purgadores de vapor, separadores diversos e filtros..pdf

TUBULAES INDUSTRIAS AULA 4 Prof. Cllio

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AULA 4 Volume I do Livro Texto

CONTEDO:

Captulo 7

Purgadores de Vapor, Separadores Diversos e Filtros.


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LINHAS DE VAPOR

Nas linhas de vapor sempre haver gua lquida (condensado) resultante da condensao parcial do vapor ou arrastada pela vapor que sai da caldeira.

Conservar a energia do vapor (O CONDENSADO NO TEM AO MOTORA E NEM AO AQUECEDORA EFICIENTE) Evitar vibraes e golpes de arete nas tubulaes causados pelo condensado arrastado pelo vapor em alta velocidade Evitar eroso causada pelo impacto das gotas de condensado Diminuir os efeitos da corroso evitando a formao de cido carbnico (H2O + CO2 HCO3) Evitar o resfriamento do vapor

MOTIVOS PELOS QUAIS O CONDENSADO DEVE SER RETIRADO DA LINHA DE VAPOR

Evitar a diminuio da seo til de escoamento AS TUBULAES DE VAPOR, ALM DO CONDENSADO, TAMBM CONTER AR E OUTROS GASES INCONDENSVEIS (CO2 por exemplo) QUE TAMBM PRECISAM SER ELIMINADOS.


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PURGADORES DE VAPOR

SO DISPOSITIVOS AUTOMTICOS QUE SEPARAM E ELIMINAM O CONDENSADO DAS LINHAS DE VAPOR E DOS APARELHOS DE AQUECIMENTO.

VAPOR +

CONDENSADO ?

CASOS TPICOS DE EMPREGO

1. Eliminao de condensado das tubulaes de vapor (drenagem de

tubulaes de vapor).

2. Reter vapor nos aparelhos de aquecimento a vapor (aquecedores, refervedores, serpentinas de aquecimento, autoclaves, estufas etc.).

A INSTALAO DO PURGADOR DIFERENTE PARA CADA CASO TPICO DE EMPREGO

APESAR DAS INSTALAES SEREM DIFERENTES, EM QUALQUER UM DOS DOIS CASOS A DESCARGA DOS PURGADORES PODE SER FEITA DIRETAMENTE PARA A ATMOSFERA (Descarga livre) OU PARA UMA LINHA DE CONDENSADO (Descarga fechada)


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1- Instalao de purgadores para drenagem de tubulaes de vapor

PONTOS DE DRENAGEM DAS TUBULAES DE VAPOR

1. Todos os pontos baixos e todos os pontos de aumento de elevao 2. Nos trechos de tubulao em nvel em cada 100 a 250 m (QUANTO MAIS

BAIXA FOR A PRESSO DE VAPR MAIS NUMEROSOS DEVERO SER OS PURGADORES)

3. Imediatamente antes de todas as vlvulas de bloqueio, vlvulas de

reteno, vlvulas de controle e vlvulas redutoras de presso

4. Prximo entrada de qualquer mquina a vapor.


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2 Instalao para reter vapor em aparelhos de aquecimento

ALGUNS CUIDADOS PARA INSTALAO DE PURGADORES

O CONDENSADO DEVE, SEMPRE QUE POSSVEL, CORRER POR GRAVIDADE PARA O PURGADOR

QUANDO NO EXISTIR ESCOAMENTO POR GRAVIDADE, DEVE SER COLOCADO UMA VLVULA DE RETENO (Como mostra a figura ao lado)

AS TUBULAES DE ENTRADA E SIADA DOS PURGADORES DEVE TER O MENOR COMPRIMENTO POSSVEL

QUANDO HOUVER DESCARGA PARA A ATMOSFERA, O PURGADOR DEVE SER COLOCADO DE MODO QUE O JATO QUENTE DE CONDENSADO NO ATINJA PESSOAS OU EQUIPAMENTOS OS PURGADORES DEVEM SER MONTADOS EM LOCAIS QUE PERMITAM ACESSO E MANUTENO

