16- PROCESSOS DE
SUPERAQUECIMENTO DE VAPOR
Para
superaquecer o vapor empregam-se aparelhos denominados superaquecedores. Estes aparelhos normalmente
aproveitam os gases da combustão para dar o devido aquecimento ao vapor
saturado, transformando-o em vapor superaquecido.
Este processo de superaquecimento seria
impraticável nas caldeiras, pois quando a água evaporasse, os tubos se
queimariam e também não haveria uma demanda suficiente na rede de vapor. Assim
sendo, empregamos aparelhos destinados a elevar a temperatura de vapor sem
prejuízo para a caldeira.
Os
superaquecedores são construídos de tubos de aço
em forma de serpentina, cujo diâmetro varia de acordo com a capacidade da
caldeira. Estes tubos podem ser lisos ou aletados.
Quando são instalados dentro das caldeiras
eles se localizam atrás do último feixe de tubos, entre dois feixes de tubos,
sobre os feixes de tubos ou ainda sobre a fornalha. A caldeira pode, também,
apresentar o superaquecedor em separado. Neste caso, ele
dependerá de uma outra fonte de calor para o aquecimento; onde normalmente se
instala outra fornalha.
As figuras seguintes mostram desenhos de
diferentes tipos de tubos para os superaquecedores e diferentes superaquecedores.
17 - PURGADORES
São dispositivos automáticos que servem para
eliminar o condensado formado nas linhas de vapor e nos aparelhos de
aquecimento, sem deixar escapar vapor.
Os
bons purgadores, além de remover o condensado, eliminam, também, o ar e outros
gases incondensáveis que possam estar presentes, como
o CO2.
17.1 Aplicação
Os purgadores de vapor são importantes e mais
usados em tubulação industrial. As razões são as seguintes:
para eliminar o condensado formado nas
tubulações de vapor em geral;
para reter o vapor nos aparelhos de
aquecimento do vapor (purgadores de calor, serpentinas de aquecimento,
autoclaves, estufas, etc.), deixando sair, apenas, o condensado.
Os purgadores para ar comprimido são
instalados em linhas de ar para remover o condensado (água).
17.2 Classificação
São classificados em três grupos.
1º Grupo
Tipos mecânicos – agem por diferença de
densidade
}purgador
de bóia
}purgador
de panela invertida
}purgador
de panela aberta
2º
Grupo
Termostático
}purgadores
de expansão balanceada (fole)
3º Grupo
Especial
}purgador
termodinâmico
}purgador
de ar (ventoso)
1º
Grupo
Purgador de Bóia
Funciona com um orifício de saída de água
sempre abaixo do mínimo. Havendo excesso de água ou condensado, o nível levanta
e a bóia flutua abrindo a saída pelo
orifício. A bóia se estabiliza numa posição em
que a água que está entrando (com vapor) seja igual a água que está saindo.
Esse tipo de purgador não deixa passar os
gases existentes no sistema, pois o ar que nele entra não consegue sair: a
descarga é contínua.
Purgador
de Panela Invertida
O condensado, ao entrar, projeta-se contra o
fundo da panela invertida e qualquer entrada de ar poderá escapar pelo orifício
“A”. O condensado acumula-se dentro do corpo do purgador e dentro da paneIa. Se
a quantidade de condensado que entra no purgador é moderada, o orifício “A” é
insuficiente para igualar as pressões “B” e “C” e, assim, o nível de água sobe
mais rapidamente em “C” do que em “B”. Isto faz a panela flutuar e fechar a
válvula.
A medida que o condensador acumula, ele enche
a parte externa da panela e, a medida que o orifício o permite, o nível sobe
dentro dela.
Quando acumula bastante água na panela, sua
flutuação desaparece e o peso da panela a faz baixar, abrindo-se a válvula. A
pressão do vapor “P” (na parte superior, dentro da panela), força, então, o
condensado a sair pela válvula.
Quando uma certa quantidade de água deixa a
panela, a flutuação é restabelecida, fazendo-a subir e fechar a válvula. Está
claro que a panela mantém o seu poder de flutuação enquanto o vapor ou o ar não
aparecem. O ar escapa através de “A”, podendo, eventualmente, sair pela válvula
e o vapor que escapa por “A” é condensado no corpo do purgador.
A força que abre a válvula é o peso da panela;
a força que fecha é a flutuação da mesma.
Esse purgador é intermitente. Se o orifício
“A” entupir, a purgador não funciona. Durante o período de acumulação de água
no purgador, o vapor que sai por “A” deve condensar no topo do purgador (daí
esta parte ser isolada) para permitir que o ar também saia da panela. Esse
purgador é muito usado por suas boas qualidades, embora tenha que ser enchido
de água no início da operação.
A figura a seguir ilustra um purgador mecânico
que funciona no sentido horizontal.
