Parte 05 aplicação purgador

Projeto de Sistemas de Vapor

Aplicação de Vapor

Purgadores

CONCEITO: Dispositivo que libera automaticamente condensado, sem perder VAPOR.

CONDIÇÃO BÁSICA DE FUNCIONAMENTO:

P1 > P2P1 > P2

PressãoPressãoPressãoPressão

PressãoPressão

DiferencialDiferencialDiferencialDiferencialDiferencialDiferencial

Purgador

ALTURA 25 m

TANQUE DEÁGUA DACALDEIRA

EQUIP.

P =2kgf/cm

INFLUÊNCIA DA ALTURA MANOMÉTRICA

Purgador

Válvulas Manuais

Válvulas de Passagem Variável

Placa de Orifício

Purgadores de Orifício Fixo

Eliminador de ar;

Remoção de condensado;

Eficiência térmica;

Confiabilidade.

Características do bom Purgador

1- Mecânicos:

a) De Bóia;b) De Balde Invertido.

2 – Termodinâmicos:

a) De Fluxo Simples;b) De Fluxo Distribuído.

3 – Termostáticos:

a) Bimetálico;b) Expansão Líquida;c) Pressão Balanceada.

Tipos de Acionamento

Purgadores Mecânicos

Purgador Mecânico de Bóia

No início do processo, o elemento eliminador de ar termostático permite a passagem do ar. Sem ele, o purgador ficaria travado pela presença do ar.

O condensado alcança o purgador, levanta a bóia, e o mecanismo abre a válvula principal (sede). O condensado quente fecha o elemento eliminador de ar. O condesado é descarregado à temperatura do vapor saturado.

Quando o vapor chega, a bóia desce e fecha a válvula principal (sede). Esta válvula principal (sede) está sempre abaixo do nível da água, prevenindo contra o escape de vapor vivo.

Purgador de Bóia com Eliminador de Vapor Preso

Cilindro

Entrada devapor

Saída decondensado

Tubopescador

Sifão Estacionário

Sifão rotativo

Cilindros Secadores

Purgador de Bóia com Sede Dupla

- Proporcionam a descarga contínua do condensado na mesma temperatura do vapor, sendo ideais para aplicações onde haja a necessidade da imediata eliminação do condensado;

Principais Características:

- Podem sofrer danos por golpes de aríete e por condensado corrosivo.

- São bons eliminadores de ar, desde que providos com elemento próprio. Absorvem muito bem quaisquer variações de pressão e / ou vazão;

- São os únicos que possibilitam a eliminação do vapor preso, desde que dotados da válvula tipo SLR;

Fatores de Segurança

Dimensionamento de Purgadores

Esses fatores dependem de aplicações particulares

- Drenagem de Linha- Tanque de Armazenagem- Tanque de Aquecimento- Aquecedores de Ar- Serpentina Submersa (nível baixo)- Serpentina Submersa (por sifão)- Drenagem de Cilindro- Linhas de Aquecimento (tracers)- Prensas

322223223

Kit de drenagem padrão

Bateria de Aquecedores de ar

Drenagens com Purgadores de Bóia

Principais Aplicações

Drenagem com Purgador de Bóia

Vaso Encamisado

Produto

Trocador de Calor Casco-Tubo

Cilindro Secador

Purgador Mecânico de Balde Invertido

Saída

Entrada

Saída

EntradaEntrada

Saída

Entrada

Saída

Entrada

Saída

EntradaEntrada

Saída

Entrada

O condensado entra no purgador e forma o selo d´água no seu interior.

O peso do balde mantém a sede aberta. O condensado flui ao redor do balde até ser

eliminado do purgador.

O vapor entra por baixo do balde, elevando-o.

Isso faz com que o mecanismo com

obturador também suba, fechando a sede

O vapor enclausurado condensa e um pouco

do vapor escapa através do orifício do

balde. O peso do balde vai puxar o mecanismo

do obturador para baixo, abrindo a sede e

repetindo o ciclo.

O pequeno orifício de escape do balde elimina o ar para o topo do purgador vagarosamente.

- Atendem altas pressões;

- Necessitam de válvula de retenção na entrada para se evitar a perda do selo d’água, em função de eventuais variações de pressão.

