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Outras Válvulas

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Armadilha de vapor

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※ Tipo: Flutuante livre, balde invertido, termostático e termodinâmico
※ Faixa de tamanho: DN15 a DN300
※ Gama de classes: 150LB~300LB/ PN10~PN64
※ Projeto STD..: ASME B16.34/ DIN 3202
※ Fabricante de armadilhas de vapor

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  • Specifications

A armadilha de vapor é um componente importante de um sistema de vapor. Os purgadores de vapor têm um papel importante para manter a produtividade e a confiabilidade do sistema de vapor. O papel de um purgador é remover condensado, ar e outros gases incondensáveis de um dispositivo de vapor enquanto não permite a fuga de vapor vivo. A necessidade de purgadores, os requisitos relativos a sua operação, modos de operação padrão, solução de problemas e os requisitos relacionados são todos abordados neste guia de artigos.

Armadilha de vapor

 

O que é uma armadilha de vapor?

Um purgador está entre a família de válvulas de drenagem automática que determina o vapor e o condensado.  Os purgadores de vapor retêm o vapor e o condensado de descarga sob diferentes pressões ou cargas. Os purgadores de vapor devem ter uma capacidade razoável para expulsar facilmente o ar e outros gases não condensáveis, mantendo o vapor vivo de volta. Nas indústrias, o vapor é usado diariamente para fins de cura ou como uma força motriz para controle mecânico. Os purgadores de vapor estão sendo usados para garantir que o vapor não seja perdido em tais aplicações.

Em uma declaração oficial, a ANSI define um purgador como:

“Válvula autônoma que drena automaticamente o condensado de um invólucro contendo vapor enquanto permanece apertado para vapor vivo, ou se necessário, permitindo que o vapor flua a uma taxa controlada ou ajustada. A maioria dos purgadores também passará gases não condensáveis enquanto permanecer apertado para o vapor vivo”.

 

Por que é necessário um purgador de vapor?

Em palavras simples, os purgadores estão sendo usados para eliminar condensados e gases não condensáveis do sistema de vapor.

O vapor é produzido à medida que a água se vaporiza para mudar seu estado para gás. Para que o fenômeno de vaporização ocorra, as moléculas de água devem ter energia suficiente para quebrar as ligações entre as moléculas. Esta energia fornecida para transformar um líquido em um gás é chamada de “calor latente”.

O vapor produzido pela caldeira fornece a energia térmica necessária para aquecer o produto. Uma vez que o vapor perde sua energia ao aquecer o produto no processo, o condensado é formado. A maior parte da energia encontrada no vapor é frequentemente desperdiçada devido a vazamentos de radiação de válvulas e acessórios. Como este calor é perdido, o vapor é condensado e fica saturado. Se este condensado não for removido instantaneamente assim que se desenvolve, o desempenho operacional do dispositivo pode ser minimizado diminuindo a velocidade do fluxo de calor até a fase.   Se o condensado estiver presente em um sistema de vapor, ele causará danos físicos devido a martelamento por água ou corrosão.

No fundo de um conduíte horizontal, o condensado é coletado com vapor movendo-se acima dele. Se o condensado se acumular, criará uma massa densa de água incompressível que se move em alta velocidade. Como uma tubulação curva, encaixe ou válvula bloqueia abruptamente a gota de água, ela pode causar danos mecânicos à tubulação ou encaixe.

É igualmente importante eliminar o ar e outros gases não condensáveis do sistema de vapor para quatro aspectos críticos.

  • Quando a operação for retomada, se o ar estiver presente no sistema, o vapor não poderá entrar, até que o ar seja ventilado para fora.     
  • Uma mistura de ar e vapor tem uma temperatura muito abaixo da temperatura do vapor, o que reduz o calor transmitido.
  • O ar retarda a transferência de calor à medida que se agarra à superfície interna da tubulação ou recipiente.
  • Dissolvido em condensado, gases ácidos não condensáveis que corroem o sistema.

 

Como funciona um purgador?

Todas as operações de purgadores podem ser categorizadas sob um dos três princípios fundamentais de funcionamento: velocidade, temperatura ou densidade. Ao longo do tempo, vários tipos de purgadores foram construídos para acomodar diferentes aplicações. A função importante de um purgador é a capacidade de diferenciar entre vapor e condensado. Vários tipos de purgadores utilizam vários critérios e métodos operacionais para diferenciar entre vapor, condensado e ar. Quando categorizados de acordo com estes princípios operacionais, cada tipo tem vantagens e desvantagens que devem ser tratadas ao escolher um purgador para uma determinada aplicação.

 

Quantos tipos diferentes de purgadores de vapor existem?

