Este é o primeiro de uma série de dois artigos nos quais mostraremos um exemplo de seleção de armadilhas para remoção de condensado. Para começar, uma fábrica necessita de um permutador de calor vapor/água que funcione a 4 bar r nominal para aquecer água de processo que circule a 1 litro/s (1 kg/s) de 10 °C a 80 °C, com uma carga de projecto de 293 kW.
O processo é tal que a carga térmica mínima ocorre a 60 % da carga térmica máxima. É uma linha de processo em operação contínua, sem aumento de carga futura. Dois fornecedores são solicitados a fornecer um permutador de calor. As seguintes informações são importantes para a seleção:
- O fornecedor 'X' pode fornecer um permutador de calor com uma superfície de aquecimento de 2 m2 , um valor 'U' de 2 500 W/m2 °C e 350 kW de potência operando com vapor a 4 bar r e um caudal de água de 1 litro/s.
- O fornecedor "Y" pode fornecer um permutador de calor com uma superfície de aquecimento menor, mais adequado para a carga térmica de projecto de 293 kW, funcionando com vapor a 4 bar r e um caudal de água de 1 litro/s. O valor "U" é de 2 500 W/m2 °C.
- A linha de condensado do permutador de calor deve subir 5 metros até um tubo de retorno de condensado que conduz a um receptor atmosférico, com uma contrapressão total de 0,5 bar r.
Uma coluna de um metro de água à pressão atmosférica exercerá uma pressão no fundo da coluna de aproximadamente 10 kPa ou 0,1 bar r. Assim, qualquer elevador na linha de descarga de condensado exercerá um elevador estático devido à coluna de condensado contida na linha, para além da pressão no sistema de condensação.
É necessário determinar as condições de operação do sistema para a seleção correta dos purgadores para a remoção de condensado de ambos os trocadores de calor em qualquer condição de carga operacional.
As seguintes perguntas devem ser respondidas a fim de remover corretamente o condensado:
- (A) Haverá interrupção do fluxo durante o funcionamento normal?
- (B) Com que carga ocorrerá a interrupção do fluxo?
Verifique a carga térmica da aplicação na condição de projeto. A partir da seguinte equação de taxa de transferência de calor:
- Considere o fornecedor "X": Um permutador de calor de 350 kW com uma superfície de aquecimento de 2 m2.
- Qual será a pressão do espaço de vapor neste aquecedor com esta carga de calor de projecto? Primeiro é necessário determinar o DMLT (∆TLM) para uma superfície de aquecimento de 2 m2. Agora, vamos olhar para a seguinte equação:
Uma vez feito isto, é agora possível calcular a temperatura de projeto do vapor usando a equação abaixo:
Esta temperatura de saturação é equivalente a uma pressão de vapor de 0,45 bar r. Esta pressão é menor que a contrapressão de 0,5 bar r e o sistema sofrerá uma interrupção permanente do fluxo. Neste caso, se fosse instalado um purgador de vapor flutuante fechado, o condensado inundaria continuamente o permutador de calor, modulando o seu nível em relação às mudanças de carga.
O desempenho operacional poderia ser insatisfatório, pois a temperatura de saída secundária tenderia a flutuar e o permutador de calor poderia falhar prematuramente devido à corrosão.
Se o sistema funcionar continuamente em estado de interrupção em permutadores de vaporSe for utilizado um purgador de vapor de flutuador fechado, um purgador de vapor de flutuador fechado não seria a escolha correcta para esta aplicação e deve ser instalado um purgador de bomba.
No próximo artigo vamos considerar o fornecedor "Y" para continuar com o exemplo de seleção de drenagem de condensado. Por enquanto, convidamo-lo a conhecer o tipos de purgadores para remoção de condensadobem como subscrever o Boletim Informativo Steam for IndustryO novo recurso de vapor industrial, um recurso para receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, com artigos como o 6 aspectos chave do design do permutador de calor de placas de vapor.
Método gráfico de interrupção de fluxo em sistemas de vapor
