipitação de areia residual no condensado pode ser transportada sem problemas através de grandes sifões termostáticos, devido à baixa velocidade de fluxo através de um orifício relativamente grande.

A armadilha de balde invertido tem um orifício de ventilação no flutuador. Se ficar entupido, pode provocar uma obstrução do ar e será lento a reagir. Neste caso, a sujidade que bloqueia o orifício de ventilação deve ser removida. Com uma armadilha compacta de flutuação invertida, apenas a armadilha pode ser descartada e substituída.

Além disso, a armadilha de pulso é imprópria para condições sujas. O espaço muito pequeno entre o pistão e o cilindro é susceptível a fluxos de alta velocidade e o pistão bloqueará frequentemente numa posição intermédia. O purgador bloqueia numa posição fixa e não deixa passar nem vapor nem condensado, dependendo da taxa de condensação.

As saídas de condensado de orifício fixo são as menos adequadas para situações sujas. O orifício é pequeno e fica entupido poucas semanas após a instalação. O alargamento do orifício (como por vezes é feito em desespero) destrói o conceito de dimensionamento do orifício fixo. Não serve qualquer propósito e em muitos casos apenas atrasa o tempo até que a ficha seja reequipada.

São frequentemente fornecidos e instalados com um filtro, mas tem de ser extremamente fino para ser eficaz. O resultado é que o problema é passado para o filtro, entupindo frequentemente, necessitando de limpeza regular e tempo de paragem.

Estes dispositivos são frequentemente negligenciados nos sistemas de vapor para reduzir os custos de instalação. A sujidade pode afectar as válvulas de controlo e as armadilhas. É extremamente fácil e económico montar um filtro num tubo, e o baixo custo de o fazer pagará dividendos ao longo da vida da instalação. A sujidade é retida, e a manutenção é reduzida.

A selecção é simples. O material filtrante é seleccionado de acordo com o tipo de instalação e a pressão a que se espera que funcione. Vários tamanhos de coador podem ser escolhidos para diferentes graus de retenção e protecção, quanto mais fino for o coador, mais frequentemente necessita de ser limpo. Contudo, é certamente mais fácil e mais barato do que a manutenção de válvulas de controlo ou armadilhas.

Fechadura por vapor

A possibilidade de bloqueio de vapor pode ser um factor decisivo na selecção de uma armadilha. Pode ocorrer quando uma armadilha é montada longe da planta a ser drenada. Pode ser agravado quando o condensado é removido através de um sifão ou tubo dobrado. Por exemplo, pode ocorrer um problema de bloqueio de vapor num secador de cilindro quando se utiliza um tubo de sifão porque a pressão do vapor é insuficiente para elevar o condensado pelo tubo de sifão e através da armadilha. Se o nível do condensado no fundo do cilindro cair abaixo da extremidade do tubo sifão, o vapor entra no cilindro.

no tubo sifão e faz com que a armadilha se feche. Nesta altura, a armadilha está 'vapor bloqueada'. A perda de calor do cilindro provocará a formação de mais condensado que não será capaz de chegar à armadilha. O cilindro ficará inundado e isto reduzirá a eficiência de secagem do cilindro e um aumento da potência necessária para rodar o cilindro. Em casos extremos, o cilindro pode ser enchido até à linha central e pode ser danificado por sobrecarga mecânica.

Para aliviar este problema, é necessário um purgador com um "dispositivo anti-bloqueio de vapor". Esta consiste numa válvula de agulha interna que permite que o vapor bloqueado no tubo sifão seja sangrado. O separador de flutuador é o único tipo que permite esta característica e é uma escolha viável para cilindros de secagem com grande carga. Esta válvula abre o suficiente para eliminar o bloqueio e tem uma capacidade limitada para evitar que o vapor seja desperdiçado. As armadilhas deste tipo são frequentemente fornecidas com uma combinação de eliminador de ar e dispositivo anti-bloqueio de vapor. O dispositivo anti-bloqueio manual de vapor funciona independentemente da acção automática do eliminador de ar.

Outros tipos de armadilhas abrem regularmente e acabarão por ser capazes de lidar com uma fechadura de vapor, no entanto, a drenagem e eficiência da planta será errática. Isto não é obviamente aceitável para os utilizadores de uma instalação de processamento, onde os tempos de lote, a qualidade e a eficiência são de grande importância.

Difusores

Em armadilhas que descarregam para a atmosfera, a descarga de condensado quente pode ser vista. Haverá também uma certa quantidade de reevaporação, relativa à pressão de condensação a montante da armadilha. Isto pode apresentar um perigo para um transeunte, mas podem ser tomadas medidas para minimizar este perigo, suavizando a alta velocidade de descarga. Isto pode ser conseguido através da instalação de um difusor simples no fim do tubo que dissipará a energia cinética da descarga. O resultado é uma redução de até 80% de som.