Se o vapor condensar em uma tubulação, a deve ser realizada imediatamente, pelas seguintes razões:
• O condensado nas tubulações de vapor tem consequências desastrosas para as pás das turbinas.
• O condensado nas tubulações de vapor leva à perda de calor.
• O condensado nos tubos resulta em corrosão.
• O condensado em tubos de vapor leva à erosão, por exemplo, em curvas de tubos.
• O condensado é uma causa de em tubulações de vapor.
A drenagem é essencial para remover o condensado das tubulações. Isso se aplica não apenas quando um sistema de tubulação de vapor está realmente operando, mas também durante a partida. Estas informações, a seguir, descrevem algumas das medidas de drenagem adequadas, bem como as válvulas necessárias para implementá-las.
O desenho técnico dos tubos de vapor requer uma inclinação descendente contínua (aprox.0,5%) na direção do fluxo. Os pontos de drenagem em um tubo devidamente isolado devem estar a uma distância máxima de 30 metros. Um ponto de drenagem de condensado adicional deve ser fornecido antes do início de cada seção de tubo ascendente. Não é suficiente descarregar o condensado simplesmente instalando uma válvula na tubulação principal. Um tubo de vapor DN 200 com uma válvula DN 25 não pode ser drenado porque a maior parte do condensado é arrastado para além da válvula.
Uma “bota” de drenagem representa a única maneira de drenar um tubo de vapor de forma confiável. A Figura abaixo mostra uma bolsa de drenagem de condensado em um tubo reto, enquanto a Figura lateral mostra uma curva de tubo ascendente.
As dimensões da bota de drenagem devem ser determinadas conforme mostrado na Figura abaixo:
O deve ser conectado aproximadamente 50 mm acima do fundo e montado na lateral da bota coletora de condensado. A parte inferior da bota de drenagem atua como um filtro que protege o purgador de vapor contra detritos no tubo. Bolsões de drenagem de condensado com um dispositivo de purga contínua têm a vantagem de que quantidades significativas de detritos podem ser removidas com muita facilidade. Para drenagem simples, o purgador deve ser montado no ramal e o ponto de drenagem manual na seção vertical do tubo. Neste caso, o tubo reto atua como um filtro.
Se a extremidade de um tubo precisar ser drenada, uma curva de tubo é usada como porta de drenagem de condensado. Em vez de uma curva de tubo, o purgador também pode ser montado diretamente no flange final. É importante garantir que o purgador esteja conectado nivelado com o fundo do tubo e não centralizado.
Particularmente em equipamentos críticos, os separadores de umidade são frequentemente usados para evitar que o condensado entre no equipamento. As turbinas a vapor e as bombas de vácuo são especialmente sensíveis às gotas de condensado aprisionadas. A Figura abaixo mostra um . As gotas de água são giradas contra a parede pela força centrífuga e coletadas no ponto mais baixo, onde está localizado o purgador.
Alguns pontos de drenagem típicos:
Os pontos de drenagem de condensado mais importantes são os seguintes:
• Ponto de drenagem a montante da
• Ponto de drenagem em um coletor de vapor
• Ponto de drenagem em um tubo de vapor para a turbina a vapor
• Ponto de drenagem a jusante de uma válvula de injeção para controle de temperatura de vapor
• Ponto de drenagem no final de tubulação
• Ponto de drenagem a montante de uma curva de tubo ascendente
• Ponto de drenagem a montante de um sistema de jato de vapor
Os pontos de drenagem de condensado são essenciais em passagens inferiores ou na transição de uma ponte de tubulação alta até o nível do solo e de volta para outra ponte de tubulação. Reduções de tubos excêntricos são frequentemente instalados em mudanças no diâmetro do tubo. A parte inferior do tubo e a parte inferior do redutor excêntrico devem estar localizadas no mesmo plano para evitar acúmulo de condensado.
Startup das tubulações de vapor
Deve-se ter um cuidado considerável quando as tubulações de vapor são colocadas em serviço. A grande massa de aço frio requer um tempo relativamente longo para atingir a temperatura do vapor saturado. Um metro de tubo DN 150 corresponde a uma massa de 15 kg que precisa ser aquecida. Ao selecionar purgadores de vapor, você deve lembrar que esta vazão máxima de condensado também deve ser drenada em baixas pressões.