TUBO DE CONDENSADO

VLVULA DERETENO

VALVULA DE BLOQUEIO

PURGADOR

TUBO DEVAPOR

FILTRODRENO

POO

L. UNIO

L. UNIO

VALVULA DE BLOQUEIO


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PRINCIPAIS TIPOS DE PURGADORES A VAPOR

Purgadores de bia PURGADORES MECNICOS (Agem por diferena de densidade)

Purgadores de panela invertida

Purgadores de panela aberta

Purgadores de expanso metlica PURGADORES TERMOSTTICOS (Agem por diferena de temperatura)

Purgadores de expanso lquida

Purgadores de expanso balanceada (de fole)

PURGADORES ESPECIAIS Purgadores termodinmicos Purgadores de impulso

1 - Purgador de bia

NO PERMITE A SAIDA DE AR E OUTROS GASES INCONDENSVEIS (Alguns purgadores possuem uma vlvula termosttica para eliminao de ar)

DEPENDENDO DA QUANTIDADE DE CONDENSADO A DESCARGA PODE SER CONTNUA OU INTERMITENTE

DEVIDO A POSSIBILIDADE DE DESCARGA CONTNUA, SO EMPREGADOS

PARA RETER O VAPOR NA SAIDA DE APARELHOS DE AQUECIMENTO


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2 - Purgador de panela invertida

UTILIZADO NA DRENAGEM DE TUBULAES DE VAPOR PARA QUAISQUER VALORES DE PRESSO E TEMPERATURA

PRECISA ESTAR ESCORVADO PARA ENTRAR EM FUNCIONAMENTO

A ELIMINAO DE AR MODERADA E S OCORRE SE A SADA DE

CONDENSADO NO FOR CONTNUA

3 Purgador de panela aberta

Utilizao e funcionamento semelhante ao purgador de panela invertida


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4 Purgador de expanso metlica

FUCIONAM PELA DIFERENA DE TEMPERATURA QUE EXISTE, NA MESMA PRESSO, ENTRE O VAPOR E O CONDENSADO.

VANTAGENS

So pequenos e leves Removem ar com grande facilidade Suportam bem os golpes de arete Podem trabalhar com qualquer presso Vibraes e movimentos da tubulao no perturbam seu funcionamento

SO UTILIZADOS PARA ELIMINAR AR E OUTROS GASES INCONDENSVEIS DAS LINHAS DE VAPOR DE GRANDE DIMETRO

5 Purgador, termosttico de fole EMPREGADO EM BAIXAS PRESSES (At 3,5 MPa) PRINCIPALMENTE QUANDO EXISTE GRANDE VOLUME DE AR A ELIMINR

NO SERVEM PARA TRABALHAR COM

VAPOR SUPERAQUECIDO A DESCARGA DE CONDENSADO INTERMITENTE, DEMORADA, E A PERDA DE VAPOR RELATIVAMENTE GRANDE


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6 Purgador termodinmico

EMPREGADO PARA DRENAGEM DE LINHAS DE VAPOR E PARA LINHAS DE AQUECIMENTO DESDE QUE A QUANTIDADE DE CONDENSADO NO SEJA MUITO GRANDE.

NO DEVE SER USADO QUANDO A CONTRAPRESSO DO CONDENSADO FOR MAIOR QUE 50% DA PRESSO DO VAPOR


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SELEO E DIMENSIONAMENTO DOS PURGADORES DE VAPOR

Natureza da instalao e finalidade do purgador Presso e temperatura do vapor na entrada do purgador Tipo de descarga do condensado (aberta ou fechada), presso e temperatura do condensado no caso do sistema ser fechado. Quantidade de condensado a ser eliminado Perda admitida de vapor vivo Ocorrncias de golpe de arete ou vibraes na tubulao Ao corrosiva ou erosiva do vapor ou do condensado

