Diferenças entre controles de nível de água de um, dois e três elementos

Neste artigo vamos olhar para as diferenças entre o controle do nível da água, seja usando um, dois ou três elementos. Para começar, vamos olhar para o controle padrão de um elemento de água, que, com controle proporcional, proporciona excelente controle na maioria das instalações de caldeira. 

Entretanto, com um único elemento de controle proporcional, o nível da água deve cair para que a válvula de controle da água de alimentação abra. Isto significa que o nível de água deve ser maior com baixa produção de vapor e menor com alta produção de vapor: uma característica de controle de nível decrescente. 

No entanto, quando ocorrem mudanças de carga muito bruscas, em alguns tipos de caldeiras de tubos de água, o controlo de um único elemento tem as suas limitações. 

Considere a situação de uma caldeira quando ela estiver operando dentro de sua capacidade nominal: 

• A "água" da caldeira conterá uma mistura de água e bolhas de vapor, que serão menos densas do que apenas a água.
• Se a demanda de vapor aumentar, a pressão na caldeira inicialmente cai e o sistema de controle faz com que a taxa de queima do queimador aumente. A taxa de evaporação aumentará para atender ao aumento da demanda.
• A maior taxa de evaporação significa que a água da caldeira irá conter ainda mais bolhas de vapor e tornar-se menos densa. 

Se uma carga repentina for agora aplicada à caldeira:

• A pressão dentro da caldeira será ainda mais reduzida e parte da água da caldeira será reevaporada. A revaporização da água da caldeira, mais o aumento do calor, já que os queimadores estarão no máximo, significa que a "água" da caldeira terá ainda mais bolhas de vapor e a sua densidade será ainda mais reduzida.
• medida que a pressão diminui, o volume específico do vapor aumenta, e a resultante maior velocidade a que o vapor sai da caldeira pode criar um aumento no volume da mistura bolha de vapor/água, resultando num aumento óbvio do nível de água. 
• Os controles de nível detectarão este aparente aumento no nível de água e começarão a fechar a válvula de controle da água de alimentação, quando na verdade é necessária mais água. A situação agora é que há uma alta demanda de vapor e nenhuma água foi adicionada à caldeira para manter o nível.
• Chega-se a um ponto em que o aumento do volume irá cair, possivelmente para um nível abaixo do nível dos alarmes de baixo nível e a caldeira pode de repente "trancar", tirando a planta do ar. 

 

Controle de nível de água de dois elementos 

O controle de dois elementos inverte a função de controle de nível decrescente para garantir que o nível de água seja realizado com altas cargas de vapor. Procura assegurar que a quantidade de água na caldeira se mantenha constante para todas as cargas e que, durante períodos de grande demanda repentina de vapor, a válvula de controle da água de alimentação seja aberta.

O sistema funciona usando um sinal de um medidor de fluxo de vapor instalado no tubo de saída de vapor para aumentar o ponto de ajuste do controlador de nível com altas cargas de vapor. 

Os dois elementos do sinal são:

• Primeiro elemento: Sinal de nível de água dentro da caldeira.
• Segundo elemento: Sinal do caudalímetro na saída de vapor da caldeira.

Qualquer instalação de caldeira que experimente mudanças frequentes e repentinas na carga pode funcionar melhor com um sistema de controle de água de alimentação de dois elementos. 

Quando as mudanças de carga do processo são grandes (por exemplo, em cervejeiras), um controle de dois elementos deve ser considerado e pode ser necessário quando há mudanças repentinas de carga de mais de 25% em uma caldeira. 

 

Controlo do nível da água com três elementos 

O controle de nível de três elementos, mostrado na figura abaixo, inclui os dois elementos de sinal descritos acima, mais um terceiro elemento, que é o caudal medido de corrente da água de alimentação da caldeira. O controle de nível de três elementos é mais freqüentemente usado em salas de caldeiras onde um número de caldeiras é fornecido com água de alimentação de uma linha de alimentação circular pressurizada comum. 

Nestas circunstâncias, a pressão na linha de água de alimentação circular pode variar de acordo com a quantidade de água a ser aspirada por cada uma das caldeiras. 

Como a pressão na linha circular varia, a quantidade de água que passa através da válvula de controle da água de alimentação também varia para cada abertura da válvula. O sinal de entrada do terceiro elemento modifica o sinal para a válvula de controle da água de alimentação para levar em conta esta variação de pressão. 

Como você está interessado em aprender mais sobre as diferenças entre o controle de nível de água de um, dois e três elementos, convidamos você a ler mais sobre as diferenças entre o controle de nível de água de um, dois e três elementos. 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.