Todos os pontos de drenagem de condensado devem ser colocados em linha inicialmente abrindo as a montante e a jusante dos purgadores de vapor. Em seguida, a válvula principal no coletor de vapor deve ser aberta lentamente para a posição ‘aberta’. Aguarde até que o condensado saia com vapor em cada ponto de drenagem. A pressão no tubo pode então ser aumentada gradualmente fechando sucessivamente todos os pontos de drenagem.
Atenção: O vapor que sai nos pontos de drenagem pode ser condensado intermitente!
Quando todos os pontos de drenagem estão fechados, qualquer condensado que se forma só consegue escapar pelos purgadores. Os purgadores devem permanecer on-line por algum tempo antes que seja seguro assumir que todo o condensado foi completamente drenado do tubo.
O sistema está agora na temperatura de operação.
Parar o processo de utilização de vapor em tubulações.
Quando um sistema de tubos de vapor é retirado de serviço, é importante lembrar que o vapor nos tubos se condensa. Se o tubo de vapor não for ventilado, forma-se um vácuo no seu interior. Tubos de vapor de baixa pressão com paredes finas e um grande diâmetro tendem a se deformar como resultado do vácuo. Esvaziar completamente os recipientes de produtos (por exemplo, recipientes de produtos químicos) é outro potencial para uma situação de vácuo.
Válvulas de drenagem para partida de sistemas de vapor
A quantidade de condensado que se acumula durante o aquecimento é, em média, 8 a 10 vezes maior do que a quantidade que é coletada em um tubo adequadamente isolado durante o serviço normal. Se um purgador de vapor for classificado para a quantidade de condensado que ocorre durante a fase de aquecimento, ele será 10 vezes maior do que o tamanho necessário para operação normal. Por outro lado, se um purgador for projetado para a quantidade de condensado que se acumula durante a operação normal, será muito pequeno para drenar o condensado que se acumula como resultado do aquecimento. Uma válvula de drenagem de partida automática oferece a solução perfeita para este problema. Esta válvula combina uma função controlada por pressão de vapor com uma função controlada por temperatura. A parte de controle de temperatura é cuidada pelo conjunto bimetálico.
Quando o tubo de vapor é colocado em serviço, uma mola de compressão mantém a válvula aberta para permitir que o ar e o condensado frio sejam drenados até uma pressão de fechamento de 1,5 bar. Se a pressão for superior a 1,5 bar, a válvula de drenagem permanece fechada. Quando o tubo de vapor é retirado de serviço, a válvula abre assim que a pressão cai abaixo de 1,5 bar. O tubo é então completamente drenado sem formação de vácuo.
Nas instalações de produção onde as caldeiras de vapor são desligadas nos fins de semana, a válvula de drenagem de partida automática permite que as tubulações de vapor sejam colocadas em serviço mais rapidamente e elimina o golpe de aríete. Usando a experiência do operador da caldeira, a caldeira a vapor pode ser mantida a uma pressão ligeiramente inferior à pressão de fechamento da válvula de 1,5 bar. A válvula abre e o vapor escapa. A grande quantidade de condensado que foi coletada é drenada sem a necessidade de inspeções cíclicas e sem a necessidade de abrir ou fechar nenhuma válvula de derivação. As válvulas de drenagem de partida ajudam a aumentar a produtividade reduzindo o tempo de partida e desligamento de uma planta. As interrupções de produção devido a golpes de aríete ou componentes defeituosos são coisa do passado.
As válvulas de drenagem de partida também são adequadas para drenagem de condensado se o equipamento for iniciado com uma pressão de vapor tão baixa que o condensado não possa retornar ao sistema de condensado fechado.
Quando uma instalação fria é colocada em operação, o condensado é inicialmente drenado por meio das válvulas de drenagem. O purgador conectado em paralelo não começa a descarregar no sistema de condensado até que a pressão do vapor tenha subido suficientemente.
Como evitar o congelamento
Os aquecedores de ar ambiente que aspiram ar fresco tendem a congelar se a temperatura externa cair abaixo de 0 °C e a planta não estiver sob pressão de vapor positiva. Uma pequena quantidade de condensado sempre permanece nas baterias do aquecedor quando a planta é retirada de serviço. Se a válvula de drenagem de arranque estiver instalada por baixo do aquecedor de ar ambiente, pode drenar a condensação residual quando o aquecedor for desligado.
Drenagem de tubulações de vapor para atmosfera
Em muitos casos, o condensado de tubos de vapor não é devolvido à casa da caldeira, por exemplo, porque não há tubo de condensado. Se um estiver instalado, ele geralmente é completamente preenchido com condensado frio, de modo que o condensado recém-fornecido possa sair.
