Perdas de Energia em Armadilhas de Vapor

Uma grande quantidade de informacoes imprecisas e enganosas foi escrita sobre este assunto. Este tutorial fornece informacoes claras e precisas sobre o consumo de energia dos diferentes tipos de armadilhas.

Uma grande quantidade foi escrita sobre este assunto, muito do qual foi impreciso ou deliberadamente enganoso para justificar o uso de armadilhas de varios fabricantes.

Um argumento e feito a favor de substituir um tipo de armadilha por outro e reivindicar uma economia de vapor que pode ser real ou imaginaria. A verdade e que substituir qualquer grupo de armadilhas por novas inevitavelmente reduzira o consumo de vapor porque quaisquer armadilhas com vazamento sao eliminadas. Isso nao diz nada sobre as armadilhas antigas ou novas. Em outros casos, testes foram realizados para estabelecer ‘desperdicio de vapor’. Alguns testes sao realizados sob condicoes irreais sem carga e tentam supervalorizar e confundir a quantidade de energia perdida atraves da armadilha. A perda de energia da armadilha devido a radiacao, que tambem aumentara a carga de condensado, e convenientemente ignorada. No entanto, essas perdas ocorrerão em todos os momentos e sao diretamente relacionadas ao tamanho e forma do corpo. Os usuarios de armadilhas de vapor sao frequentemente confundidos por informacoes subjetivas destinadas principalmente a criar interesse em um produto. Portanto, vale a pena voltar a principios objetivos e considerar os requisitos inerentes de energia dos principais tipos.

Armadilhas de vapor termostaticas

Sob condicoes normais de operacao, a armadilha termostatica retém o condensado ate que tenha esfriado a uma certa temperatura. O vapor nao alcance a valvula principal, entao nao ha desperdicio aparente de vapor. No entanto, a inundacao da planta pode levar a saida reduzida. Os tempos de operacao podem ser estendidos ou aquecedores ou superficies de aquecimento adicionais podem ser necessarios. Mais vapor pode ser necessario, embora isso nao aparecera como um requisito de energia atribuivel a armadilha de vapor. Em alguns casos, uma perna de resfriamento pode ser incorporada para que o espaco de vapor seja mantido livre de condensado. A energia e, portanto, perdida devido a radiacao da perna de resfriamento e do corpo da armadilha. Isso em si cria uma carga de condensado adicional, mas nao ha passagem de vapor vivo atraves da armadilha. A situacao pode mudar sob condicoes sem carga. A perda de calor do corpo da armadilha resfria o condensado ao redor do elemento que entao abre. A quantidade minima de condensado envolvida e descarregada e entao substituida por vapor. No entanto, a histerese significa que o elemento ainda nao respondeu e o vapor vivo e perdido. Testes de laboratorio indicam perdas tipicas de ate 0,5 kg/h. Ironicamente, sob condicoes externas frias, havera maior perda de calor da armadilha e a perda de vapor atraves da armadilha e menos provavel. Qualquer tentativa de isolar uma armadilha termostatica resultará em um atraso serio na abertura da armadilha. Uma inundacao severa resultará e, portanto, o isolamento nao e recomendado para armadilhas termostaticas.