- Necessitam de um selo d’água para operar;

- Eliminam o ar de forma lenta;

- São muito resistentes a golpes de aríete e a condensado corrosivo;

Purgadores Termodinâmicos

Purgador Termodinâmico

ISOTAMPA

Funcionamento

Purgador TermodinâmicoFuncionamento

Funcionamento

No início, a pressão de

entrada atua na parte inferior do disco, elevando

este e permitindo a descarga do ar e

do condensado que chegam

Simultaneamente o vapor flash

pressuriza a parte superior do disco, empurrando este

para baixo. O disco assenta na

sede, mantendo a câmara superior

pressurizada

Quando o fluxo de condensado quente passa pela câmara de controle sua pressão cai, produzindo vapor flash. A alta velocidade do vapor flash cria uma zona de baixa pressão na parte inferior do disco, puxando-o e fechando a sede.O vapor flash acima do disco condensa, devido à troca térmica com a tampa do purgador, liberando o disco para a passagem do condensado que chega, reiniciando o ciclo de funcionamento.

- Não necessitam de ajustes em função das variações de pressão;

- Não atendem bem grandes variações de pressão e vazão de condensado.

- Descarregam o condensado de forma intermitente;

- Possuem uma ISOTAMPA, para evitar que ocorra uma rápida condensação do vapor flash contido na câmara de controle. Sem ela o purgador promove aberturas e fechamentos em curtos espaços de tempo, causando perda de vapor e desgaste prematuro;

- Eliminam o ar, desde que a pressão no início do processo se eleve lentamente;

- Não admitem contrapressões ou pressões diferenciais baixas;

- Podem operar em qualquer posição (preferencialmente na horizontal, em função do desgaste do disco);

- São de fácil manutenção;

- Não sofrem danos por golpes de aríete e condensado corrosivo;

- Admitem altas pressões;

- São muito compactos e possuem grandes capacidades de descarga em comparação ao seu tamanho;

Purgador TermodinâmicoPrincipais Características

Principais Aplicações:

Purgadores Termostáticos

Purgador Termostático

Pontos de Acúmulo de Ar no sistema

Ar empurrado pelo vapor

Ar confinado

Temos a mistura de: 20 % Ar - 80 % VaporA pressão absoluta de 3 kgf/cm2

Temperatura desejada 132,9oC

(em uma mistura cada elemento exerce a mesma pressão que exerceria se estivesse ocupando sozinho o mesmo volume)

PAbs = % Ar x PAbs + Vapor x PAbs

3 = 20 % X 3 + 80 % X 33 = 0,6 + 2,43 = 3

Pressão do ar = 0,6 kgf/cm2

Pressão do vapor = 2,4 kgf/cm2

Temperatura correspondente = 125,5 oC

Aplicando a LEI DE DALTONAplicando a LEI DE DALTON

Influência do Ar em Sistemas de Vapor

Purgador Termostático de Pressão Balanceada

No início do processo, o ar frio e o condensado entram no purgador e são descarregados livremente porque a

cápsula também está fria, e a válvula aberta.

Quando o condensado se aproxima da temperatura do vapor

a cápsula vai aquecendo. O líquido da cápsula evapora,

causando uma pressurização interna que atua sobre o

diafragma, empurrando a válvula contra a sede, antes de ocorrer

perda de vapor.

O condensado esfria. A pressão de vapor no interior da cápsula diminui e a válvula começa a abrir. O

condensado é descarregado e o ciclo

se repete.

- Permitem ajustes para descarregar condensado a baixas temperaturas (aproveitamento do calor sensível);

- Descarregam condensado a temperaturas abaixo de 100C, possibilitando alagamentos. Não devem ser aplicados em drenagem de sistemas onde se requeira eliminação imediata do condensado.

- Possuem baixa resistência quando da presença de condensado corrosivo;

- Não absorvem grandes variações de pressão, em função de sua forma construtiva;

- São muito resistentes a golpes de aríete e a vibrações;

- São excelentes eliminadores de ar;

Purgador Termostático de Pressão BalanceadaPrincipais Aplicações:

Frio Quente

Purgador Termostático Bimetálico

Válvula Aberta

Válvula Fechada

Lâmina Bimetálica CruzadaLâmina Bimetálica Cruzada

TemperaturaTemperaturado vapordo vapor

Curva do Curva do vaporvapor

saturadosaturado

Pressão do vaporPressão do vapor

No início, o elemento bimetálico está relaxado, e a válvula está aberta. O condensado frio e o ar são

eliminados.

O fluxo de condensado quente através do purgador aquece o elemento, que vai puxando a válvula contra a

Quando a temperatura do condensado descarregado se

aproxima da temperatura do vapor, o elemento fecha a válvula.

