8/19/2019 Minimizando Perdas de Calor e Água- Controle Descarga Contínua de Sais

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Minimizando as perdas de calor e água pelo

controle da descarga contínua de saisO assunto da recuperação de calor da descargade caldeiras é tratada em nossos folhetos“Válvulas de Descarga Contínua e Intermitente”e “Recuperação de Calor em Sistemas de Vapor”.Aqui queremos discutir as possibilidades de seminimizar as perdas de calor e de água em umprocesso automatizado de controle de descargade sais de uma caldeira.

A descarga de sais de caldeiras de vapor é umanecessidade absoluta a fim se manter os sólidostotais dissolvidos (STD) da água em um nívelótimo. A descarga mais efetiva é a obtida em umprocesso contínuo. A descarga contínua pode ser feita manualmente com as válvulas GESTRA(Reactomats) que são ajustadas para a vazãode descarga estimada. O conteúdo de calor euma parte da água podem ser recuperados emum sistema GESTRA de recuperação de calor de descarga de sais.

Entretanto, para minimizar as perdas de calor ede água, a vazão de descarga de sais tem queser mantida tão baixa quanto possível. Como istopode ser obtido?

A densidade da água (STD), a qual depende doprojeto da caldeira, não pode ser excedida.

Uma redução no conteúdo de sólidos dissolvidossomente é possível pela melhoria do tratamentoda água de alimentação o que nem sempre éviável. O que pode ser feito é uma melhor regulagem da vazão de descarga de sais comrelação a real produção de vapor.

O consumo médio de vapor em uma plantageralmente é conhecido. Entretanto, na prática,por razões de segurança a válvula de descargacontínua é ajustada de acordo com a máximavazão de vapor.

A pressão da caldeira é normalmente mantidaconstante dentro de certos limites, mas a vazãode vapor é variável. Para longos períodos deoperação o consumo de vapor pode ser muitobaixo, e durante estes períodos a descargamanual é obviamente muito grande. Paracompensar um baixo consumo de vapor, o ajusteda válvula de descarga contínua deve ser correspondentemente reduzido.

Entretanto, isto raramente é feito e de qualquer forma o operador da caldeira não sabe qual avazão real do vapor. Freqüentemente, amonitoração da água da caldeira é limitada ádeterminação dos STD para garantir que o nívelpermissível não seja excedido. Para estar do ladoseguro, a Reactomat pode ainda ser aberta maisum pouco. Tudo isso causa perdas de calor 

desnecessárias e custos.

A solução mais econômica é, portanto, substituir a válvula de descarga manual por um controleautomatizado da descarga de sais. Paracaldeiras operando sem supervisão constante,de qualquer forma a descarga automatizada érequerida.

Não se recomenda executar a descarga contínuacom base nas vazões de vapor e de água dealimentação, já que neste caso o conteúdo desólidos dissolvidos não é considerado. O melhor método para se determinar o nível de STD realda água da caldeira é a medição da suacondutividade que se relaciona diretamente aonível de STD e automaticamente realizam umajuste em uma válvula de descarga de sais.

Desta forma, não apenas o nível de STD da águada caldeira está sendo considerado, mas tambéma vazão de vapor. O nível de STD correto nacaldeira é mantido e o risco de uma concentraçãomuito alta causada por um ajuste incorreto deuma válvula manual de descarga fica excluído.Com o controle automático da descarga de sais,o nível de STD pode ser elevado para o máximo;o controle automático garantirá que este valor máximo permitido não seja excedido.

Conforme já mencionado, o nível de STD édeterminado pela medição da condutividade daágua da caldeira. A condutividade é medida emµS/cm ou ppm (1000 µS/cm H” 500 ppm). Águaabsolutamente pura é eletricamente neutra.Sólidos dissolvidos na água produzemcondutividade elétrica. Quanto maior o STD naágua da caldeira, melhor é a condutividade.Como água de caldeira sempre contém sólidosdissolvidos diferentes, uma dedução exata daconcentração não é possível. A concentração é,portanto, relacionada a um sal de referência (ex.cloreto de sódio (NaCl)), e para a soma dos

sólidos dissolvidos reais, o conteúdo de NaClcalculado na condutividade é utilizado comopadrão de referência.