Purgador de Panela Aberta
É a flutuação da panela que fecha a válvula,
conforme mostra a figura abaixo. Quando a válvula estiver fechada, a panela
pode subir e, assim, o condensado vai acumulando até transbordar por cima da
panela. Ao entrar água suficiente na panela, ela baixa e a pressão do vapor
força o condensado a sair pela válvula que fica aberta, até que a flutuação
da panela feche novamente a válvula.
No
início da operação, deve-se encher a panela com água. O funcionamento é
intermitente e sua flutuação faz fechar o purgador. No entanto, o ar que passa
por ele não é purificado, pois fica aprisionado, prejudicando a operação.
2º
Grupo
Purgadores Termostáticos:
São purgadores indicados para pressões de
vapor saturado de 1 até 7 Kg/cm2 e temperatura até 170ºC.
A ligação da descarga tanto pode ser na
horizontal como em ângulo de 90º; neste caso é só mudar o bujão.
São
indicados para serviços leves, nas retiradas de condensados de cozinhadores, serpentinas, autoclaves, etc.
Por seu tamanho e alta capacidade são muito práticos e fáceis de serem
instalados. Esta deve ser feita, no mínimo, a um metro de saída do aparelho com
um pequeno declive para o purgador.
Observação: O purgador não deve ser
instalado em ambiente em que haja a temperaturas externas elevadas, deve-se
instalá-lo, sempre, em local de temperatura ambiente.
Os
purgadores descarregam com o condensado, automaticamente, todo o ar ou gases
não condensáveis que se encontrarem nas máquinas ou aparelhos em que forem
instalados. Servem para qualquer pressão entre 1Kg a 25 Kg/cm2 e seu tamanho é reduzido, se
comparado aos demais.
Possuem um disco que trabalha dentro de uma câmara, abrindo ou fechando
simultaneamente as passagens que dão para a entrada do vapor e para saída de
condensado.
GLOSSÁRIO
A
Aferição
ação ou efeito de aferir;
marca posta nas coisas aferidas
Argamassa
cimento preparado com saibro, cal
e água utilizado na construção civil.
C
Costato
Corpo, estrutura
Comburente
[do Lat. Comburente]
que queima;
que faz arder.
E
Escape
ato de escapar;
escapo;
saída, fuga;
escapadela;
espaço de tempo em que os gases
provenientes da explosão são expelidos para o ar;
tubo por onde esses gases são
expelidos.
Estaiados
Suportado por estais
Estais: Parafusos com rosca nas
duas extremidades
G
Gaxetas
Vedador, selador
O
Operação
Conjuntos
Em conjunto, em paralelo
R
Refratário
[do Lat. Refractariu]
resistente;
rebelde;
obstinado;
intransigente;
que pode permanecer em contacto com o fogo ou que suporta calor
elevado sem se alterar;
T
Tubulão
Câmara de vapor; Tubo grande
Tampos
peça circular onde se entalham as
aduelas das cubas, cascos, etc.;
peça que cobre a bacia dos
aparelhos sanitários;
as partes anterior e posterior
dos instrumentos de cordas;
parte horizontal das cadeiras,
que serve para sentar, e das mesas, onde se colocam objetos;
tampa;
tampão (pele);
Turbilhamento
redemoinhar;
rodopiar;
formar turbilhão;
relativo a turbilhão
S
Seção
elípitica
De forma oval, ovalizada
V
Vazão
de vazar
ato ou efeito de vazar;
vazante;
vazamento, escoante;
quantidade de fluido fornecido
por qualquer corrente líquida ou gasosa, na unidade de tempo;
caudal;
fig.,
saída;
Volatilidade
qualidade do que é volátil;
disposição dos corpos a passarem
ao estado gasoso.
BIBLIOGRAFIA.
}ALBORG
Brasil. Curso
de Operação de caldeiras Aalborg:
AR-4N e AV-4. S.l: AALBORG Brasil, 1997. 16p.
}ATA
COMBUSTÃO TÉCNICA. Manual de Istalação, operação e manutenção:
Gerador de Vapor. Rio de Janeiro: s.e, [19--].118p.
}DISTRIBUIÇÃO
de vapor. Cotia, SP: Spirax Sarco, [19--].28p.
}NANDRUP,
Ingvar; NOVAES, Mario Solé de. Manual
de operação de caldeiras de vapor. Rio
de Janeiro: CNI, DAMPI, 1973. 90p.
}SENAI/RJ.
Departamento Nacional. Curso básico de combustão, gás natural e operação de caldeiras. Rio de Janeiro: SENAI/RJ;
Petrobrás, 1985. V.1 – Combustão e gás natural.
}SENAI/RN.
Centro de Tecnologias do Gás. Curso básico em tecnologia do gás. Natal: SENAI/RN, 1997. 94p.
}SENAI/RJ.
Departamento Nacional. Operador de Caldeiras:
Caldeiras – Considerações gerais. Rio de Janeiro: SENAI/RJ, 1984.
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