Decisão sobre o TDS necessário na água da caldeira

A concentração de sólidos dissolvidos acima dos quais irá ocorrer a formação de espuma pode variar de caldeira para caldeira. As caldeiras compactas convencionais normalmente operam com TDS na faixa de 2.000 ppm em caldeiras muito pequenas, e até 3.500 ppm em caldeiras grandes, desde que isso ocorra: 

• A caldeira está trabalhando perto da pressão de projeto.
• As condições de carga de vapor não são muito severas.
• Outras condições da água da caldeira são devidamente controladas. 

Soprar a caldeira para manter esses níveis de TDS deve ajudar a garantir que o vapor seja fornecido à planta razoavelmente limpo e seco. A tabela seguinte fornece orientações gerais sobre os níveis máximos permitidos de TDS na água da caldeira de alguns tipos de caldeira. Acima destes níveis, podem ocorrer problemas.

 

TDS máximo para vários tipos de caldeiras 

Os números apresentados nesta tabela são apenas um guia geral. O fabricante da caldeira deve ser sempre consultado para recomendações específicas. 

Cálculo da taxa de purga 

As seguintes informações são necessárias: 

• O TDS necessário na água da caldeira em partes por milhão. Para ver graficamente, você pode ir para a tabela que publicamos no artigo sobre a noções básicas de controle de TDS na água da caldeira.
• TDS em água de alimentação em partes por milhão. Um valor médio pode ser obtido a partir de registros de tratamento de água, ou uma amostra de água de alimentação pode ser obtida e sua condutividade medida. Como na medição do TDS da água da caldeira, condutividade (mS/cm) x 0,7 = TDS em partes por milhão (a 25°C). É importante notar que a amostra de água de alimentação necessária é da linha de alimentação da caldeira ou do tanque de alimentação e não é uma amostra da água de alimentação que abastece o tanque de alimentação.
• A quantidade de vapor gerada por uma caldeira é geralmente medida em kg/h. Para a seleção de um sistema de sopro, o valor mais importante normalmente é a quantidade máxima de vapor que a caldeira pode gerar a plena carga. 

Quando esta informação estiver disponível, a taxa de purga necessária pode ser determinada usando a seguinte equação:

Controle da taxa de purga 

Há diferentes maneiras de controlar a taxa de purga. O dispositivo mais simples é uma placa de orifício mostrada na figura abaixo. O tamanho do orifício é determinado com base em:

• Taxa de fluxo. Um método de cálculo de fluxo é mostrado acima.
• Queda de pressão. Teoricamente, isto seria a pressão da caldeira à pressão atmosférica. No entanto, o atrito e a contrapressão da tubagem são inevitáveis, pelo que, para efeitos deste Módulo, vamos assumir que a pressão no lado a jusante do orifício é de 0,5 bar r. Há um problema: um orifício não é ajustável e, portanto, só pode ser correto para um conjunto específico de circunstâncias. Se a taxa de produção de vapor:
  • Aumento: Não passaria água suficiente através do orifício. O nível de TDS na caldeira aumentaria, e ocorreria o priming e o carry-over.
  • Redujera: Demasiada água correria através do orifício. A taxa de purga seria muito alta e a energia seria desperdiçada. 

Vaporização

A água drenada da caldeira está à temperatura de saturação, e há uma queda de pressão através do orifício quase igual à pressão total da caldeira. Isto significa que uma parte substancial da água será revaporizada, aumentando o seu volume num factor de mais de 1 000. Esta rápida e agressiva mudança de estado e volume sobre o orifício pode resultar em erosão e desgaste do orifício. Isto aumenta tanto o tamanho quanto a característica de fluxo (coeficiente de descarga) do orifício, resultando em um aumento progressivo na quantidade de sopro.

O vapor de água, sendo um gás, pode viajar muito mais rápido do que a água (líquida). No entanto, o vapor e a água não estão adequadamente separados, fazendo com que as gotículas de água circulem a uma velocidade muito elevada com o vapor através da tubagem. Isto leva a um aumento da erosão e possivelmente a golpes de aríete nos equipamentos e condutas a jusante.

O problema de re-equipamento aumenta com a pressão da caldeira. Também deve ser lembrado que a água que escoa da caldeira está suja e é preciso apenas uma pequena quantidade de sujidade para restringir ou mesmo bloquear o pequeno buraco. 

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