O novo condensado chega, relaxa o elemento, e permite a abertura da

válvula,repetindo o ciclo.

- Possuem grandes capacidades de descarga comparados com seu tamanho;

- Descarregam o condensado abaixo da temperatura de saturação, não sendo viável sua instalação em sistemas onde se necessita uma rápida drenagem do condensado.

- Não respondem rapidamente às variações de pressão;

- São de fácil manutenção;

- O obturador localizado na saída serve como retenção ao fluxo inverso;

- Podem trabalhar em altas pressões e com vapor superaquecido;

- Podem ser projetados para resistir a ação de condensado corrosivo;

- São muito resistentes a golpes de aríete;

- São excelentes eliminadores de ar;

Purgador Termostático BimetálicoPrincipais Aplicações:

Curva de vapor saturado

Bóia e Balde InvertidoTermodinâmico

Term. Pressão Balanceada

Term. Bimetálico

Expansão Líquida a 60ºC

Pressão

Gráfico de Temperatura de descarga

Conexão Universal

• Instalação em tubulações em qualquer posição;

Benefícios:

• A conexão pode ser utilizada para vários modelos de purgadores (universal).

• Espaço reduzido de instalação;

• Substituir o purgador sem precisar desmontar conexões (baixo custo de

manutenção);

• Somente dois parafusos desconectam o purgador da linha;

Conexão Universal

Distribuidor de Fluxo Universal

TESTE DEALAGAMENTO

TESTE DEVAZAMENTO

BLOQUEIO BLOQUEIO

PURGADOR

Sistema Convencional

Pontos de Vazamento:

Sistema Convencional

Entrada

Saída

Válvula de descargamontante

Válvula de descargajusante

Válvula de bloqueiomontante

Válvula de bloqueiojusante

Distribuidor de Fluxo Universal - DFU

2 vias - para instalações sem retorno de condensado

4 vias - para instalações com retorno de condensado

Saída

Válvula aberta

Válvula fechada

Operação normalOperação normal

Entrada

Saída

Válvula fechada

Válvula aberta

Válvula fechada

Entrada

Teste de alagamento ouby-pass p/ atmosfera

Saída

Válvula aberta

Válvula fechada

Válvula aberta

Entrada

Teste de vazamento ou descarga p/ atmosferaTeste de vazamento ou descarga p/ atmosfera

GAXETA

GAIOLA

GAXETA

PISTÃO

• Montagem do purgador sem interferir na tubulação;

Características

• Somente dois parafusos desconectam o purgador da linha.

• Conexão compatível com todos os purgadores da série U;

• Permite instalação em qualquer orientação da tubulação;

Linha de Vapor

Condensado

Purgador com conexão Universal

Válvulas de Bloqueio

Isolamento

Sistemas de Drenagem

AA BB CCAA BB CC

Drenagem Coletiva

AA BB CCAA BB CC

Drenagem Individual

Drenagem Coletiva

Drenagem Individual

Exemplo: Drenagem de Prensas

coluna

tubulação depeq. diâmetro

até o pé dacoluna

sifão

tubo pescador

curva deelevação

Drenagem de Serpentina com saída pela parte superior

Drenagem de Serpentina com saída pela parte inferior

Vasos Encamisados

Cilindros Secadores

Cilindro

Entrada devapor

Saída decondensado

Tubopescador

Sifão Estacionário

Sifão rotativo

Cilindros Secadores

Comportamento do condensado no interior dos cilindros a depender da velocidade

Fig. 1 Fig. 2 Fig.3 Fig.4

Fig. 1 – Estácionario:Cilindro parado,

condensado na parte inferior do cilindro.

Fig. 2 – Empoçado: Baixa velocidade. O

condensado movimenta-se de um lado para o outro, na parte

inferior do cilindro.

Fig. 3 – Cascata:Média velocidade.

O condensado acompanha o cilindro até a atingir a

vertical, quando o mesmo cai de volta para parte

inferior do cilindro.

Fig. 4 – Centrífugo:O condensado cria um anel

na parede do cilindro, devido à ação da força centrifuga.

