Instalação de controles de nível de água em caldeiras a vapor

Como já sabemos, o nível de água em uma caldeira a vapor varia consideravelmente como resultado de: 

• A carga.
• A taxa de variação da carga.
• A circulação da água dentro da caldeira. 

Essas circunstâncias se combinam para tornar muito difícil monitorar e controlar o nível de água da caldeira com precisão. É necessária uma área tranquila de água, que é o nível representativo da água da caldeira real. Com controles de nível do tipo flutuador e sonda, isso é obtido de duas maneiras, e estes são tubos de proteção interna e de câmara externa:

Câmeras externas

Estas são câmaras montadas externamente que possuem conexões com a caldeira. Normalmente, mas nem sempre, eles são equipados com controles de flutuação. Alguns arranjos típicos são mostrados na figura a seguir:

Duas câmeras externas são necessárias:

• Uma câmara abriga o controle de nível e o primeiro alarme de nível baixo. 
• O outro aloja o alarme baixo de segundo nível e o alarme de nível alto (se instalado).

Desta forma, é garantido que os dois alarmes de nível baixo estejam em câmaras separadas. 

As câmaras externas são equipadas com 'válvulas de purga sequencial' e (opcionalmente) com válvulas de corte de vapor.

Nota: Se as válvulas de isolamento estiverem equipadas, os regulamentos atuais exigem que elas sejam travadas na posição aberta. 

Os controles de flutuação são tradicionalmente instalados em câmaras externas, embora as sondas funcionem tão bem e tenham a vantagem de não ter partes móveis para se desgastar.

Tubos de proteção interna 

Para controles de nível de montagem direta, é necessário instalar tubos de proteção dentro do corpo da caldeira, conforme mostrado na figura a seguir:

O primeiro e o segundo dispositivos de nível baixo devem ser montados em tubos de proteção separados, de modo que sejam completamente independentes um do outro. 

Os tubos de proteção em si não são itens padrão e são fabricados especificamente para cada caldeira individual. No entanto, como o projeto dos tubos de proteção pode ter um efeito significativo na operação satisfatória dos controles de nível, o seguinte pode orientar seu projeto e instalação:

• Diâmetro. Um tubo de proteção de 80 mm de diâmetro interno garantirá condições estáveis ​​e fornecerá espaço suficiente para centralizar a sonda. Quando duas sondas (por exemplo, alarme de nível alto / sonda de controle de nível e sonda de alarme de nível baixo de automonitoramento) devem ser instaladas em um único tubo de proteção, geralmente é necessário ter um diâmetro interno de 100 mm.
• Comprimento. O tubo de proteção deve ficar entre os tubos da caldeira o mais baixo possível fisicamente.

localização

Quando existem diferentes posições de instalação da sonda, as recomendações gerais são as seguintes:

• • • O mais longe possível das conexões de saída do vapor e da válvula de segurança (mínimo 1 m), mas não muito próximo das placas de fundo da caldeira.
    • O mais próximo possível do visor. As conexões próximas à frente são as mais convenientes.
    • Instalação em tubos de proteção com orifícios na parte superior e inferior para a entrada de vapor e água, com o fundo tapado para evitar a entrada de bolhas de vapor e sem fendas longas ao longo do tubo de proteção. 

Existem inúmeras vantagens importantes no uso de controles montados em tubo tampão 

interno:

• Geralmente é uma alternativa mais barata em 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.
• Você pode aproveitar ao máximo os avanços em eletrônica oferecidos pela tecnologia moderna. 

Controles flutuantes 

Embora a tendência seja para o uso de controles do tipo sonda montados internamente, ainda é comum ver os controles da bóia, com a bóia dentro do corpo da caldeira por meio de um flange e tubo de proteção. 

Modelos padrão 

Os controles flutuantes montados internamente empregam os mesmos princípios de operação e peças dos equivalentes montados na câmara, exceto que a câmara é trocada por um grande conjunto de flange e tubo de proteção para montar o controle diretamente na conexão do corpo da caldeira. O tubo de proteção pode ser fixo ou destacável e garantirá que a haste do flutuador não seja danificada e que o movimento vertical correto seja obtido. 

Controles flutuantes montados internamente com dispositivo de verificação

Os controles de flutuação montados internamente podem incorporar um dispositivo de verificação da função do mecanismo sem ter que baixar o nível da água dentro da caldeira. O teste pode ser manual ou iniciado / controlado por um temporizador. O teste é realizado baixando a bóia até o nível de alarme da água. 

Dispositivo de verificação da caçamba hidráulica 

A verificação é realizada baixando a bóia para o nível de água de alarme baixo da seguinte forma: Na haste da bóia há um balde acima da bóia que é alimentado por aproximadamente 24 segundos com água da bomba de alimentação da caldeira, através de um pequeno tubo e válvulas, através do flange de montagem do controle, conforme mostrado na figura a seguir:

O peso adicional supera a flutuabilidade da bóia, fazendo com que ela afunde. Isso faz com que o queimador pare e aciona o sistema de alarme. Depois de fechar a válvula de retenção na linha de água de injeção, um pequeno orifício no fundo do balde drena a água, permitindo que a bóia suba para a posição normal de operação. O controle do abastecimento de água para o balde também pode ser realizado por meio de uma válvula solenóide que pode ser acionada por um temporizador ou um botão operado manualmente. 

Dispositivo de teste eletromagnético 

A cabeça inclui uma bobina eletroímã abaixo do conjunto da chave. Isso envolve um núcleo, que está localizado dentro do tubo de aço inoxidável central e preso à haste do flutuador.

Para iniciar o ciclo de teste, a bobina é energizada por meio de um temporizador ou botão acionado manualmente, empurrando a bóia para baixo, fazendo com que o queimador pare e acionando o sistema de alarme. Quando a bobina não está mais excitada, o flutuador sobe ao seu nível normal. 

Controles de sonda 

As sondas de canal único (sondas de alta integridade sem autoteste) podem ser instaladas em tubos de proteção e, como não têm partes móveis, geralmente duram mais do que um sistema de controle flutuante equivalente.

O uso de tubos de proteção internos em conjunto com sondas e controladores de autoverificação de alta integridade oferece vantagens significativas em termos de requisitos de teste e o grau de supervisão exigido pelas autoridades. Este tópico é abordado com mais detalhes no próximo módulo. 

Como você está interessado em saber mais sobre alarmes de nível de água em caldeiras a vapor, dois e três elementos, nós o convidamos a ler mais sobre diferenças entre controle de nível de água de um, dois e três elementos, bem como no sistemas de controle de nível automático em caldeiras a vapor.

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