O sistema de controle contínuo da descarga desais (controle de STD) consiste de uma válvulade descarga contínua com atuador elétrico tipoBAE, um eletrodo sensor de condutividade tipo

ER ou LRG e um controlador de descargacontínua tipo LRR.

A Fig. 1 mostra um diagrama esquemático dosistema e mostra diversas possibilidades deinstalação do eletrodo de condutividade.

O eletrodo deve preferencialmente ser instaladointernamente a caldeira. Se isto não for possível,ele também poderá ser instalado em um poteexterno. Tão logo o valor de condutividadeajustado no controlador de descarga contínuaseja excedido, a válvula é atuada para a suaposição de máximo fluxo. Quando acondutividade (STD) retorna ao normal, a válvulaé atuada para sua posição de mínimo fluxo,assegurando uma descarga econômica contínua.No desligamento da caldeira a válvula é atuada

para a posição fechada. Para mais detalhessobre os sistemas de descarga contínua, favor solicitar nossas folhas de dados específicas.

Há dois sistemas disponíveis: um comcompensação de temperatura ajustadamanualmente (ER(LRG)/LRR 1-...) e outro comcompensação automática de temperatura (LRG16-5/LRR 1-9).

Os controladores de descarga contínua fornecemsinais de controle de 0 a 20 ou 4 a 20 mArepresentativos da condutividade. A saída emcorrente pode ser utilizada para conexão a umindicador ou registrador ou uma chave limite demáxima ou mínima.

 

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Altos valores de descarga desnecessários - istoé perdas energéticas – são evitadas pelo sistemade descarga contínua. Uma queda nacondutividade (STD) será indicada pelo contatomínimo de forma que o nível de STD seja mantidodentro da faixa de condutividade pré-selecionada.

Descargas contínuas excessivas causarão:

• Aumento do consumo de água de alimentaçãocom a conseqüentemente maior demanda daplanta de tratamento de água.

• Aumento do consumo de combustível paraelevar a temperatura da água de alimentaçãoà temperatura da caldeira.

• Aumento do consumo de água de refrigeraçãopara reduzir a temperatura da descargarequerida pela legislação.

Qualquer possível defeito do eletrodo decondutividade e cabo de alimentação é sinalizadopelo controlador de descarga contínua.

O primeiro gráfico na Fig. 2 mostra a produçãoreal de uma caldeira comparada com suacapacidade máxima. O segundo gráfico indica oSTD máximo permissível que não pode ser excedido em nenhuma fase da operação.Conforme pode ser visto no gráfico, o nível real

de STD, o qual depende da capacidade real dacaldeira, flutua consideravelmente se a descargaé realizada manualmente. Com a descargacontínua automática as variações são limitadase a curva muito mais próxima do nível de STDpermissível. O terceiro gráfico indica claramentea economia que pode ser obtida com umprocesso de descarga contínua automático.

A tabela (Fig. 3) indica a economia de calor eenergia que são possíveis com a descargaautomática (sem se considerar a recuperaçãoresidual) se a descarga for reduzida, por exemplo, em 20, 50 ou 100 kg/h. Ela tambémindica o tempo requerido em que um sistemaautomático de descarga contínua se paga(payback). A menor demanda de água dealimentação e os custos de tratamento da águanão estão contabilizados na tabela. A tabelabaseia-se nos seguintes valores:

 ______________________________________Temperatura da água fria: 10 °C____________Poder calorífico inferior: 39770 kJ/kg________Eficiência da caldeira: 85%________________

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W 616.9 992.11 723.31

h/Jk 816.43 976.04 979.74

h/gk001

W 232.91 995.22 556.62

h/Jk 632.96 853.18 859.59

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h/gk05 gk 441.6 022.7 615.8

h/gk001 gk 982.21 044.41 230.71

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