FATORES QUE INFLUEM NA SELEO DE PURGADOES

Custo inicial

PARA DETERMIO DA PRESSO DO VAPOR NA ENTRADA DO PURGADOR DEVEM SER CONSIDERADAS AS PERDAS DE CARGAS EXISTENTES ANTES

DO PURGADOR

O MESMO CUIDADO DEVE-SE TER PARA DETERMINAR A PRESSO DO CONDENSADO EM SISTEMAS DE DESCARGA FECHADA

SE AS CONDIES DE PRESSO DO VAPOR E/OU DO CONDENSADO FOREM VARIVEIS, O PURGADOR DEVER SER SELECIONADO PARA

A MNIMA PRESSO DO VAPOR E PARA A MXIMA PRESSO DO CONDENSADO

CARACTERSTICAS DOS PURGADORES

TIPO

Presso mxima do

vapor (kgf/cm2)

Capacidade Mxima

(kg/h)

Permite descarga contnua

?

Eliminao

de ar

Resistncia a golpes de

arete

Perda de

vapor

Necessidade de

manuteno

Bia 35 50.000 sim pode ser no pouca regular Panela invertida 180 15.000 no sim sim pouca bastante Panela aberta 100 6.000 no sim sim pouca bastante Expanso metlica

50 4.000 pode ser sim sim bastante regular

Expanso lquida 35 4.000 pode ser sim no bastante regular Expanso balanceada (fole)

35 1.000 pode ser sim no bastante regular

Termodinmico 100 3.000 no sim sim regular quase nenhuma

Impulso 100 5.000 no no sim regular quase nenhuma


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PARA QUALQUER PURGADOR A CAPACIADE DE ELIMINAO DE CONDENSADO SEMPRE FUNO DA PRESSO DIFERENCIAL ATRAVS DO PURGADOR E DA TEMPERATURA DO CONDENSADO

CASOS TPICOS DE EMPREGO DE PURGADORES

Servio

Condies de trabalho

Tipos

recomendados

Coeficiente de

segurana

Alta presso: mais de 2 MPa ( 20 Kgf/cm2) B 2

Mdia presso: at 2 MPa

B - C 2

Vapor saturado

Baixa presso: at 0,2 MPa

C - B 3

Alta presso: mais de 2 MPa

B C 2

Mdia presso: at 2 MPa

C B 2

Drenagem de tubulao de vapor

(com retorno de condensado)

Vapor superaquecido Baixa presso: at

0,2 MPa C B 3

Presses at 0,1 MPa ( 1 Kgf/cm2) C 2 Drenagem de tubulao de vapor

(descarga aberta)

Vapor superaquecido

ou saturado Presses acima de 0,1 MPa

D 3

Aquecimento de tubulaes

- - D 3

Vazo constante A B 2 Altas vazes (mais de 4.000 Kg/h) Vazo varivel A B 4

Vazo constante A B 2

Aparelhos de

aquecimento a vapor Mdias e baixas vazes (at 4000 Kg/h) Vazo varivel C A 4

Serpentinas de tanques

- - B - A 3

A purgador de bia B purgador de panela invertida

C purgador termosttico ou de expanso metlica D purgador termodinmico

FIXADO O TIPO DE PURGADOR E CALCULADO A PRESSO DIFERENCIAL MNIMA E A QUANTIDADE DE CONDENSADO A ESCOLHA DO MODELO

ADEQUADO RESUME-SE A UMA CONSULTA A CATLAGOS


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CLCULO DA QUANTIDADE DE CONDENSADO A ELIMINAR

1 Para drenagem de linhas de vapor ( )sa QQnQ 5,0+= Onde:

Q Quantidade total de condensado (A capacidade de eliminao do purgador dever ser igual ou maior do que Q )

n Coeficiente de segurana

aQ Quantidade de condensado formado durante o aquecimento da tubulao (Incio de funcionamento do sistema)

sQ Quantidade de condensado formado com a tubulao em operao normal

L = comprimento da tubulao (ps) w = peso unitrio do tubo vazio (lb/ps)

t = diferena de temperatura entre o vapor e o ambiente (F) iQ = calor latente do vapor na temperatura final em (Btu)

