Exemplo de seleção de purgadores para remoção de condensado

Este é o primeiro de uma série de dois artigos nos quais mostraremos um exemplo de seleção de armadilhas para remoção de condensado. Para começar, uma fábrica precisa de um trocador de calor a vapor / água que opere na barra nominal 4 r para aquecer a água do processo que circula a 1 litro / s (1 kg / s) de 10 ° C a 80 ° C, com uma carga de projeto de 293 kW.

O processo é tal que a carga mínima de calor ocorre em 60% da carga máxima de calor. É uma linha de processo em operação contínua sem futuros aumentos de carga. Dois fornecedores são solicitados a fornecer um trocador de calor. As seguintes informações são importantes para a seleção:

• O fornecedor "X" pode fornecer um trocador de calor com uma superfície de aquecimento de 2 m2, um valor em "U" de 2 500 W / m2 ° C e 350 kW de potência que funciona com vapor na barra 4 re um fluxo de água de 1 litro / s.
• O fornecedor "Y" pode fornecer um trocador de calor com uma superfície de aquecimento menor, mais apropriada para a carga de calor projetada do 293 kW, operando com vapor na barra 4 r e com uma vazão de água de 1 litro / s. O valor "U" é 2 500 W / m2 ° C.
  
• A linha de condensado do trocador de calor subirá os medidores 5 para uma linha de retorno de condensado que vai para um receptor atmosférico, com uma contrapressão total de 0,5 bar r.
  

Uma coluna de água de um metro à pressão atmosférica exercerá uma pressão no fundo da coluna de aproximadamente 10 kPa ou 0,1 bar r. Assim, qualquer elevação na linha de descarga de condensado exercerá uma elevação estática devido à coluna de condensação que contém a linha, além da pressão no sistema de condensação.

É necessário determinar as condições de operação do sistema para a seleção correta de traps para remoção de condensado de ambos os trocadores de calor em qualquer condição de carga operacional.

As seguintes perguntas devem ser respondidas para remover adequadamente o condensado:

• (A) ocorrerá interrupção de fluxo durante operação normal?
• (B) Em que carga ocorrerá a interrupção do fluxo?

Verifique a carga de calor do aplicativo para as condições do projeto. A partir da seguinte equação da taxa de transferência de calor:

• Considere o fornecedor "X": um trocador de calor de 350 kW com uma superfície de aquecimento de 2 m2.
• Qual será a pressão do espaço de vapor neste aquecedor com essa carga térmica projetada? Primeiro, é necessário determinar o LMTD (∆TLM) para uma superfície de aquecimento do 2 m2. Agora, vejamos a seguinte equação:

Uma vez feito, agora é possível calcular a temperatura de projeto do vapor usando a equação mostrada abaixo:

Essa temperatura de saturação é equivalente a uma pressão de vapor de 0,45 bar r. Essa pressão é menor do que a contrapressão da 0,5 bar re o sistema sofrerá interrupção permanente do fluxo. Nesse caso, se um purgador de bóia fechado fosse instalado, o condensado inundaria continuamente o trocador de calor modulando seu nível em relação às mudanças de carga.

O desempenho operacional pode ser insatisfatório, pois a temperatura de saída secundária tende a flutuar e o trocador de calor pode falhar prematuramente devido à corrosão.

Se o sistema funcionar continuamente em condição de interrupção em trocadores de vapor, um purgador de vapor de bóia fechada não seria a escolha certa para esta aplicação e um purgador de bomba deve ser instalado.

No próximo artigo, consideraremos o fornecedor "Y" para continuar com o exemplo de seleção de purgadores para remoção de condensado. Por enquanto, convidamos você a conhecer o tipos de armadilhas de vapor para eliminar o condensado, além de se inscrever em Boletim Steam para a Indústria, um recurso que servirá para receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, com artigos como Aspectos fundamentais da 6 no projeto de trocadores de placas a vapor.