No post de hoje vamos falar um pouco sobre os purgadores de vapor, o que são, os principais tipos e as diferenças de aplicação para cada tipo.
O Que São Purgadores de Vapor
Purgadores de vapor são válvulas automáticas cujas principais funções são:
- Eliminar o condensado de qualquer espaço que contenha vapor.
- Manter o vapor preso no sistema até sua condensação.
- Eliminar gases não condensáveis (ex.: ar).
Principais Aplicações
Abaixo apresentaremos algumas das principais aplicações.
Remoção de condensado e ar da rede de vapor
São instalados na linha de distribuição, em botas coletoras em pontos baixo ou mudanças de direção, para remoção de condensado, e em pontos altos ou fins de linha para remoção de ar e outros gases não condensáveis.
Também devem ser instalados em coletores de vapor, tanto o principal na sala de caldeiras quanto em outros coletores de distribuição ao longo da fábrica.
Além disso, também são componentes obrigatórios em separadores de umidade, para remoção do condensado/umidade eliminados no separador.
Controle de processo
Purgadores devem ser instalados na saída de processos de aplicação indireta, no qual não há contato direto do vapor com o produto e a troca de calor é realizada por trocadores de calor, serpentinas ou tanques encamisados.
Para essa aplicação, a função do purgador é remover o condensado (que já “perdeu” calor para o processo) para entrada de “vapor novo”, que fornecerá mais calor ao processo.
Principais Tipos de Purgadores de Vapor
Abaixo apresentaremos os principais tipos de purgadores, suas características e forma de funcionamento, que impacta diretamente na sua seleção para determinada aplicação.
Purgadores Termodinâmicos
Purgadores termodinâmicos utilizam a velocidade e volume específico do vapor para abrir ou fechar. No momento inicial, o disco do purgador é empurrado para cima pelo condensado e/ou ar presente no sistema. Quando o condensado presente “acaba”, vapor começa a fluir pela tubulação até o purgador.
O vapor, ao passar pelo disco e na sequência pelos orifícios de passagem do purgador, aumenta a velocidade gerando uma pressão negativa que puxa do disco para baixo, assentando-o na sede de vedação e estancando o fluxo. Ao fechar o disco, parte do vapor ocupa a câmara superior, acima do disco, onde esse estava anteriormente, pressionando-o contra a sede após o fim do fluxo de vapor que causa a pressão negativa.
Quando condensado começa a se formar, esse acumula na entrada do purgador, resfriando o vapor preso acima do disco e reduzindo seu volume específico, causando a “sucção” do disco para cima e abrindo novamente o fluxo para eliminação do condensado até seu fechamento.
Dada sua forma de operação, verifica-se que são purgadores de operação intermitente, ou seja, trabalham ou aberto ou fechado.
São recomendados para aplicações como a remoção de condensado da linha, em drenos de separadores de umidade e em processos que não requerem controle preciso de temperatura.
Purgadores de Boia
Purgadores de boia são purgadores mecânicos que utilizam propriedades físicas do condensado para operação. Como o nome sugere, utilizam uma boia para controle de abertura e fechamento da sede e eliminação do condensado.
A posição da boia varia com a quantidade de condensado armazenado dentro do corpo do purgador. Quanto maior a quantidade de condensado, mais alta a posição da boia e maior a abertura da sede e a vazão de saída do condensado.
Esses purgadores podem ou não conter um elemento termostático para eliminação de ar, dependendo do fabricante e opcionais disponibilizados.
Considerando essa forma de operação, verifica-se que a vazão de eliminação de condensado varia com a posição da boia e, consequentemente, com a quantidade de condensado gerado pelo sistema. Dessa forma, entende-se que a operação de purgadores de boia é modulante, com ajuste conforma demanda de vapor do sistema a que atende.
Por isso, são purgadores recomendados para aplicação que demandam controle preciso de temperatura e/ou apresentando variação de demanda de calor em função do processo.
Purgadores Termostáticos
Purgadores termostáticos são purgadores que utilizam a temperatura do fluido como controle de abertura e fechamento.
De forma simplificada, a elevação da temperatura causa a expansão do elemento termostático do purgador, causando o assentamento da esfera de vedação contra a sede, realizando seu fechamento. Ao resfriar, o elemento contrai, causando a abertura do purgador e liberando o fluxo.
Justamente por operarem por diferença de temperatura entre o fluido a ser eliminado (condensado ou ar) e o vapor, esses purgadores realizam a purga de condensado em temperaturas inferiores ao do vapor saturado, normalmente de 15°C-20°C menor, o que causa o acúmulo de condenado na linha,
São basicamente de 02 tipos: bimetálico e pressão balanceada.
Sua operação também é intermitente, com a característica de manter o condenado a temperaturas inferiores ao do vapor saturado. São mais comumente utilizados em linhas de distribuição para eliminação do ar, no entanto é possível encontrar em controle de processos que trabalham com baixas temperatura.
Outros Purgadores
À nível de informação, além dos tipos apresentados acima, há diversos outros modelos como de balde invertido, de boia livre, purgo-bombas, cuja forma de operação e controle é conceitualmente similar aos apresentados acima.
Conclusão
Purgadores são equipamentos essenciais para o corretor funcionamento de qualquer sistema de vapor. E entender como funcionam e para que servem é essencial para sua correta seleção e evitar problemas de operação e desperdícios de vapor e energia.
Veja também:
- Inspeção de Purgadores de Vapor? Para que isso?
- Eficiência Energética em Sistemas de Vapor 01: Purgadores
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Até a próxima
