USO DO VAPOR PARA GERAÇÃO DE ENERGIA E AQUECIMENTO

Introdução

O vapor é simplesmente um meio de transporte do calor, e é um bom meio de transformar o calor do combustível que está sendo queimado na fornalha da caldeira para o ponto onde se necessite usar esse calor.

O vapor é escolhido como um bom meio de conversão do calor por duas razões: Em primeiro lugar, porque usa água como matéria prima e esta é normalmente

abundante, em segundo lugar porque o vapor tem condições de armazenar e transportar uma quantidade de calor a uma temperatura tal que pode ser convenientemente utilizado.

A quantidade de calor que pode ser transferida do vapor para uma substância a ser

aquecida depende, entre outras coisas, da diferença de temperatura entre ambos e da superfície através da qual o calor tem de ser transferido.

Conseqüentemente (mantidas as demais condições) podemos aferir que quanto maior

for a temperatura do vapor e, portanto sua pressão, maior será a taxa de transferência de calor do vapor para a substância a ser aquecida. Analogamente quanto maior for a superfície de transferência maior será a quantidade de calor transferido por unidade de tempo.

Perdas de Calor

Tão logo o vapor sai da caldeira ele começa imediatamente a ceder calor. O objetivo é tomar providências no sentido de que as perdas de calor sejam minimizadas até que o vapor atinja o ponto onde se quer utilizá-lo. A Fig. 2 nos mostra onde o calor transportado pelo vapor desde a caldeira pode ir.

Essencialmente o primeiro cuidado é evitar-se perda de calor através de vazamentos,

válvulas e conexões defeituosas. Convém lembrar aqui que a uma pressão relativa de 7 kg/cm2, uma área equivalente a O,8 mm provocará um desperdício de aproximadamente 1,5 ton./ano de óleo combustível.

Outra maneira de desperdício de vapor e combustível é através da radiação das tubulações de vapor. Um exemplo bastante simples serve para enfatizar a necessidade de isolamento térmico. Uma tubulação de 15O mm. de diâmetro com 3 m de comprimento transportando vapor a 7 kg/cm2 pode desperdiçar cerca de 3 ton. de óleo combustível por ano.

Uma outra fonte não tão óbvia de perda de calor é mostrada na Fig. 3. Quando se

executa o isolamento térmico em uma tubulação é comum encontrar-se uma interrupção no isolamento entre 80 e 100 mm. antes dos flanges, deixando-se os flanges sem isolamento. Geralmente esta atitude é adotada a fim de facilitar o acesso às mesmas. Isto, no entanto pode provocar perdas consideráveis. Em outras palavras se na tubulação de 15O mm. de diâmetro mencionada anteriormente tivesse 5 flanges não isolados o desperdício seria de outras 3 ton./ano de óleo.

Como regra geral pode-se calcular que a 7 kg/cm2 de pressão perde-se cerca de 5

kg/h de vapor ou 0,5 kg de óleo/m2 de superfície sem isolamento térmico.

A perda de calor nas tubulações e equipamentos torna o ambiente tão quente que o

operador abre uma janela e a entrada de uma brisa provoca um aumento nas perdas por radiação e conseqüentemente o desperdício de combustível. O isolamento térmico nas superfícies aquecidas irá reduzir ambas as perdas e a necessidade que uma janela seja aberta.

Transferência de Calor do Vapor

A Fig. 6 coloca-nos frente a frente com as razões básicas de um sistema de vapor; a razão e o fim de todas as caldeiras, o sistema de transferência de calor.

A seção central da Fig. 6 é a superfície de aquecimento de um equipamento qualquer

onde o vapor não entra em contato direto com o produto que está sendo aquecido. A direita está uma película de produto estagnado e uma película de incrustações. A soma dessas películas aumenta consideravelmente a resistência à transferência de calor para o produto.

Ressalta-se especialmente para as condições à esquerda da parede de metal, no lado

do vapor. Em primeiro lugar encontra-se geralmente uma película de ferrugem e sujeira ou

sólidos provenientes das tubulações, ou trazidos da caldeira, caso o tratamento da água esteja deficiente ou ainda. sólidos da própria água, caso a caldeira esteja operando muito próximo de sua capacidade máxima. Em segundo lugar entre o vapor e a superfície de troca existem dois outros filmes. Um deles é um filme de água e a água é um péssimo meio de transferência de calor. O outro é um filme de ar e este é ainda muito pior.

O isolamento dos filmes de ar e água.

Estes dois filmes têm que ser removidos o mais rápido e completamente possível. Quando isto não é feito a transferência de calor e os processos são sempre muito prejudicados.

