Sintomas de interrupção de fluxo em sistemas de vapor

Que a armadilha de calor esteja fria ou que haja uma palmada óbvia da válvula de controle são dois dos sintomas da interrupção do fluxo nos sistemas de vapor. Mas, além desses dois aspectos, também podem ser observados efeitos como flutuação da temperatura de saída ou golpe de aríete.

Quando nos referimos ao fato de que um dos sintomas da interrupção do fluxo nos sistemas de vapor é observar um resfriamento óbvio da armadilha de vapor, queremos dizer que a armadilha é visivelmente mais fria que a temperatura do tubo de vapor de entrada no trocador de calor. calor, enquanto o aplauso da válvula de controle ocorre porque é propenso a oscilações (caça) entre as posições aberta e fechada.

Para entrar em detalhes sobre todos os sintomas de interrupção de fluxo em sistemas a vapor, vamos examinar de perto um por um:

• A temperatura do fluido secundário que sai do trocador de calor é menos precisa do que o esperado ou necessário.
• A estratificação de temperatura ocorre no lado da saída do trocador de calor, o que será mais evidente no aquecimento de baterias e aquecedores de ar. 

Por exemplo, pode ser detectado quase certamente na bateria de aquecimento ilustrada na figura anterior; o design permite o acesso à superfície do trocador de calor, geralmente através de um painel de acesso ou porta na lateral dos dutos.

Se o fluxo for interrompido, a parte superior da bateria mais próxima da entrada de vapor estará muito quente, enquanto a parte inferior estará menos quente ou até fria e a armadilha estará quente ou fria. A temperatura do ar que sai da parte superior da bateria será visivelmente mais alta do que a do ar que sai da parte inferior.

• O trocador de calor emite ruídos e bate de forma contínua ou intermitente. Ocasionalmente, esses ruídos são associados a martelos de água mais severos que podem causar danos físicos ao trocador de calor e a qualquer equipamento conectado a ele. O vapor quente que condensa inundando o trocador causa golpe de aríete e ruído subsequente, especialmente quando o nível de alagamento varia com as mudanças na carga. 
• Em aplicativos de processo, o resultado de um ou mais dos sintomas acima pode ser um produto de qualidade ruim ou não confiável.
• Maior corrosão O condensado alagado é resfriado a temperaturas bem abaixo da temperatura do vapor na entrada do espaço de vapor. O dióxido de carbono e o oxigênio se dissolvem muito mais facilmente em água fria. 
• O dióxido de carbono é um subproduto comum do tratamento inadequado da água da caldeira e é transportado para o trocador de calor com vapor. Quando dissolvido em água, forma ácido carbônico que causa corrosão.

O oxigênio está presente na água bruta e, se não for completamente eliminado pelo processo de tratamento da água, também será levado com o vapor. Sua presença na água, especialmente em água fria, onde se dissolve facilmente, também agrava a corrosão.

A taxa de corrosão aumenta acentuadamente quando os dois gases estão presentes. O grau de corrosão dependerá do material do trocador de calor. Cobre, aço carbono e aço inoxidável têm efeitos diferentes.

• Outro dos sintomas da interrupção do fluxo nos sistemas de vapor é o estresse mecânico. O vapor quente na parte superior do espaço de vapor fará com que o trocador de calor se expanda para lá, enquanto a água fria na parte inferior do espaço de vapor tem o efeito oposto. Essa expansão / contração desigual pode causar tensão mecânica na estrutura do trocador de calor, em particular nas juntas expandidas ou soldadas dos trocadores de calor de "placa", "tubo" e trocador de calor.

O resultado mais comum é o vazamento de calor no ambiente no primeiro ou no fluxo de ar secundário no último. A tensão tende a piorar se o nível de alagamento variar continuamente, principalmente se variar rapidamente. O nível da água varia com as mudanças de carga e, como resultado, a válvula de controle e o coletor de vapor terão dificuldade em manter um controle estável.

Note-se que trocadores de calor a placas O design adequado com juntas apropriadas para vapor será muito resistente a essas tensões. O efeito final da interrupção do fluxo é um aumento na manutenção e uma redução na vida útil do trocador de calor e do equipamento associado, o que aumenta os custos operacionais gerais. 

Também existem instalações para impedir a interrupção do fluxo em sistemas de vapor assim como outros alternativas para evitar a interrupção do fluxo de vapor industrial que você pode implementar de maneira prática.

Os sintomas de interrupção do fluxo nos sistemas de vapor ocorrem em todos os trocadores de calor?

Não. As condições devem ser tais que haja sempre pressão positiva suficiente a montante do coletor de vapor para remover o condensado, de modo que a interrupção do fluxo não possa ocorrer.

Como regra geral, quanto maior a temperatura secundária acima de 100 ° C e mais estável a carga operacional (especialmente se estiver próxima da potência máxima do trocador de calor), menor será a probabilidade de interrupção de fluxo em trocadores de vapor.

No entanto, cada aplicativo é único e deve ser estudado especificamente. A única maneira de determinar a dinâmica da instalação é plotar as temperaturas da aplicação em um diagrama ou executar um cálculo matemático. Isso é explicado como "remoção de condensado de trocadores de calor".

Algumas aplicações parecem funcionar com um certo grau de alagamento e têm poucos efeitos de golpe de aríete. Geralmente, são aplicações com carga constante ou quando a carga muda apenas um pouco e muito lentamente, e / ou aplicações que usam trocadores de calor muito robustos.

Um desses exemplos seria grandes serpentinas de aquecimento resistentes à corrosão dentro de tanques de armazenamento posicionados corretamente para ter uma inclinação em direção aos pontos de purga.

Mesmo em aplicações deste tipo, se a instalação for projetada ou corrigida para eliminar a interrupção do fluxo, é praticamente garantida uma operação melhor, maior confiabilidade e menores custos do ciclo de vida.

Para saber mais detalhes sobre os sintomas de interrupção de fluxo em sistemas de vapor ou obter informações sobre como ocorre a interrupção do fluxo nas instalações de vaporinscreva-se Boletim Steam para a Indústria, um recurso que lhe servirá para receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial.