Recuperação de calor da purga da caldeira com controle TDS

Antes de falar sobre a recuperação de calor da purga da caldeira com controle de TDS, deve-se lembrar que, em artigos anteriores, discutimos a água que precisava ser purgada da caldeira para manter um nível aceitável de TDS.

Esta água tem características:

• Está suja, o que significa que:
  • A água geralmente não é adequada para outras aplicações.
  • Água suja pode apresentar problemas para o descarte.

• Está quente, o que significa que:
  • Parte da água volta à pressão atmosférica.
  • A água quente pode apresentar problemas para o descarte. Por exemplo, pode haver uma quantidade substancial a ser removida. 

Um sistema de recuperação de calor pode resolver muitos desses problemas. 

 

Fluxo de energia na purga da caldeira com controle TDS

Usando esses dados do cálculo de purga, conforme mostrado no artigo decidir o TDS necessário na água da caldeira, a quantidade de energia que sai durante a purga pode ser calculada usando as tabelas de vapor.

Para colocar o fluxo de energia em contexto, no noroeste da Europa, o sistema de aquecimento central doméstico médio é calculado em aproximadamente 13 kW, de modo que o fluxo de energia purgado no exemplo acima é suficiente para aquecer 19 casas. Para maior clareza do cálculo acima, as tabelas de vapor são usadas com a água a 0 ° C.

Na verdade, a água de reposição para substituir a purga é fornecida em uma temperatura mais alta do que essa, então a purga de energia será um pouco menor. Por exemplo, se a água de reposição estiver a 10 ° C, a purga de energia será de 228 kW. 

 

Vapor instantâneo na recuperação de calor de purga da caldeira com controle TDS

A água purgada da caldeira é água à temperatura de saturação e à pressão da caldeira. No caso da caldeira do exemplo mostrado acima - 10 bar g, esta temperatura é de 184 ° C. Obviamente, a água não pode existir a 184 ° C em condições atmosféricas, porque há um excesso de entalpia ou energia.

Supondo que a água de purga vá para um sistema de vapor flash operando a 0,5 bar g, as tabelas de vapor podem ser usadas para quantificar esse excesso de energia: 

Esse excesso de energia evapora parte da água e esse vapor é conhecido como vapor flash.

A quantidade de vapor instantâneo pode ser facilmente calculada a partir das tabelas ou gráficos de vapor. 

Vejamos o seguinte exemplo:

A entalpia de evaporação específica a 0,5 bar g (hfg) nas tabelas de vapor é 2 kJ / kg. Portanto, 226% da água purgada da caldeira se transformará em vapor quando sua pressão cair de 14,1 para 10 bar g no outro lado da válvula de purga. 

Existem duas opções:

1. Ventile este vapor instantâneo para a atmosfera através do tanque de purga com o desperdício de energia e água potencialmente de boa qualidade do vapor condensado. 
2. Use a energia do vapor instantâneo e recupere a água condensando o vapor instantâneo. É útil quantificar a quantidade de energia no vapor do flash. Isso pode ser feito usando as tabelas de vapor.

Agora, vejamos o seguinte exemplo:

Existe a possibilidade de usar este vapor flash: neste exemplo ele representa quase 49% do fluxo de energia na purga e 14,1% da água purgada. Usando os valores da tabela de vapor para os cálculos acima, assume-se que a água de alimentação é fornecida a uma temperatura de 0 ° C. Para melhor precisão, a mudança real na temperatura da água de alimentação deve ser usada. 

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