N = numero de minutos de durao do aquecimento da tubulao (toma-se geralmente N=5)

a = rea lateral unitria do tubo (p2/p)

NQtLwQ

ia

= 84,6

is Q

tULaQ = U = perda unitria de calor atravs do isolamento trmico. Como exemplo temos, para o isolamento usual de hidrossilicato de

clcio com 2 de espessura U = 0,286 Btu/p2/F/h

OS PURGADORES PRXIMOS DAS LINHAS DE SADA DE CALDEIRA DEVEM SER SUPERDIMENSIONADOS (coeficiente de segurana = 4) PARA

ELIMINAR A GUA ARRASTADA PELO VAPOR.

QUANDO HOUVER GRANDES QUANTIDADES DE AR OU OUTROS GASES DEVE-SE ADOTAR COEFICIENTES DE SEGURANA

MAIORES QUE OS RECOMENDADOS.

2 Para reter vapor na sada de aparelhos de aquecimento A QUANTIDADE DE CONDENSADO A SER ELIMINADO IGUAL QUANTIDADE DE VAPOR CONSUMIDO PELO APARELHO DE AQUECIMENTO


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OUTROS DISPOSITIVOS SEPARADORES

Separao de gua e/ou leo em tubulaes de ar comprimido e de outros gases Separao de poeiras e slidos em suspenso em tubulaes de ar e de gases diversos Separao de ar e/ou gua em tubulaes de gasolina e outros lquidos leves

OPERAES MAIS COMUNS

Separao de ar e/ou gua em tubulaes de vapor

FLUTUAO INRCIA CAPILARIDADE ABSORO

SEPARADORES DE INRCIA


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CLCULO DA EFICINCIA DE UM SEPARADOR

m1=mv1+mu1 m2=mv2+mu2

m3=ma

%1001

=u

a

mme %100

100 112

=xxxe

ma = massa de gua separada mu1 = massa de umidade no vapor antes do separador ma e mu1 so calculados para a mesma massa de vapor mido entrando

no separador x1 e x2 so respectivamente o ttulo do vapor antes e depois do

separador Em uma massa m de vapor mido de ttulo x, a massa de gua dada por

mu = m(100-x)

pois, por definio,

totalmassa vaporde massa x =

av

v

m mm

+=

FILTROS PROVISRIOS E PERMANENTES

1 Filtros provisrios


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Para facilitar a colocao e posterior retirada dos filtros provisrios, deve-se utilizar um carretel

A CESTA DE TELA DEVE TER UMA REA FILTRANTE DE NO MNIMO 3 A 4 VEZES A REA DA SEO TRANSVERSAL TIL DA TUBULAO

2 Filtros permanentes

OS ELEMENTOS FILTRANTES (mesmo nos filtros provisrios) DEVEM SER SEMPRE DE MATERIAIS RESISTENTES CORROSO

EM LINHAS DE FUNCIONAMENTO CONTNUO E COM NECESSIDADE DE FILTRAGEM CONSTANTE, COLOCA-SE FILTROS EM PARALELO

OS FILTROS CAUSAM PERDAS DE CARGA MUITO ELEVADAS


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PURGADOR E FILTRO COM SEPARADOR PARA AR COMPRIMIDO

CAPTULO 8 RECOMENDAES DE MATERIAIS PARA ALGUNS SERVIOS ESPECIFICO DE MATERIAL PARA TUBULAO - AULA 4 ANEXO 1

AULA 4 Referente ao Captulo 7 do Livro Texto


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ANEXO 1 Livro Texto (pg. 104) Folha 1 de 1

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