Seleção de Armadilhas de Vapor - Tubulações Principais de Vapor, Tanques e Cubas, Válvulas Redutoras de Pressão

Tabelas de seleção e orientação sobre a escolha de armadilhas para diferentes tipos de tubulações principais de vapor, coletores e derivações são incluídas neste tutorial, juntamente com cubas de processo e estações de válvulas redutoras de pressão.

Tubulações principais de vapor

Tubulações principais de vapor As tubulações principais de vapor transportam gotículas de água em suspensão no vapor, bem como uma camada de condensado e ar na parede do tubo. Tanto o ar quanto a água devem ser removidos para máxima produção da planta.

As armadilhas de vapor devem descarregar em linhas de condensado adequadamente dimensionadas, caindo em direção a um receptor ventilado. Como as linhas de retorno de condensado frequentemente correm ao lado das tubulações principais de vapor, há a tentação de conectar nelas as descargas das armadilhas que drenam a tubulação principal. Se os retornos de condensado estiverem inundados, como frequentemente estão, golpe de aríete severo resultará. Isso é indesejável se as armadilhas forem do tipo descarga por explosão e a prática de descarregar em linhas inundadas deve ser evitada para prevenir golpe de aríete.

As cargas de condensado associadas à drenagem de tubulações principais são relativamente pequenas, portanto uma armadilha termodinâmica de baixa capacidade é mais adequada. Armadilhas termodinâmicas são muito robustas e oferecem longa vida e operação eficiente em condições expostas. Trechos horizontais

Trechos horizontais não devem ser drenados através de uma pequena conexão de tubo no fundo do tubo. Use um bolsão adequadamente dimensionado no qual o condensado em movimento rápido pode cair - conforme mostrado na Figura 11.11.1. Dimensões do bolsão de drenagem

Dimensões típicas recomendadas do bolsão de drenagem, em relação aos tamanhos das tubulações principais de vapor, são fornecidas na Tabela 11.11.1. Separadores

Separadores são normalmente instalados com o tamanho da linha. Um separador removerá as gotículas em suspensão, bem como a camada de condensado, e fornecerá vapor mais seco para aquecimento e processos (Figura 11.11.2). Como é essencial limpar o condensado à medida que se forma, a primeira opção é uma armadilha de flutuador termostática. Alternativamente, a armadilha de balde invertido poderia ser usada com um purgador de ar separado conforme a Figura 11.11.4. A terceira alternativa, a armadilha termodinâmica, é ideal para tubulações principais externas em condições expostas, pois não será danificada pelo congelamento. Drenagem de coletores de vapor

Os coletores de vapor devem ser drenados de maneira semelhante às tubulações principais de vapor, com um bolsão adequadamente posicionado ao longo do fundo do coletor. Uma ligeira queda em direção à extremidade que abriga o bolsão de drenagem auxilia a drenagem. Coletores com mais de 5 m podem se beneficiar de um bolsão de drenagem em cada extremidade. Armadilhas de flutuador são as mais adequadas para lidar com cargas de condensado flutuantes. Se os coletores situados próximos às caldeiras forem suscetíveis a arraste, armadilhas termodinâmicas com discos anti-vinculação aérea são boas alternativas.

Nota: O bolsão de drenagem deve ser dimensionado conforme a Tabela 11.11.1. O diâmetro do coletor de distribuição deve ser dimensionado com uma velocidade de vapor de 10-15 m/s, para a carga máxima de vapor de entrada. Extremidades terminais

Extremidades terminais ou ‘mortas’ são inerentemente mais suscetíveis a golpe de aríete do que trechos horizontais devido à sua posição na tubulação. O ar também tenderá a se acumular nessas posições na partida, pois o vapor empurrará qualquer ar em seu caminho para o ponto mais distante do sistema. É sensato, portanto, posicionar uma armadilha de vapor e um purgador de ar aqui.

