Válvulas de descarga para controle automático do TDS

Neste artigo vamos falar sobre válvulas de purga para controle automático do TDS, a fim de continuar com a tratamento de água para caldeiras a vapor. Para começar, vamos olhar para as válvulas de purga contínua.

Na sua forma mais simples, é uma válvula de agulha. Vista plana, há um espaço anular com:

• A circunferência externa definida pelo assento da válvula.
• A circunferência interna definida pela agulha. 

Se for necessário um maior fluxo, a agulha é ajustada mais longe do assento e assim o passo entre a agulha e o assento é aumentado. Para garantir uma velocidade razoável através do orifício, o tamanho do orifício necessário para o fluxo de purga de 1 111 kg/h, como mostrado no exemplo mostrado no artigo decisão sobre o TDS necessário na água da caldeiraseria aproximadamente 3,6 mm.

Com um diâmetro de assento de válvula de 10 mm, o diâmetro da agulha no ponto onde ela pode fornecer o fluxo necessário de 1 111 kg/h pode ser calculado da seguinte forma: 

Além disso, é difícil evitar o problema da formação de vapor na sede da válvula. A baixa passagem significa que uma mistura vapor/água flui a alta velocidade perto da superfície da agulha e do assento. A erosão é inevitável, resultando em danos e conseqüente falha no fechamento.

As válvulas de purga contínua foram desenvolvidas ao longo de muitos anos a partir de válvulas de agulha simples, e agora incorporam uma série de estágios, às vezes na forma de três ou quatro sedes progressivamente maiores dentro da válvula, e podem até ter uma passagem helicoidal. O objetivo é dissipar a energia gradualmente em etapas e não todas de uma só vez. 

Este tipo de válvula foi originalmente projetado para operação manual, e foi equipado com uma escala e um ponteiro acoplado ao manípulo. Em um ambiente operacional, uma amostra da água da caldeira é retirada, o TDS é determinado e um ajuste correspondente é feito na posição da válvula.

Para acompanhar a tecnologia moderna e as exigências do mercado, algumas destas válvulas de drenagem de sal foram equipadas com actuadores eléctricos ou pneumáticos. No entanto, os problemas fundamentais de pequena passagem, revaporização e erosão ainda existem, e os danos na sede da válvula são inevitáveis. Apesar do uso de um sistema de controle em loop fechado, ainda pode ocorrer um blowdown excessivo. 

 

Válvulas de purga de caldeira Tudo/Nada (On/off) 

Há a vantagem de utilizar um dispositivo de controle maior com passos maiores, mas só abrindo por um período de tempo. Claramente, isto precisa ser feito com moderação se o TDS da caldeira for mantido dentro de valores razoáveis, e os tamanhos mais comuns de válvulas são DN15 e DN20.

Uma disposição típica seria programar o controlador para abrir a válvula a 3000 ppm, por exemplo, e depois fechar a válvula a 3000 - 10% = 2 700 ppm. Isto daria um bom equilíbrio entre uma válvula de tamanho razoável e um controle preciso. 

O tipo de válvula selecionada também é importante:

• Para pequenas caldeiras com uma baixa taxa de expansão e pressões abaixo de 10 bar r, uma válvula solenóide com capacidade adequada proporcionaria uma solução econômica.
• Para caldeiras maiores com taxas de sopro mais elevadas e, claro, caldeiras com pressões operacionais acima de 10 bar r, é necessária uma válvula mais sofisticada para remover o vapor da sede da válvula para evitar danos. 

Válvulas deste tipo também podem ter um curso ajustável para permitir ao usuário 

a flexibilidade para selecionar uma taxa de expansão adequada à caldeira, e qualquer outra 

equipamento de recuperação de calor em uso. 

 

Circuito fechado, sistemas de controle eletrônico 

Estes sistemas medem a condutividade da água da caldeira, comparam-na com um ponto de ajuste e abrem uma válvula de controle se o nível de TDS for muito alto. Uma variedade de tipos diferentes está disponível no mercado que medem a condutividade dentro da caldeira, ou em uma câmara de amostragem externa que é purgada em intervalos regulares para obter uma amostra representativa da água da caldeira. A seleção real dependerá de fatores como o tipo de caldeira, a pressão da caldeira e a quantidade de água a ser purgada. 

Estes sistemas são projetados para medir a condutividade da água da caldeira usando uma sonda de condutividade. 

O valor medido é comparado com o set point programado no controlador pelo usuário. Se o valor medido for maior que o set point, a válvula de controle de purga abrirá até que o set point seja alcançado. Normalmente, o usuário também pode ajustar a "banda morta".

Como mencionado acima, um aumento na temperatura da água levará a um aumento na condutividade elétrica. É óbvio que se uma caldeira está operando numa ampla faixa de temperatura/pressão, por exemplo, quando as caldeiras estão em um estado de contratempo noturno, ou mesmo uma caldeira com uma ampla faixa de controle do queimador, então a compensação é necessária, pois a condutividade é o fator de controle.

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