O filme de água é de 60 a 70 vezes mais resistente à transferência de calor do que a

parede de ferro ou aço e, de 500 a 600 vezes mais resistente da que a parede de cobre. O efeito da película de ar é muito mais drástico ainda. O ar é 1.500 vezes mais

resistente à transferência de calor do que o ferro ou o aço e, não menos do que 13.000 vezes mais resistente do que o cobre. O que significa que uma película de ar de 0,025 mm de espessura corresponde em termos de resistência à transferência de calor, a uma parede de 325 mm de cobre.

Manipulando o filme de ar

Quando o vapor é acionado, o ar (e os gases incondensáveis), misturam-se com o vapor a não ser que possam sair rapidamente. O ar misturado com o vapor reduz a temperatura abaixo da temperatura que seria atingida caso tivesse somente vapor. Quanto maior for a quantidade de ar na mistura menor será a temperatura atingida.

Quanto maior a quantidade de ar misturado com o vapor mais espessa será a película

de ar. Quanto mais espessa for a película de ar, maior terá de ser a pressão e temperatura com que teremos que operar o equipamento, para que obtenhamos, através dos filmes, a mesma quantidade de vapor necessária ao processo.

Aonde irá o ar

Na maioria dos equipamentos onde a seção do espaço de vapor é relativamente pequena, o vapor ao ser admitido tende a empurrar o ar para a extremidade oposta ao ponto de admissão do vapor.

Por exemplo, um equipamento que tenha um espaço de vapor conforme mostrado na

Fig. 9A. Ao abrir-se a passagem de vapor, o ar tenderá a ser comprimido na extremidade

oposta, conforme mostrado na Fig. 9B. Parte desse ar poderá ser descarregada pelo purgador a uma velocidade que irá

variar de acordo com a capacidade de eliminação de ar desse purgador.

O resto do ar irá inicialmente ficar como mostrado na Fig. 9C, formando uma bolsa fria na superfície de aquecimento. Isto significa que o equipamento irão poderá ser aquecido rápida e uniformemente e em muitos casos essa variação de temperatura através da superfície de troca poderá provocar a perda de lotes de produção

Remoção do Ar

A eliminação do ar é essencial à eficiência do processo e, poderá ser feita manual ou automaticamente.

A eliminação do ar manual tem a desvantagem de se ter que confiar na capacidade do

operador, de saber exatamente quando e com que freqüência ele deve abrir a válvula e, a maior dificuldade será ele saber quando fechá-la, pois uma mistura de vapor e ar tem exatamente a mesma aparência do vapor sozinho.

Não é suficiente, no entanto, prevermos simplesmente a instalação de um eliminador

automático de ar. É muito importante que se considere a velocidade com que o ar é eliminado. Será exatamente enquanto o vapor estiver sendo admitido na instalação, que o ar

deverá estar sendo eliminado o mais rapidamente possível, porque, quanto mais rápida for a eliminação do ar menor serão suas chances de difundir-se e misturar-se com o vapor.

E, evidentemente, quanto mais rápido o vapor ocupar todo o espaço tanto mais rápido

o equipamento será aquecido e entrará em regime normal de operação. O ar e o vapor estarão a diferentes temperaturas, fato esse que será utilizado para

uma eficiente eliminação termostática do ar; realmente um eliminador de ar termostático não poderá ser diferente de um purgador termostático. Esta característica poderá ser encontrada nos eliminadores de ar que operam baseados no princípio do balanceamento de pressão. Um exemplo típico é dado na Fig. 10.

A experiência demonstra que na maioria dos equipamentos aquecidos a vapor onde a seção do vapor seja relativamente pequena, haverá uma tendência inicial do vapor para empurrar o ar, concentrando-o na extremidade oposta à da admissão do vapor.

Por exemplo, vejamos a seção de dois equipamentos idênticos em formato e tamanho conforme mostrado na Fig. 11. Em ambas, o condensado é, evidentemente, eliminado pela parte inferior do equipamento.

No equipamento A a admissão de vapor também é feita pela parte inferior, de tal

maneira que, quando o vapor for admitido, o ar irá concentrar-se na parte superior do equipamento.

Neste caso a melhor posição para a instalação do eliminador de ar, é evidentemente

na parte superior e se houver ar na parte inferior, o purgador terá que descarregar uma parcela mínima.

O equipamento B, no entanto, tem a admissão de vapor pela parte superior. Quando o vapor for admitido ele irá empurrar o ar para a extremidade oposta mas, desta vez, será para a parte inferior do equipamento. Assim, no caso do equipamento B, teremos que prever a eliminação do ar pela parte inferior do espaço de vapor, através de um eliminador automático de ar.