Os purgadores de vapor podem ser divididos em dois tipos principais devido a seus princípios de funcionamento, eles são:

  • purgadores mecânicos: Os purgadores mecânicos funcionam sobre o conceito de gravidade específica, em comparação com outros tipos de purgadores que dependem da mudança de temperatura ou velocidade/ mudança de fase. Nas gaiolas mecânicas, a válvula se abre e fecha devido ao deslocamento de um flutuador que sobe e desce com um surto de condensado.

Existem dois projetos principais de purgadores mecânicos: purgadores de bóia e purgadores de balde invertido. Os purgadores de bóia geralmente utilizam um flutuador esférico fechado, enquanto os purgadores de balde invertido utilizam um copo cilíndrico flutuante virado de cabeça para baixo.

A flutuação é um elemento chave que trabalha no núcleo de todos os tipos de sifões mecânicos, mas os mecanismos e conceitos operacionais são um pouco diferentes.

  • Purgador de bóia de bola: incorpora o efeito tanto da temperatura quanto da densidade. Um flutuador de esfera abre a válvula primária quando o condensado suficiente chega ao purgador para elevar o flutuador, descarregando o condensado. Quando a máquina drena, a esfera cai e a válvula se fecha. Um componente termostático separado no topo do purgador se abre para a liberação de ar e gases não condensáveis, assim que eles induzem uma leve queda de temperatura no purgador.

Purgador de bóia de bola

  • Purgador de balde invertido: emprega um balde de cabeça para baixo ou um flutuador aberto, que funciona na diferença de densidade de vapor e água. O vapor que flui sob o balde invertido e submerso permite que o vapor flutue e feche a válvula de descarga. O enchimento de condensado no sifão permite que o balde se afunde, liberando a válvula do sifão para remover o condensado. Um pequeno respiro no topo do balde permite que o ar armazenado flua através dele para descarregar o condensado.

Armadilha de Vapor de Balde Invertido

Armadilha de Vapor de Balde Invertido

  • Purgadores termodinâmicos: Os purgadores termodinâmicos são apreciados por seu pequeno tamanho e flexibilidade sobre uma ampla gama de pressões. Eles podem ter uma construção básica e funcionar tanto horizontal quanto verticalmente. Estas propriedades tornam os purgadores termodinâmicos uma alternativa popular para uma ampla gama de aplicações de rastreamento, gotejamento e fluxo de vapor leve.

Há dois tipos básicos de purgadores termodinâmicos: disco termodinâmico e impulso termodinâmico (purgador de vapor termostático).

  • Purgadores termostáticos: A pressão determina a temperatura do vapor saturado. Na câmara de vapor, o vapor perde a entalpia da evaporação (calor), criando condensação à temperatura do vapor. Como conseqüência de qualquer outra perda de calor, a temperatura do condensado diminuirá. Uma armadilha termostática permitirá que o condensado passe quando esta temperatura mais baixa for observada. Quando o vapor entra no purgador, a temperatura sobe e o purgador se fecha.

Armadilha de vapor termostática

Armadilha de vapor termostática

  • Armadilhas termodinâmicas: As armadilhas termodinâmicas são o tipo mais comum de armadilhas, são construídas com base na teoria da velocidade. O condensado e o ar alcançam o purgador e viajam até o portão, o aquecimento e a área de controle. Quando vapor ou vapor flash entra na entrada, a velocidade do fluxo sobe e o disco é puxado em direção ao assento. O disco é fechado com pressão crescente na câmara de controle. O inchaço controlado da pressão de vapor sobre a face de vedação do disco faz com que o purgador se abra novamente e controla a velocidade do ciclismo.

Armadilha de vapor termodinâmica

Armadilha de vapor termodinâmica

Por que os purgadores são tão importantes? 

Custa dinheiro produzir e manter vapor para aquecimento de processo e espaço na fábrica. Isso é muito caro para ser desperdiçado. O vapor é levado de um forno para milhares ou centenas de filiais. O purgador impede que o vapor saia do dispositivo no final de cada ramal.

Se o condensado não for extraído, o vapor que flui e as pequenas ondas dentro do tubo podem ser empurradas junto com o vapor que se movimenta mais rapidamente. A força do vapor atrás do bujão produz a interrupção da água como a força de um aríete, se uma das ondas atingir a parte superior do tubo, basicamente o bujão. Este truque da água vai bater em chás, joelhos, bombas, bóias em algumas armadilhas e outros equipamentos de dispositivos. Este comportamento pode ser muito prejudicial e é um dos tipos de golpe de aríete.

