Instalação de controles de nível de água em caldeiras de vapor

Como já sabemos, o nível da água em uma caldeira a vapor varia consideravelmente como resultado disso: 

• O fardo.
• A taxa de mudança de carga.
• Circulação da água dentro da caldeira. 

Estas circunstâncias combinam-se para tornar muito difícil monitorizar e controlar com precisão o nível da água da caldeira. É necessária uma zona calma de água, que seja representativa do nível real da água da caldeira. Com controles de nível do tipo flutuador e sonda, isso é conseguido de duas maneiras, e estas são câmaras externas e tubos de proteção internos:

 

Câmeras externas

Estas são câmaras montadas externamente que têm conexões com a caldeira. Eles estão normalmente, mas nem sempre, equipados com controles de bóia. Alguns arranjos típicos são mostrados na figura abaixo:

São necessárias duas câmaras externas:

• Uma câmara aloja o controle de nível e o primeiro alarme de nível baixo. 
• Os outros alojam o segundo alarme de nível baixo e o alarme de nível alto (se instalado).

Isto assegura que os dois alarmes de baixo nível estejam em câmaras separadas. 

As câmaras exteriores estão equipadas com "válvulas de purga sequencial" e (opcionalmente) com válvulas de corte de vapor.

Nota: Se forem instaladas válvulas de corte, os regulamentos actuais exigem que estas sejam bloqueadas na posição aberta. 

Tradicionalmente, os controles de flutuação são instalados nas câmaras externas, embora as sondas funcionem igualmente bem e tenham a vantagem de não ter peças móveis para desgastar.

 

Tubos de proteção internos 

Para controles diretos de nível montados, são necessários tubos de proteção a serem instalados dentro do corpo da caldeira, como mostrado na figura seguinte:

O primeiro e segundo dispositivos de baixo nível devem ser montados em tubos de protecção separados de modo a serem completamente independentes um do outro. 

Os tubos de proteção em si não são itens padrão e são fabricados especificamente para cada caldeira individual. No entanto, como o desenho dos tubos de proteção pode ter um efeito importante sobre o funcionamento satisfatório dos controles de nível, o seguinte pode servir como orientação para o seu desenho e instalação:

• Diâmetro. Um tubo de proteção de 80 mm de diâmetro interno garantirá condições estáveis e proporcionará espaço suficiente para a centralização da sonda. Quando duas sondas (por exemplo, sonda de controle de nível/alto nível de alarme e sonda de alarme de nível baixo com auto-monitoramento) devem ser instaladas em um único tubo de proteção, geralmente é necessário que tenham 100 mm de diâmetro interno.
• Comprimento. O tubo de proteção deve ir entre os tubos da caldeira o mais baixo fisicamente possível.

Localização

Quando existem diferentes posições de instalação da sonda, as recomendações gerais são as seguintes:

• • • O mais longe possível das conexões de saída de vapor e da válvula de segurança (mínimo 1 m), mas não muito perto das placas de fundo da caldeira.
    • Tão próximo quanto possível do indicador de nível. As ligações perto da frente são as mais convenientes.
    • Instalação em tubos de protecção com orifícios na parte superior e inferior para a entrada de vapor e água, com a parte inferior tapada para evitar a entrada de bolhas de vapor e sem ranhuras longas ao longo do tubo de protecção. 

Há uma série de vantagens importantes no uso de controles montados em tubos. 

interno:

• Esta é geralmente uma alternativa mais barata em uma nova caldeira, uma vez que o custo de dois ou três tubos de proteção é geralmente inferior a duas câmaras de controle externo e as válvulas de sopro seqüenciais associadas.
• É possível tirar o máximo partido dos avanços da electrónica oferecidos pela tecnologia moderna. 

Controles de flutuação 

Embora a tendência seja para o uso de controles do tipo sonda montados internamente, ainda é comum ver controles de bóia, com a bóia dentro do corpo da caldeira por meio de uma flange e um tubo de proteção. 

Modelos padrão 

Os controles de bóia montados internamente empregam os mesmos princípios de operação e peças equivalentes aos da câmara montada, exceto que a câmara é substituída por um grande conjunto de flange e tubo de proteção para montar o controle diretamente na conexão do corpo da caldeira. O tubo de proteção pode ser fixo ou removível e garantirá que a haste do flutuador não seja danificada e que o movimento vertical correto seja alcançado. 

Controles de flutuação montados internamente com dispositivo de teste

Os controles de flutuação montados internamente podem incorporar um dispositivo para testar o funcionamento do mecanismo sem ter que baixar o nível da água dentro da caldeira. O teste pode ser manual, ou iniciado/controlado por um temporizador. O teste é alcançado baixando o flutuador para o nível de água de alarme. 

Dispositivo de teste de canais hidráulicos 

A verificação é feita baixando o flutuador para o nível de água de alarme baixo como se segue: Na haste do flutuador há um canal acima do flutuador que é alimentado durante aproximadamente 24 segundos com água da bomba de alimentação da caldeira, através de um pequeno tubo e válvulas, através da flange de montagem do controle, como mostra a figura a seguir:

O peso adicional supera a flutuação do flutuador causando o seu afundamento. Isto faz com que o queimador se desligue e aciona o sistema de alarme. Após fechar a válvula de retenção na linha de injeção de água, um pequeno orifício no fundo da panela drena a água, permitindo que o flutuador suba até a altura da posição normal de operação. O controle do abastecimento de água ao bebedouro também pode ser feito por meio de uma válvula solenóide que pode ser operada por um temporizador ou por um botão de acionamento manual. 

Dispositivo de teste eletromagnético 

A cabeça inclui uma bobina electromagnética por baixo do conjunto do interruptor. Este envolve um núcleo, que está localizado no interior do tubo central de aço inoxidável e fixado à haste flutuante.

Para iniciar o ciclo de teste, a bobina é energizada por meio de um temporizador ou de um botão de acionamento manual, empurrando o flutuador para baixo, fazendo o queimador parar e acionando o sistema de alarme. Quando a bobina não está mais energizada, o flutuador sobe ao seu nível normal. 

Controles de Sonda 

Sondas de canal único (sondas de alta integridade sem autoteste) podem ser instaladas em tubos de proteção e, como não possuem partes móveis, tendem a durar mais do que um sistema de flutuação controlada equivalente.

O uso de tubos de proteção internos em conjunto com sondas e controladores de autoteste de alta integridade oferece vantagens significativas em termos de requisitos de teste e do grau de supervisão exigido pelas autoridades. Este tópico é abordado com mais detalhes no próximo módulo. 

Como você está interessado em aprender mais sobre alarmes de nível de água em caldeiras a vapor, de dois e três elementos, nós o convidamos a ler mais sobre diferenças entre o controlo do nível da água de um, dois e três elementosbem como sobre o sistemas de controle automático de nível em caldeiras de vapor.

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