Cilindros Secadores

Entrada de vapor

Saída de condensado

União rotativa

Drenagem de condensado com purgador FT SLR

Entrada de vapor

União rotativa

Drenagem de condensado com purgador FT SLR

Cilindros Secadores

Entrada de vapor

União rotativa

Drenagem do condensadoPurgador de bóia FT com conexão a uma válvula de

descarga

Entrada de vapor

União rotativa

Drenagem do condensadoPurgador de bóia FT com conexão a uma válvula de

descarga

Cilindros Secadores

vapor vapor

condensadocondensado

Aquecedores de Ar / Radiadores

Trocadores de Calor

Baixa Pressão Interna: Temp. próxima do Set Point

P1 = P2

Válvula de Controle Modulando

Stall Point

Temp. no Set Point

P1 < P2

Válvula de Controle Fechada

Baixa Pressão Externa:

Stall Point

Purgador de Bombeamento - APT

O condensado entra no corpo

através da válvula de retenção de

portinhola;

Isto provoca a flutuação das bóias ;

As bóias são conectadas ao

mecanismo do purgador;

Se a pressão a montante for

suficiente para vencer a

contrapressão o condensado é

descarregado pelo purgador.

APT - Funcionamento

Se a pressão do sistema for

inferior a contrapressão, um

purgador convencional entraria

em Stall;

O condensado irá alagar o sistema;

Com o APT 14 o condensado irá preencher seu corpo.

APT - Funcionamento

As bóias flutuarão até que o mecanismo da bomba dispare;

A válvula de admissão de abre e a válvula de exaustão fecha.

APT - Funcionamento

A ação rápida do mecanismo garante uma rápida mudança do modo purgador para o modo bomba;

Com a válvula de admissão de vapor aberta, a pressão interna ao APT eleva-se acima da contra-pressão;

O condensado é forçado a deixar o APT através da sede do purgador para a linha de retorno de condensado.

APT - Funcionamento

Como o nível de condensado cai dentro do APT, as bóias ligadas ao mecanismo acionam-o;

A válvula de admissão de vapor fecha e válvula de exaustão abre.

APT - Funcionamento

A pressão interna no APT é aliviada pela válvula de exaustão aberta.

Como a pressão interna no APT é equalizada com o sistema, o condensado entra pela válvula de retenção de entrada tipo portinhola.

No mesmo instante a válvula de retenção de saída (do tipo esfera) garante que o condensado da linha de retorno retorne ao interior do APT;

O ciclo de purga ou bombeamento inicia-se novamente.

APT - Funcionamento

Remoção de Condensado de Trocadores de Calor Casco - TuboRemoção de Condensado de Trocadores de Calor Casco - Tubo

APT - Aplicações

Métodos de Avaliação de Purgadores

• Observação da descarga p/ atmosfera;

• Visores de fluxo;

• Medição de temperatura a jusante;

• Calorimetria;

• Estetoscópios industriais;

• Detectores ultrassônicos;

• Spiratec;

• Termografia.

Métodos de Avaliação de Purgadores

Quantificação do Consumo de Vapor

VaporVapor PurgadorPurgador

CondensadoCondensado

CondensadoCondensado++

Vapor de revaporaçãoVapor de revaporação

Avaliação Visual – Descarga para atmosfera

FONE DE OUVIDO FONE DE OUVIDO

TUBO DE BORRACHATUBO DE BORRACHA

DIAGRAMA DIAGRAMA

PONTA DE CONTATO PONTA DE CONTATO

Aplicação de estetoscópio industrial

PurgadorPurgador

Visor Visor dede

fluxofluxo

Linha Linha dede

retornoretorno

Visores de Fluxo

Método Ultrassônico – UP100

Câmara Spiratec

Calor dissipadoCalor dissipadopor radiaçãopor radiação

Condensado +Condensado +Vapor de reevaporação Vapor de reevaporação

Sensor de nívelSensor de nível

PP11 = P= P22

VaporVapor

CâmaraCâmara

PP11 PP22

PURGADOR FUNCIONANDO NORMALMENTE

Câmara Spiratec

Aumento da velocidadeAumento da velocidade

PP11 PP22

VaporVapor

Sensor de nívelSensor de nível

PP11 > P> P22

Perda dePerda devaporvaporvivovivo

PURGADOR VAZANDO

Câmara Spiratec

Purgador Trabalhando Corretamente

Purgador Falhou aberto

Purgador Falhou Fechado (Represando)

Câmara Spiratec

RB 16E Interligado com RB 16E

O RB 16E pode ser instalado numa base em cascata. Uma caixa mestre vai monitorar até 16 aparelhos R 16E. Uma luz vermelha na caixa mestre vai indicar que caixa local estará registrando o purgador com falha. A caixa Local irá identificar qual purgador especificamente está com falha.

Câmara Spiratec

Termografia

Parte 05 aplicação purgador

Engineering

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