Vapor, condensado e ar compartilharão o mesmo espaço dentro de uma unidade de troca de calor. Como os gases condensados, ar e não condensáveis são separados assim que são criados, o vapor tem mais superfície para transmitir energia térmica. O vapor na presença de água ou ar é um meio de transferência de energia que é menos eficaz que o vapor seco.

O que acontece se um purgador passar por ele?

Se o mau funcionamento de um único purgador for ignorado, algum vapor pode soprar e ser liberado para a atmosfera. O vapor custa em média US$ 5/1000 lb para produzir, milhares de dólares podem ser perdidos a cada ano. Pesquisas atuais com armadilhas constataram que a média de perdas de vapor por hora de armadilhas defeituosas é de 50 libras de vapor. A perda anual foi de mais de 400.000 Ib de vapor a uma taxa de $2044. Multiplique isto por 100 para estimar a escala de uma máquina a vapor padrão, e pequenas perdas de vapor começam a somar dinheiro real. Pequenas armadilhas são o segredo para economizar vapor, não porque elas são vulneráveis ao colapso, mas porque há várias delas.

Funcionalmente, um purgador pode ter efeitos que se estendem ao seu sistema de troca de calor. Se o purgador falhado estiver ligado à linha de retorno do condensado na qual os outros purgadores são descarregados, a quantidade inesperada de vapor vivo pode pressurizar a linha de retorno, causando contrapressão para os outros purgadores. Quaisquer purgadores não funcionam corretamente sob alta contrapressão. Em ambos os casos, a alta contrapressão pode causar o refluxo de condensado em outras partes do sistema.

 

O que acontece se um purgador fecha e não descarrega?

Quando o purgador na linha de vapor falha, a válvula fechada não permite que o vapor e o condensado flua através dele e se acumule na linha. O condensado continua a se mover para pontos baixos e se acumula ali, com a capacidade de obstruir parcialmente o fluxo de vapor e causar um golpe de aríete. Se a linha for exposta a temperaturas abaixo de zero, o condensado pode congelar e a tubulação pode ser quebrada.

Alguns dos principais problemas que podem ser observados são:

  • Golpe de aríete e aumento de pressão.
  • Registros de água no processo.
  • Danos na tubulação e no equipamento do processo.
  • Compromisso com a segurança.

 

O que torna um tipo de armadilha melhor do que outro?

Depende totalmente da aplicação e dos requisitos operacionais de uma armadilha que deve ser usada. Depende também do que se espera de um purgador. Os purgadores de vapor são comumente utilizados para os seguintes requisitos:

  • Para minimizar a perda de vapor.
  • Para retirar o máximo rendimento do equipamento de troca de calor que é utilizado.
  • Para uma operação suave, sem falhas e sem problemas.
  • Aumentar a vida útil do equipamento presente no sistema.
  • Para confiabilidade de operação, mesmo sob condições de vapor sujo.

 

Onde devem ser localizadas as armadilhas?

Acessibilidade, todas as armadilhas irão cair e falhar. As armadilhas devem ser testadas periodicamente para que a armadilha danificada não desperdice vapor por meses ou anos. O método de inspeção é mais simples se o purgador puder ser abordado sem esforço. Muitas vezes, uma lista das posições dos sifões facilita a localização de todos os sifões.

Abaixo do maquinário está sendo drenado. Embora a bobina do aquecedor e seu purgador funcione a uma pressão de vapor de 250 psi, o condensado deve ser puxado para dentro do purgador em algum ponto de gravidade. Com a maioria dos trocadores de calor, a regra do polegar é posicionar a entrada do purgador em torno de 10 a 12 polegadas. Abaixo da relação do dreno do condensado. Uma bolsa de 6 polegadas de sujeira deve ser dada para proteger o purgador da sujeira e do tamanho.

A rede de vapor precisa de alguns cuidados adicionais, já que vapor de alta velocidade torna difícil a remoção do condensado. A perna de gotejamento deve ser adequadamente projetada, a mesma altura da linha principal, até e acima de 4 pol., use metade do tamanho da linha principal, mas não menos que 4 pol.

Perto da instalação que está sendo esvaziada. Como observado acima, o fluxo de gravidade transporta o condensado para a armadilha. Ao mesmo tempo, ar e vapor estão sendo empurrados para cima através da tubulação. Para mitigar os problemas com este contra-fluxo, pare o longo percurso da tubulação até o purgador.

 

Em resumo.

Os purgadores de vapor são equipamentos de segurança que são empregados para aumentar a produtividade e, ao mesmo tempo, o custo de operação do processo é reduzido. Fizemos uma breve introdução ao purgador neste artigo. Ntgd é um fabricante profissional de purgadores, não hesite em nos contatar se você tiver alguma dúvida

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