Como selecionar as válvulas de controle para sistemas de vapor?

O critério de seleção das válvulas de controle para sistemas de vapor é baseado nas opções de controle automático disponíveis, portanto as decisões a serem tomadas antes de fazê-lo dependerão de uma série de fatores variáveis; alguns dos quais, como custo, preferência pessoal e moda atual, só podem ser considerados caso a caso e não podem ser incluídos neste artigo.

Como orientação, as opções de controle automático a serem consideradas na seleção de válvulas de controle para sistemas de vapor são as seguintes:

• Aplicação.
• Força motriz.

Em primeiro lugar, para selecionar corretamente as válvulas de controle para sistemas de vapor, são necessários detalhes da aplicação e do processo em si, como, por exemplo:

 

• Há alguma característica de segurança que afete? Por exemplo, a posição de segurança da mola da válvula está fechada ou a mola está aberta? É necessário um controle separado para limites alto e baixo?
• O que estamos a controlar? Por exemplo, temperatura, pressão, nível, taxa de fluxo.
• Qual é o meio e as suas propriedades físicas? Qual é o seu caudal?
• Qual é a pressão diferencial através da válvula de controle em toda a faixa de carga?
• Quais são os materiais das válvulas e as conexões finais?
• Que tipo de processo está sendo controlado? Por exemplo, um permutador de calor utilizado para aquecimento ou para um processo?
• Para controle de temperatura, o set point de temperatura é fixo ou variável?
• A carga é constante ou variável? E, se variável, qual é a escala de tempo para a mudança, rápida ou lenta?
• A temperatura a ser mantida é de natureza crítica?
• É necessário controle de um ou vários laços?
• Que outras funções (se houver) o controle deve realizar? Por exemplo, controle de temperatura de um sistema de aquecimento normal, mas com a adição de proteção contra congelamento durante períodos de "desligamento".
• A fábrica ou processo está em uma área perigosa?
• A atmosfera/ambiente é corrosiva por natureza ou a válvula é instalada ao ar livre ou em uma área "suja"?
• Que energia motriz está disponível, electricidade ou ar comprimido, e a que voltagem ou pressão?

Uma vez definida a aplicação, o segundo aspecto da seleção de válvulas de controle para sistemas de vapor é a força motriz, que é o princípio ativo que aciona a válvula ou o dispositivo de controle. Geralmente, este dispositivo ou é eléctrico ou ar comprimido (para um sistema pneumático), electropneumático (uma mistura dos dois).

Os sistemas de controle auto-acionados não requerem uma força motriz externa para operar, ou seja, eles geram sua própria força motriz, pois incorporam um sistema fechado de pressão hidráulica ou de expansão de fluido. Às vezes a própria aplicação pode determinar a fonte de atuação. Por exemplo, se o controle estiver em uma área perigosa, um atuador pneumático ou auto-atuado pode ser preferível aos caros controles elétricos "intrinsecamente seguros" (à prova de explosão).

 

Características das opções de fontes de acionamento

• Controles auto-atuantes

  • Vantagens:
    • Robusto, simples, tolerante a ambientes 'hostis'.
    • Fácil de instalar e comissionar.
    • Proporcionam um controlo proporcional com uma capacidade de alcance muito elevada.
    • Os controles podem ser comandados para abrir ou fechar no caso de um excesso de temperatura inaceitável.
    • Eles são seguros para uso em áreas perigosas.
    • Relativamente livre de manutenção.
• • Desvantagens:
    • Os controles de temperatura auto-atuantes podem ser relativamente lentos a reagir, eles não são fornecidos com funções de controle integral e derivado.
    • Eles não podem retransmitir dados.

 

• Controles elétricos

  • Vantagens:
    • Posicionamento altamente preciso.
    • Os controladores estão disponíveis para dar alta versatilidade com modo de controle tudo-zero ou combinação P+I+D e saída multi-função.
  • Desvantagens:
    • O funcionamento das válvulas elétricas é relativamente lento, o que significa que elas nem sempre são adequadas para mudanças bruscas nos parâmetros do processo, tais como o controle da pressão de cargas em rápida mudança.
    • A instalação e a colocação em funcionamento são tanto eléctricas como mecânicas, pelo que se deve ter em conta a instalação de uma fonte de alimentação separada e o custo da cablagem.
    • Os actuadores eléctricos tendem a ter um funcionamento menos suave do que os actuadores pneumáticos. Para funções de segurança, são necessários actuadores com mola para que a mola abra ou feche em caso de falha de energia. Isto pode reduzir substancialmente a força de fechamento e é geralmente mais caro.
    • Para uso em áreas perigosas, são necessários controles elétricos intrinsecamente seguros ou à prova de explosão. São uma proposta dispendiosa e, portanto, pode ser necessária uma solução pneumática ou eletropneumática. São necessárias técnicas especiais para a instalação em áreas tão perigosas.

 

• Controles eletropneumáticos

  • Vantagens:
    • Os controles eletropneumáticos combinam as melhores características dos controles eletrônicos e pneumáticos. Estes sistemas consistem em um atuador pneumático com válvula, um controlador elétrico/eletrônico, sensores e um sistema de controle mais um posicionador ou conversor eletropneumático.
    • A combinação fornece a potência e o funcionamento suave de um atuador/válvula pneumática com a velocidade e precisão de um sistema de controle eletrônico. A operação de abertura ou fechamento em caso de falha pode ser instalada sem penalização de custos e com o uso de 'barreiras' adequadas e/ou configurando a parte elétrica/eletrônica do sistema para áreas de 'segurança'. Eles podem ser usados onde a segurança intrínseca é necessária.
  • Desvantagens:
    • Requerem ar comprimido e alimentação elétrica, embora isso normalmente não seja um problema em ambientes industriais.

Finalmente, três fatores importantes devem ser levados em consideração ao considerar uma aplicação e a força motriz necessária:

• Mudanças na carga.
• Se o ponto de ajuste é crítico ou não.
• Se o ponto de ajuste tiver de ser variado.

Para mais informações sobre como selecionar válvulas de controle para sistemas de vapor e para saber como selecionar válvulas de controle para sistemas de vapor, por favor visite como melhorar a gestão da eficiência energética dos ativos industriaisconvidamo-lo a subscrever o Boletim Informativo Steam for Industrycom o qual você receberá informações sobre a gestão eficiente dos sistemas de vapor.