Um ‘T’, mostrado na Figura 11.11.4, ajudará a dissipar quaisquer forças mecânicas causadas pelo golpe de aríete, ajudando assim a proteger a armadilha e o purgador de danos mecânicos, ao mesmo tempo que oferece uma maneira simples de instalá-los.

A melhor armadilha para este caso é do tipo termodinâmica devido ao seu design robusto, mas uma boa alternativa é uma armadilha de balde invertido, caso esta seja preferida. Ambas exigirão um purgador de ar, pelas razões acima mencionadas.Ventilação de ar

Ventilar a extremidade da tubulação principal, conforme mostrado na Figura 11.11.4, proporcionará aquecimento mais rápido e produção mais rápida - detalhes adicionais são fornecidos no Módulo 11.12, ‘Teoria de Ventilação de Ar’. Em uma tubulação principal longa, ou uma que é iniciada diariamente, também pode ser necessário instalar purgadores de ar em certos pontos intermediários de drenagem. A descarga de um purgador de ar não deve ser conectada em uma linha de retorno de condensado inundada (pois golpe de aríete pode resultar), nem em uma linha transportando condensado sub-resfriado (pois isso pode encorajar a corrosão da tubulação). Derivações para processo

Transferência de calor ótima será obtida de qualquer processo quando alimentado com vapor seco. A linha de derivação deve ser retirada do topo da tubulação principal e, onde for relativamente longa ou sinuosa, a linha deve ser bem isolada e equipada com um pequeno separador e conjunto de armadilha antes da entrada do equipamento.

A Figura 11.11.2 mostra o arranjo onde o separador é drenado por uma armadilha de flutuador termostática.

Qualquer processo que tenha fornecimento de vapor controlado por temperatura se beneficiaria de ter um conjunto de armadilha de drenagem situado imediatamente antes da válvula de controle. Isso drenará a linha de condensado quando a válvula de controle estiver fechada, prevenindo danos por golpe de aríete e erosão do assento da válvula por vapor úmido ao abrir. Os benefícios finais são aumentar a vida útil e o desempenho da válvula e do processo. Novamente, se houver probabilidade de vapor úmido no final da linha de derivação, é melhor instalar um separador.

Tanques e Cubas

Cubas de processo (tubo de descarga ascendente) A Figura 11.11.5 é muito importante. Uma serpentina em uma cuba de líquido de processo deve ter uma queda e terminar em um selo em ‘U’ se a saída subir. O tubo ascendente deve ser de pequeno diâmetro. Colocando um tubo pequeno até o fundo do selo e fechando o tubo no topo com uma união conveniente, o bloqueio de vapor é prevenido. A armadilha de vapor pode ser do tipo flutuador termostática, termodinâmica ou pressão equilibrada. Uma armadilha termodinâmica pode às vezes ser útil no caso de certos líquidos corrosivos se a serpentina vazar, pois é menos afetada pela corrosão do que os outros tipos. Se houver medo de contaminação do condensado pelo conteúdo do tanque, permita que o condensado drene para descarte. Qualquer condensado de líquidos corrosivos deve ser cuidadosamente descartado, particularmente se houver medo de que o conteúdo do tanque possa contaminar o sistema de vapor e condensado. Um rompedor de vácuo deve ser instalado no lado de entrada de vapor da serpentina se o conteúdo do tanque for corrosivo, para eliminar a possibilidade de líquido corrosivo ser sugado de volta para o fornecimento de vapor.

Válvulas Redutoras de Pressão

Onde há possibilidade de que a tubulação a jusante das válvulas redutoras possa ser fechada durante a operação normal, um ponto de drenagem deve ser fornecido para drenar qualquer condensado formado durante este período. Isso mantém a tubulação a jusante livre de água e protege a válvula redutora de encher de água e ‘travar’. Armadilhas de flutuador descarregam condensado continuamente e não perturbam a pressão no tubo durante a descarga.