Armadilhas de vapor mecanicas

A armadilha flutuador-termostatica e outro exemplo onde a valvula e a sede sao normalmente inundados e nao ha perda de vapor atraves da armadilha. Por outro lado, a armadilha flutuador-termostatica e relativamente grande em tamanho, e pode haver uma perda perceptivel da armadilha causada por radiacao. Mencoes devem ser feitas ao purgador de ar termostatico instalado neste tipo de armadilha. Este estara situado no espaco de vapor acima do nivel da agua na armadilha. Uma vez que o ar inicial tenha sido limpo, normalmente permanecera bem fechado e nao haverá perda desta fonte. A armadilha flutuador-termostatica pode ser isolada para reduzir perdas de calor e isso nao afetará sua operacao. O isolamento e normalmente recomendado em aplicacoes externas para minimizar o perigo de danos devido ao congelamento quando o vapor pode ser desligado. A armadilha de balde invertido tem surpreendentemente pouco em comum com a armadilha de tipo flutuador. A armadilha fecha quando o vapor entra e borbulha dentro do balde para torná-lo flutuante. Ela nao abrirá ate que o vapor tenha sido dissipado. Isso ocorrerá a medida que o vapor vaza atraves do furo no balde que serve como purgador de ar. O vapor se acumulará no topo da propria armadilha e quando a valvula principal abrir, este vapor e ventilado. Testes de laboratorio novamente indicam perdas de cerca de 0,5 kg/h para armadilhas de ½” sob essas condicoes de baixa carga. No entanto, ha perda de radiacao adicional do corpo, que pode ser bastante grande. O isolamento e as vezes recomendado, mas a perda de calor e o condensado resultante serao muito os mesmos que uma armadilha de tipo flutuador equivalente.

Armadilhas de Vapor Termodinamicas

Este tipo de armadilha atraiu mais atencao sob o titulo de desperdicio de vapor. A operacao depende do condensado se aproximando da temperatura do vapor, produzindo vapor flash no orificio e fazendo com que a armadilha feche. Ela faz isso com o condensado no lado a montante e novamente a valvula inundada significa que nao pode haver perda atraves da armadilha. No entanto, a armadilha abrirá periodicamente a medida que o calor e perdido da tampa. Sob condicoes sem carga, ou seja, quando o condensado esta sendo produzido apenas pela perda de calor da tubulacao a montante, o condensado do lado a montante pode se esgotar e a armadilha entao requerera uma pequena quantidade de vapor vivo para fazê-la fechar. Muito dependerá das condicoes ambientais, mas a perda sera geralmente em torno de 0,5 kg/h e isso pode ser dobrado em clima severo. Por outro lado, tais perdas podem ser reduzidas pela metade simplesmente instalando uma tampa isolante sobre a tampa superior. E importante lembrar que essas perdas desaparecem a medida que a carga de condensado aumenta, enquanto as perdas de radiacao da armadilha sao minimas devido ao seu pequeno tamanho. Testes independentes mostraram que as perdas de radiacao nao sao mais do que 0,25 kg/h, o que e pelo menos um quarto daquelas experimentadas por armadilhas de balde invertido de tamanho igual. Mencoes devem ser feitas a figuras enganosas citadas por algumas fontes. Estas tem suas origens em testes realizados simultaneamente em um grande numero de armadilhas termodinamicas. Alguns testes foram realizados a menos 45°C com a perda cumulativa de vapor sendo medida. O efeito de testar em temperaturas incomumente baixas e sob condicoes sem carga foi produzir um teste de vida acelerada. A perda atraves de um pequeno numero de defeitos se promedia para produzir uma curva mostrando perdas aumentando com o tempo. Conforme ja indicado, a armadilha termodinamica tem a grande simplicidade em que ela ou funciona corretamente ou falha. Sugerir uma perda variavel e totalmente enganoso e fundamentalmente falho.

Comparacoes

Quantificar os requisitos de energia das armadilhas de vapor nao e facil. A energia pode ser perdida atraves da armadilha, mas isso pode depender da carga. A energia sera perdida da armadilha devido a radiacao, mas isso pode ser consideravelmente reduzido pelo isolamento. A Tabela 11.15.1 resume os requisitos de energia de uma variedade de armadilhas de ½” a 5 bar g. Claramente, as armadilhas variam em tamanho e desempenho, entao as figuras devem servir apenas como guia. O proposito da Tabela 11.15.1 nao e estabelecer o fato de que um tipo de armadilha e marginalmente mais eficiente do que outro. E simplesmente fazer o ponto de que as armadilhas de vapor usam uma quantidade minima de energia. As perdas so se tornam significativas quando as armadilhas estao com defeito. A coisa importante, portanto, e combinar selecao, verificacao e manutencao para alcancar a confiabilidade. Feito corretamente, os custos e o desperdicio de vapor serao minimizados.