Neste artigo vamos analisar as vantagens e desvantagens de cada tipo de armadilha de vapor disponível na indústria para que os responsáveis pela operação, engenharia e manutenção de instalações industriais com sistemas de vapor responsáveis possam escolher a que melhor se adapta ao nosso sistema.
Armadilha de vapor termostática
O princípio de funcionamento destes purgadores é a utilização da diferença de temperatura do vapor e condensado.
Vamos primeiro compreender como funciona, na posição inicial, a armadilha está totalmente aberta e remove o ar e descarrega o condensado. Quando a temperatura atinge o nível de vapor saturado relacionado com a pressão, a vaporização do líquido dentro do diafragma da cápsula termostática cria um diferencial de pressão que faz com que o orifício se feche. À medida que o condensado arrefece, o líquido condensa e reduz a pressão interna da membrana. O diferencial de pressão resultante fará com que a pressão externa que actua sobre o diafragma se retraia e abra o orifício, permitindo que os ciclos de descarga de condensado continuem.
Estas armadilhas caracterizam-se pela máxima eficiência, fácil manutenção, fácil instalação, fácil descarga de ar ou outros gases e uma grande capacidade de descarga de condensado. Vejamos as vantagens e desvantagens dos diferentes tipos de armadilhas de vapor termostáticas.
- Armadilha de vapor de expansão líquida:
Vantagens:
- São fáceis de ajustar à descarga a temperaturas muito baixas, dando um excelente desempenho na drenagem a frio.
- Como armadilha de equilíbrio de pressão, a armadilha de expansão líquida é totalmente aberta quando fria, proporcionando uma boa descarga de ar e uma capacidade máxima de condensação com fornecimentos de arranque.
- A armadilha de expansão líquida pode ser utilizada como armadilha de arranque numa linha de vapor sobreaquecida de baixa pressão, onde ocorre inundação durante longos períodos de arrefecimento. Pode resistir a vibrações e martelos de água.
Desvantagens
-
O condensado corrosivo pode destruir a mangueira do elemento.
-
Uma vez que o colector de expansão líquida descarrega condensado a temperaturas iguais ou inferiores a 100°C, não pode ser utilizado em aplicações que exijam a remoção imediata do condensado.
-
Se expostos à geada, a armadilha de expansão líquida e as suas tubagens devem ser bem isoladas.
-
A armadilha de expansão líquida não é geralmente uma solução isolada para drenagem, normalmente é necessária outra armadilha que funcione em paralelo. Contudo, pode ser utilizado quando o fluxo de arranque não é muito grande, tal como a drenagem de serpentinas de aquecimento de tanques pequenos.
- Purgador de pressão equilibrada:
Vantagens
-
São pequenos, leves e têm uma grande capacidade para o seu tamanho. A válvula está totalmente aberta no arranque, permitindo a descarga de ar e outros gases não condensáveis e permitindo a remoção máxima de condensado quando o fornecimento está no máximo.
-
É pouco provável que este tipo de armadilha congele quando exposta aos elementos (a menos que se acumule condensado após a armadilha, o que permitiria que a água recuasse e inundasse a armadilha quando o vapor fosse parado).
-
O moderno sifão de pressão equilibrado ajusta-se automaticamente às variações de temperatura do vapor até à sua pressão máxima de trabalho. Também tolera até 70°C de sobreaquecimento.
-
A manutenção da armadilha é simples. A cápsula e o assento são facilmente removidos, e as recargas podem ser colocadas em poucos minutos sem remover a armadilha da linha.
Desvantagens
-
Modelos de armadilhas mais antigas tinham elementos flexíveis que eram susceptíveis a golpes de aríete ou condensados corrosivos. As cápsulas de aço inoxidável soldado que foram introduzidas mais tarde são mais tolerantes a tais condições.
-
Tal como outros sifões termostáticos, o sifão de pressão equilibrado não se abre até a temperatura descer abaixo da temperatura do vapor (o valor exacto da queda de temperatura é determinado pelo fluido no enchimento do elemento). Isto é uma clara desvantagem se a armadilha escolhida não for adequada para uma aplicação em que a inundação não seja tolerada. Por exemplo: tubo de drenagem principal, rastreio crítico.
-
- Armadilha de vapor bimetálica:
Vantagens
-
As armadilhas bimetálicas são geralmente compactas, mas ainda podem ter uma grande capacidade de condensação.
-
A válvula está totalmente aberta quando o sifão está frio, proporcionando uma boa capacidade de ventilação e uma descarga máxima de condensado no arranque.
-
Uma vez que o condensado tende a drenar livremente da saída, este tipo de armadilha não congela quando se opera ao ar livre. Os corpos de algumas armadilhas bimetálicas são concebidos para que não sejam danificados mesmo que congelem.
-
Os sifões bimetálicos podem resistir a golpes de aríete, condensados corrosivos e altas pressões de vapor.
-
O elemento bimetálico pode trabalhar sobre uma vasta gama de pressões de vapor sem ter de alterar o tamanho do orifício da válvula.
-
Se a válvula estiver a jusante do assento, pode funcionar como uma válvula de retenção e assim ajudar a evitar um fluxo inverso no sifão.
-
Como o condensado é descarregado a diferentes temperaturas, inferiores à temperatura de saturação, parte da entalpia da água saturada pode ser transmitida à planta, desde que seja tolerada uma inundação no espaço de vapor. Desta forma, a energia máxima é extraída do condensado antes de ser drenado para o dreno.
-
A manutenção destas armadilhas tem muito poucas dificuldades, pois as partes internas podem ser removidas sem desmontar a armadilha da linha.
-
A revaporação que ocorre quando o condensado é descarregado de uma pressão elevada para uma pressão mais baixa aumentará a contrapressão na linha de condensado. A secção de arrefecimento permite que o condensado arrefeça, produzindo assim menos revaporação na linha de condensado e ajudando a reduzir a contrapressão.
Desvantagens
-
Como o condensado é descarregado a uma temperatura inferior à do vapor, o espaço de vapor será inundado a menos que o sifão seja instalado no final de uma secção de arrefecimento, normalmente 1 - 3 m de tubo não isolado. As armadilhas bimetálicas não devem ser instaladas em instalações de processo onde a remoção imediata do condensado é essencial para a máxima eficiência. Este é o caso, por exemplo, em plantas com temperatura controlada.
-
A armadilha bimetálica pode ser bloqueada por entupimento de tubos devido a baixas velocidades de fluxo. No entanto, algumas armadilhas bimetálicas têm um poppet especialmente concebido que capta a energia de descarga para abrir ainda mais a válvula. Estes tendem a dar uma característica de descarga intermitente em vez de uma descarga gota-a-gota contínua e, como tal, tendem a ser auto-limpantes. Estes poppets são referidos como dinâmicos.
-
Se o colector bimetálico tiver de descarregar com uma contrapressão significativa, o condensado deve ser arrefecido a uma temperatura inferior à normalmente requerida antes da abertura da válvula. Uma contrapressão de um 50% pode causar uma queda de temperatura na descarga de até 50°C. O comprimento da secção de arrefecimento pode ter de ser aumentado.
-
As armadilhas bimetálicas não têm uma resposta rápida ao fornecimento ou mudanças de pressão porque o elemento reage lentamente.
-
Purgadores mecânicos: Funcionamento, vantagens e inconvenientes
Deixe uma resposta