Na Fig. 12C vemos um trocador de calor do tipo feixe tubular com a admissão de vapor pela parte superior e a drenagem pela parte inferior com a localização mais indicada para a eliminação de ar.

A película de condensado Vapor seco e vapor úmido

Na maioria das caldeiras existe uma certa quantidade de água que é arrastada com o vapor na forma de gotículas (veja Fig. 14).

Quando o vapor entra em contato com a superfície a ser aquecida, ele fornece calor

latente e se condensa, formando uma película isolante que se quer reduzir. No entanto se o vapor contiver uma certa quantidade de água quando ele entrar o espaço de vapor, a água será depositada na superfície aquecida aumentando a película isolante de água e absolutamente não contribuindo em nada no fornecimento de calor latente.

A resposta será o uso de um secador de vapor, talvez mais conhecido como

separador de umidade. É um equipamento que instalado nas tubulações de vapor provoca, através de várias mudanças alternativas de fluxo e da redução da velocidade do vapor à separação e encaminhamento de gotículas de condensado em suspensão no vapor para um dado ponto de drenagem.

SEPARADOR DE ÁGUA

O objetivo principal é o fornecimento de vapor o mais seco possível. A primeira ação envolve a caldeira através de: § eliminação ou minimização dos picos de carga, evitando o subdimensionamento

das caldeiras. § cuidado não só no tratamento químico da água, mas também na maneira como os

produtos são aplicados. Ao arraste de água pode ser acrescida ainda a água que é arrastada pelo vapor ao

passar pela rede de distribuição e estabelecer contato com o condensado da parede dos tubos.

O separador de umidade é um equipamento que instalado nas tubulações de vapor provoca, através de várias mudanças alternativas de fluxo e da redução da velocidade do vapor à separação e encaminhamento de gotículas de condensado em suspensão no vapor para um dado ponto de drenagem.

A posição de instalação dos separadores também é importante. Um separador perto da saída da caldeira pode secar o vapor antes, à dele ser lançado para a tubulação. No entanto, o vapor irá ceder parte de seu calor no percurso e chegar ao ponto de uso com alguma umidade.

Com a instalação do separador próximo ao ponto de uso, as perdas no percurso não

serão maiores e o vapor será fornecido ao equipamento mais seco, isto irá reduzir a quantidade de condensado em suspensão e conseqüentemente o filme na superfície de troca. Purgadores e sua manutenção

O mais satisfatório método de eliminação do condensado desenvolvido até hoje é através da regulagem automática de descarga que é feita pelo tipo correto de purgador. Em outras palavras, por uma drenagem eficiente.

Como os purgadores devem estar instalados nos pontos mais baixos do sistema, mais

cedo ou mais tarde este material estranho irá parar no purgador. Uma vez no purgador, parte dessas impurezas irá localizar-se na sede, impedindo-a de fechar-se. A não ser que a sede seja rapidamente desobstruída, é muito provável que haja uma erosão localizada. A partir daí haverá vazamento constante de vapor até que a sede e a válvula sejam substituídas.

Na maioria das instalações industriais não existe uma manutenção programada para

os purgadores. A não ser que surja um problema específico, a orientação parece ser a de deixar funcionar.

Filtros

A primeira coisa que é preciso fazer para se ter certeza que o purgador está funcionando corretamente é assegurar-se que ele tem condições de operação, livre de impurezas e incrustações. A melhor maneira, é evitar que essas impurezas e incrustações atinjam o purgador.

É composto (vide Fig. 16) por uma tela removível de metal perfurado ou trançado

alojada em um corpo de metal e tem a finalidade de efetivamente impedir a passagem de qualquer corpo estranho com dimensão igual ou superior a de suas aberturas

Posição dos purgadores

Outra fonte de retenção de condensado, queda de eficiência e consumo excessivo de vapor, encontrada com bastante freqüência está no hábito de se instalar os purgadores nos locais aparentemente mais convenientes ao invés dos pontos onde eles deveriam ser instalados.

A Fig. 19 é um diagrama de uma calandra aquecida a vapor. O ponto de drenagem

da cama é separado do purgador por uma longa tubulação horizontal. Na Fig. l9A vemos o vapor desligado e o condensado acumulado na parte inferior da cama e da tubulação. Na Fig. l9B o vapor foi ligado e o condensado descarregado através do purgador. A cama e a tubulação estão ocupadas pelo vapor. O purgador evidentemente estará fechado enquanto houver vapor na tubulação. No entanto continuará a haver formação de condensado no equipamento e, como poderemos ver na Fig. l9C começará a haver acúmulo de condensado na parte inferior do equipamento, que não poderá ser descarregado porque o purgador estará com vapor preso. Até que o vapor na tubulação se condense, o purgador permanecerá fechado e o equipamento irá sendo gradualmente inundado. Isto irá ocorrer todas as vezes que o purgador fechar sua passagem pela existência de vapor na tubulação de interligarão. Não é defeito do purgador, mas sim do comprimento da tubulação horizontal de interligarão equipamento-purgador.

