Instalação de Controles de Nível

As vantagens e desvantagens dos controles de nível diretos versus montados externamente.

Já foi reconhecido que o nível de água em uma caldeira de vapor varia consideravelmente como resultado de:

A carga.
A taxa de variação de carga.
A circulação de água dentro da caldeira. Essas circunstâncias combinadas tornam muito difícil monitorar e controlar o nível de água da caldeira com precisão. O que é necessário é uma área calma de água que seja representativa do nível real de água da caldeira. Com controles de nível do tipo flutuador e sonda, isso é obtido de duas maneiras:
Câmaras externas.
Tubos de proteção internos.

Câmaras externas

Estas são câmaras montadas externamente que possuem conexões de tubulação com a caldeira. Elas geralmente, mas nem sempre, são equipadas com controles de flutuador. Algumas disposições típicas são mostradas na Figura 3.19.1. Duas câmaras externas são necessárias

Uma câmara abriga o controle de nível mais o primeiro alarme de nível baixo.
A outra abriga o segundo alarme de nível baixo mais o alarme de nível alto (se instalado). Isso garante que os dois alarmes baixos estejam em câmaras independentes. As câmaras externas seriam equipadas com ‘válvulas de purga sequenciais’ e (opcionalmente) com válvulas de isolamento de vapor. Nota: Se válvulas de isolamento forem instaladas, os regulamentos do Reino Unido exigem que estejam travadas na posição aberta. Tradicionalmente, controles de flutuador foram instalados em câmaras externas, embora sondas funcionem igualmente bem, e tenham a vantagem de não terem peças móveis que se desgastam.

Tubos de proteção internos (controles de nível montados diretamente)

Estes são às vezes chamados de controles de nível montados diretamente, e requerem que tubos de proteção sejam instalados dentro do casco da caldeira, conforme mostrado na Figura 3.19.4.

Os dispositivos de primeiro e segundo nível baixo devem ser montados em tubos de proteção separados, para que sejam completamente independentes entre si.

Os tubos de proteção em si não são itens padrão, e serão fabricados exclusivamente para cada caldeira individual. No entanto, como o projeto dos tubos de proteção pode ter um efeito tão significativo na operação bem-sucedida dos controles de nível, o seguinte fornece alguma orientação para seu projeto e instalação:

Diâmetro

Um tubo de proteção de diâmetro nominal de 80 mm garantirá condições estáveis e fornecerá folga suficiente para centralização da sonda.

Quando duas sondas (por exemplo, sonda de controle de nível/alarme alto mais sonda de alarme baixo automonitorada) devem ser instaladas em um único tubo de proteção, 100 mm de diâmetro nominal é geralmente necessário.

Comprimento

O tubo de proteção deve descer o máximo possível entre os tubos da caldeira. Localização Quando há escolha de posições de instalação da sonda, as recomendações gerais são as seguintes:

O mais longe possível da retirada de vapor e da conexão da válvula de segurança (mínimo de 1 m), mas não muito perto das placas finais da caldeira.
O mais próximo possível do indicador de nível. Conexões através do casco da caldeira, próximas à frente, são frequentemente convenientes.
Instalação em tubos de proteção com furos superior e inferior para entrada de vapor e água, com fundo fechado para evitar que bolhas de vapor entrem e sem ranhura ao longo de todo o comprimento do tubo de proteção. Existem diversas vantagens significativas em usar controles montados diretamente em tubos de proteção internos:
Frequentemente é uma alternativa mais barata com uma nova caldeira, pois o custo de dois ou três tubos de proteção é geralmente menor do que duas câmaras de controle externas e as válvulas de purga sequenciais associadas.
Vantagem total pode ser tomada dos avanços na eletrônica proporcionados pela tecnologia moderna. Controles de flutuador Embora a tendência seja usar controles montados diretamente do tipo sonda, ainda é comum ver controles de flutuador montados diretamente, onde o flutuador está situado dentro do casco da caldeira usando uma montagem com flange e tubo de proteção. Modelos padrão Controles de flutuador montados diretamente empregam os mesmos princípios de operação e peças que seus equivalentes montados em câmara, exceto que a câmara é trocada por uma montagem com flange redondo grande e tubo de proteção para montar o controle diretamente na conexão do casco da caldeira. O tubo de proteção pode ser fixo ou removível, e garantirá que a haste do flutuador não seja danificada e o movimento vertical correto seja alcançado. Controles de flutuador montados diretamente com recursos de teste Para cumprir a Nota de Orientação do HSE do Reino Unido para casas de caldeiras não supervisionadas, controles de flutuador montados diretamente podem incorporar um recurso para testar a operação do mecanismo sem reduzir o nível de água na caldeira. O teste pode ser manual ou iniciado/controlado por um temporizador. O teste é realizado baixando o flutuador ao nível do alarme de água baixa. Recurso de teste de copo hidráulico O teste é realizado baixando o flutuador ao nível do alarme de água baixa, pelos seguintes meios: A haste do flutuador inclui um copo acima do flutuador, que é alimentado por aproximadamente 24 segundos com água da bomba de alimentação da caldeira, através de tubulação e válvulas de pequeno diâmetro, pela flange de montagem do controle (ver Figura 3.19.6). O peso adicional supera a flutuabilidade do flutuador, fazendo-o afundar. Isso para o queimador de funcionar e aciona o sistema de alarme. Após fechar a válvula de teste no suprimento da bomba de alimentação para o controle, um pequeno furo no fundo do copo drena a água, permitindo que o flutuador suba para a posição normal de operação. O controle do suprimento de água para o copo também pode ser feito por meio de uma válvula solenoide, que pode ser acionada por um temporizador ou um botão de pressão operado manualmente. Recurso de teste eletromagnético A cabeça do interruptor inclui uma bobina solenoide abaixo do subconjunto de interruptor único. Isso envolve uma armadura, que está localizada dentro do tubo central de aço inoxidável e fixada à haste do flutuador. Para iniciar o ciclo de teste, a bobina pode ser energizada por um temporizador ou um botão de pressão operado manualmente, e o flutuador será empurrado para baixo, para parar o queimador e assim acionar o sistema de alarme. Quando a bobina é desenergizada, o flutuador sobe ao seu nível normal.

Controles de sonda Sondas de canal único (sondas de alta integridade não automonitoradas) podem ser instaladas em tubos de proteção e, como não possuem peças móveis, frequentemente duram mais do que um sistema equivalente de controle por flutuador.

O uso de tubos de proteção internos em conjunto com sondas e controladores de alta integridade, automonitorados, traz vantagens significativas em termos de requisitos de teste e nível de supervisão exigidos por autoridades como o Health and Safety Executive do Reino Unido. Isso é discutido adiante no próximo Módulo.