Maneiras para aumentar a durabilidade da caldeira e da tubulação de ligação de vapor | Hermano Neto - Spirax Sarco

Qualidade do vapor

O vapor deve estar disponível no ponto de uso:

Quantidade correta de vapor

A quantidade correta de vapor deve estar disponível para qualquer processo de aquecimento para garantir que seja fornecido um fluxo de calor suficiente para a transferência de calor.

Da mesma forma, a vazão correta também deve ser fornecida para que não haja deterioração do produto ou queda na taxa de produção. As cargas de vapor devem ser adequadamente calculadas e os tubos devem ser dimensionados corretamente para atingir os fluxos necessários.

Pressão e temperatura corretas do vapor

O vapor deve atingir o ponto de uso com a pressão desejada e fornecer a temperatura desejada para cada aplicação, ou o desempenho será afetado. O dimensionamento correto de tubulações e seus auxiliares assegurará que isso seja alcançado.

No entanto, mesmo que o manômetro esteja exibindo corretamente a pressão desejada, a temperatura de saturação correspondente pode não estar disponível se o vapor contém ar e/ou gases não condensáveis.

Ar e outros gases não condensáveis

O ar está presente dentro dos tubos e equipamentos de fornecimento de vapor na inicialização. Mesmo que o sistema estivesse cheio de vapor puro a última vez que fosse usado, o vapor se condensaria no desligamento e o ar seria aspirado pelo vácuo resultante.

Quando o vapor entra no sistema, forçará o ar para o ponto de drenagem ou para o ponto mais distante da entrada de vapor, conhecido como ponto remoto. Portanto, devem ser instalados purgadores de vapor com capacidades de ventilação suficientes para esses pontos de drenagem, e as aberturas de ventilação automáticas devem ser instaladas em todos os pontos remotos.

No entanto, se houver turbulência, o vapor e o ar serão misturados e o ar será transportado para a superfície de transferência de calor. À medida que o vapor se condensa, uma camada isolante de ar é deixada para trás na superfície, agindo como uma barreira para transferência de calor.

Limpeza do vapor

As camadas de incrustação encontradas nas paredes dos tubos podem ser devido à formação de ferrugem em sistemas de vapor mais antigos, ou a um depósito de carbonato em áreas com água intensa. Outros tipos de sujeira que podem ser encontrados em uma linha de fornecimento de vapor incluem a escória de soldagem e materiais de junção incorretamente aplicados ou excessivos, que podem ter sido deixados no sistema quando a tubulação foi inicialmente instalada. Esses fragmentos terão o efeito de aumentar a taxa de erosão nas curvas dos tubos e os pequenos orifícios dos purgadores e válvulas de vapor.

Por esta razão, é uma boa prática de engenharia utilizar um filtro de tubulação (conforme mostrado na imagem abaixo), que deve ser instalado a montante de cada purgador de vapor, medidor de vazão, válvula de redução de pressão e válvula de controle.

O vapor flui da entrada A através da tela perfurada B para a saída C. Enquanto o vapor e a água passarem facilmente pela tela, a sujeira será capturada. A tampa D pode ser removida, permitindo que a tela seja retirada e limpa em intervalos regulares.

Quando os filtros são instalados em linhas de vapor, eles devem ser instalados com seu bujão na horizontal para que o acúmulo de condensado e o problema do golpe de aríete possam ser evitados. Esta orientação também expõe a área máxima da tela do filtro para o fluxo.

Uma camada de incrustação também pode estar presente na superfície de transferência de calor, atuando como uma barreira adicional para a transferência de calor. As camadas de incrustação são muitas vezes resultado de:

Secagem do vapor

O tratamento incorreto da água de alimentação química e os períodos de carga de pico podem causar a sucção e o arraste da água de alimentação da caldeira para a rede de vapor, levando o material químico e outro a ser depositado sobre superfícies de transferência de calor. Esses depósitos se acumulam ao longo do tempo, reduzindo gradualmente a eficiência da planta.

Além disso, à medida que o vapor sai da caldeira, parte dele deve condensar devido à perda de calor através das paredes dos tubos. Embora estes tubos possam estar bem isolados, esse processo não pode ser completamente eliminado.

O resultado geral é que o vapor que chega na planta é relativamente úmido, e as gotas de umidade transportadas juntamente com o vapor podem danificar tubos, acessórios e válvulas, especialmente se as velocidades forem altas.

Além disso, a presença de gotículas d'água no vapor reduz a entalpia real da evaporação e também leva à formação de incrustação nas paredes dos tubos e na superfície de transferência de calor.

As gotas d’água arrastadas dentro do vapor também podem ser adicionadas à película resistente de água produzida à medida que o vapor se condensa, criando ainda outra barreira para o processo de transferência de calor.

Um separador na linha de vapor removerá gotículas de umidade arrastadas no fluxo de vapor e também qualquer condensado que tenha gravitado até o fundo do tubo.

No separador mostrado na abaixo, o vapor é forçado a mudar de direção várias vezes enquanto flui através do corpo. Os defletores criam um obstáculo para as gotículas de água mais pesadas, enquanto o vapor seco mais leve é permitido fluir livremente através do separador.

As gotículas de umidade correm para baixo dos defletores e são drenadas através da conexão inferior do separador para um purgador de vapor. Isso permitirá que o condensado seja drenado do sistema, mas não permitirá a passagem de qualquer vapor.

Hermano Neto

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