A solução para este tipo de problema é a instalação do purgador o mais próximo

possível do ponto de drenagem. Em alguns casos, onde o purgador tenha obrigatoriamente que ser instalado em um local de fácil manutenção e a extensa tubulação de interligarão horizontal não possa ser evitada, a solução será assegurar-se de que o purgador instalado tenha um dispositivo que libere o vapor preso.

A instalação do purgador próximo do ponto de drenagem nem sempre evita a

formação do vapor preso. Embora o purgador esteja instalado corretamente o projeto do equipamento pode ser tal, que a formação do vapor preso seja inevitável. Os próximos dois exemplos das Fig. 20 e 21 ilustram isso.

A Fig. 20 é um panelão basculante do tipo industrial. A Fig. 2OA mostra o vapor

sendo admitido através da união rotativa. O volume inicial de água contida na camisa está sendo forçado para a saída, na parte superior, através do tubo pescador onde será escoado pelo purgador. Na Fig. 2OB toda a água foi drenada e o vapor preencheu o tubo pescador, a camisa e o purgador. O purgador estará então fechado. A formação de condensado continua e na Fig. 2OC vemos o condensado acumulando-se na parte inferior da camisa e não podendo ser drenado pela existência de vapor no purgador e no tubo pescador. O purgador permanecerá fechado até que o vapor presente no interior do tubo pescador se condense. A retenção do condensado irá provocar um aumento no tempo de cozimento do panelão. Neste caso a solução será uma vez mais a utilização de um purgador que tenha um dispositivo que libere o vapor preso.

Os cilindros secadores, usados na indústria de papel e na indústria têxtil e algumas outras, fornecem-nos outro bom exemplo de vapor preso. Por serem rotativos, as conexões de admissão de vapor e de saída de condensado são feitas através de uniões rotativas.

O condensado é elevado até a união rotativa através de um tubo pescador. Na Fig.

2lA vemos o vapor sendo admitido no cilindro e o condensado ou a água existente no seu interior sendo descarregada através do tubo pescador e do purgador. Na Fig. 2lB toda a água (todo o condensado) foi descarregada. O tubo pescador e o purgador estão cheios de vapor. O processo de condensação continua e o condensado está se acumulando na parte inferior do cilindro, por não poder chegar ao purgador pela existência de vapor no tubo pescador.

Esse vapor está preso entre o condensado e o purgador e a sua condensação será

demorada, pois teremos vapor no interior e no exterior do tubo pescador exatamente à mesma pressão. Não havendo diferença na pressão, portanto não haverá diferença de temperatura, entre a parte interna e a externa e não havendo diferença de temperatura não haverá troca de calor e, sem a troca de calor não haverá condensação.

A instalação do purgador próximo ao ponto de drenagem que seria a união rotativa,

não irá resolver e nem prevenir o problema. Novamente a solução será instalar um purgador que possua um dispositivo que libere o vapor preso.

A função desse dispositivo mencionado nos dois últimos exemplos é permitir a saída

de pequena quantidade de vapor preso. Note-se que de qualquer maneira este vapor está perdido porque está fora do ponto onde poderá trocar calor com o processo, não estando, portanto em condições de cumprir o seu objetivo. O acúmulo de ar nos purgadores

Um problema que tem conseqüências semelhantes às provocadas pelo vapor preso surge em conseqüência do acúmulo de ar nos purgadores.

Substituindo-se o vapor pelo ar, teremos resultados ainda mais desastrosos em

termos de eficiência de processo, porque, o ar não irá se condensar e o purgador não irá abrir. Com a finalidade de se contornar este problema é muito comum encontrarmos válvulas instaladas em paralelo com os purgadores, que ficam constante e ligeiramente abertas.

Drenagem de serpentinas de aquecimento de tanques

Normalmente ocorre outro problema na drenagem de serpentinas de tanques. A não ser que a serpentina tenha sido dimensionada para trabalhar parcial ou totalmente alagada, sua eficiência pode ser muito prejudicada por esse alagamento.