Se não houver uma maneira econômica de retornar o condensado, a melhor alternativa é conectar o purgador de vapor através de uma caixa de areia simples contendo cascalho por meio de um tubo vertical aberto. O é então descarregado a céu aberto e o condensado é drenado para o cascalho. O congelamento é prevenido de forma confiável, especialmente no inverno.
Purgadores de vapor para drenagem de tubos
Selecionar o purgador certo nem sempre é fácil. Cada tipo de purgador tem suas próprias vantagens específicas, mas também pode ter desvantagens se usada incorretamente. A escolha é determinada principalmente pelo modo de operação e pela situação no campo.
Drenagem com purgadores termostáticos
Purgadores de vapor termostáticos garantem uma boa descarga de ar durante a partida. Enquanto a temperatura do condensado for inferior à temperatura do vapor saturado, o purgador permanece totalmente aberto e o condensado e o ar são descarregados rapidamente. Os purgadores termostáticos adaptam-se automaticamente a aumentos de pressão ou temperatura.
Eles fecham novamente assim que a temperatura do condensado se aproxima da temperatura do vapor saturado. O purgador abre quando o condensado esfria a uma temperatura aproximadamente 10 ºC inferior à temperatura do vapor saturado. O condensado volta enquanto o purgador de vapor está fechado. É aconselhável não isolar a válvula globo a montante do purgador ou o próprio purgador, para evitar prolongar desnecessariamente o tempo entre os estados “fechado” e “aberto” do purgador. Muitos tubos não são isolados até um metro a montante do purgador.
Drenagem com purgadores de balde invertido
Os funcionam independentemente da temperatura do condensado. A drenagem do condensado coletado é controlada de acordo com o nível sem back-up. No entanto, os purgadores de balde invertidos são relativamente lentos quando se trata de eliminar o ar, de modo que o processo de partida pode ser atrasado. Se o vapor superaquecido atingir o purgador, o selo de água pode ferver vazio. Se perder o selo de água e permanecer aberto, perde-se vapor. Isso pode acontecer na prática se a linha de conexão entre o tubo de vapor e o purgador for muito curta ou se a pressão cair no tubo de vapor. É aconselhável não isolar o purgador ou a válvula globo a montante.
Drenagem com purgadores termodinâmicos
Os purgadores termodinâmicos funcionam independentemente da temperatura do condensado. O disco da válvula dentro do purgador fecha antes que o vapor saturado tenha a chance de sair em alta velocidade. Uma quantidade de vapor flash se forma acima do disco da válvula, forçando-o para baixo e fechando o purgador. Quando esta quantidade de vapor flash condensa, o disco da válvula não pode mais ser fechado contra a pressão do sistema. Às vezes, quando um tubo de vapor é colocado em serviço, o ar do tubo é ligado ao disco da válvula. O ar retido impede que o purgador abra corretamente. Os canais de drenagem e de efeito de velocidade feitos no disco para permitir a ventilação do ar podem resultar em vazamento de vapor.
Drenagem com purgadores de boia
Os purgadores de boia funcionam independentemente da temperatura do condensado. A drenagem do condensado coletado é contínua e controlada de acordo com o nível de água dentro do purgador. Bons purgadores de boia são equipados com um eliminador de ar, que geralmente são elementos termostáticos.
Se o vapor superaquecido atingir o purgador, a câmara pode ferver até secar. Em contraste com o princípio do balde invertido, no entanto, nenhum vapor é perdido pelo purgador de boia porque o flutuador afunda até o fundo da carcaça e a válvula do purgador permanece fechada.
Drenagem com purgadores de orifício fixo
Purgadores de vapor de orifício fixo (também conhecidos como purgadores de venturi) são projetados para permitir que uma quantidade de condensado calculada com precisão flua sob condições de pressão definidas e constantes. O diâmetro do orifício de drenagem é exatamente indicado para este fluxo.
Como o diâmetro é constante, o purgador de orifícios é incapaz de responder a variações nos parâmetros operacionais. O vapor pode ser perdido como resultado. Os purgadores de orifício fixo não podem reagir às diferenças significativas na taxa de vazão entre a partida e a operação normal porque não possuem o sistema de válvula variável de outros tipos de purgador. O uso desses purgadores para drenar as tubulações de vapor não é recomendado por este motivo.