A Fig. 22A mostra um tanque aquecido por uma serpentina de 50 mm de diâmetro. A serpentina entra no tanque pela parte superior, contorna a base e sai novamente pela parte superior, ainda com 50 mm de diâmetro e é então reduzida para o diâmetro correspondente ao do purgador que deverá drená-la. Antes da admissão do vapor o condensado deverá ter se acumulado em sua parte inferior e selado a serpentina em sua base.

A serpentina ficará alagada e sua capacidade de transferência de calor reduzida. O

que poderá ser vantajoso, desde que esteja sob controle, mas neste caso o alagamento não poderá ser controlado, porque até que a base da serpentina de 50 mm seja selada o vapor continuará tendo condições de atingir o purgador deixando-o sem condições de eliminar o condensado.

Quando a base da serpentina for selada, (Fig. 22C) o condensado poderá atingir o

purgador à medida que o vapor, então preso, for se condensando. Além do alagamento que irá reduzir sua eficiência, provavelmente com este tipo de

instalação ocorrerá o golpe de ariete o que pode causar danos bastante sérios nos purgadores, demais acessórios e até mesmo na serpentina.

A maneira de se resolver este tipo de problema é mostrada na Fig. 23. Uma pequena alteração na disposição da serpentina será necessária. A serpentina deverá ter uma inclinação constante tendo seu ponto mais baixo na base

da subida. Neste ponto deverá ser feito um sifão para que te forme um selo de condensado e uma tubulação de menor diâmetro (tubo pescador), deverá ser instalada dentro da serpentina, para que o condensado possa através dela, ser elevado. Assim, tão logo haja formação de condensado, este irá sendo acumulado primeiro no ponto de selagem (sifão) e sendo elevado pela pressão do vapor, através do tubo pescador, em uma coluna contínua até o purgador onde será descarregado.

Com este arranjo evitaremos que as bolhas de vapor atinjam o purgador tornando a serpentina alagada e o processo ineficiente. Golpes de ariete

Comumente a origem dos golpes de ariete está em purgadores defeituosos ou não existentes.

Em qualquer tubulação de distribuição de vapor, parte desse vapor sempre se

condensa por perdas por radiação. Por exemplo, uma tubulação de 100 mm (4') de diâmetro, bem isolada, com 30 m de comprimento, distribuindo vapor à 7K/cM2 e com uma temperatura ambiente de 2O ºC irá condensar aproximadamente 15 Kg de vapor por hora.

Isto será provavelmente menos de 1% da capacidade de distribuição de vapor dessa

tubulação. Significa, no entanto que após uma hora de funcionamento, esta tubulação conterá além do vapor mais 15 Kg de condensado, ao final de 2 horas, 30 kg, e assim por diante. Conseqüentemente alguma providência precisará ser tomada para a retirada desse condensado da tubulação.

Permitindo-se uma queda da tubulação no sentido do fluxo de vapor, ambos, vapor e

condensado poderão fluir naturalmente na mesma direção e os pontos de drenagem poderão operar eficientemente na eliminação do condensado.

Tais pontos de drenagem devem ser instalados a intervalos de 30 a 50 metros ao longo de qualquer tubulação e em todos os pontos baixos formados pelo contorno normal da instalação.

O golpe de ariete também pode ser causado evidentemente pela abertura muito

rápida da válvula de admissão de vapor no sistema. Quando isto acontece o condensado na tubulação ou no espaço de vapor não tem condições de atingir com a rapidez necessária o ponto de drenagem para evitar choques parciais na tubulação.

A maneira de se prevenir este tipo de golpe de ariete e os prejuízos que ele possa causar (como estrago do purgador e conseqüente perda de vapor e óleo combustível) é simplesmente dar instruções ao responsável para que abra a válvula vagarosa e cuidadosamente.

A violência do golpe de ariete é função da velocidade e não da pressão do vapor.

Sumário

Para retomarmos ao nosso objetivo: as causas de alagamento e formação de películas de condensado nas superfícies internas de troca de calor, podem ser resumidas em quatro itens:

§ Drenagem comum § Vapor preso § Ar preso § Sujeira

Se evitarmos esses problemas pela adoção de métodos corretos de drenagem,

poderemos estar seguros que não teremos problemas de alagamento e que a película de condensado será minimizada.

Usando o calor sensível

Se o condensado for descarregado tão logo ele se forme, estará praticamente à mesma temperatura do vapor. Assim continuará contendo todo o calor sensível acrescido à água na caldeira.

Existem duas maneiras de extrairmos esse calor. A primeira é pela retenção do

condensado no equipamento até que ele tenha cedido parte de seu calor sensível; a segunda é pela conversão de parte do calor sensível em calor latente e a re-geração de vapor. Ambos os métodos dependem do tipo de equipamento e sua limitação a essas aplicações. a) Uso direto do calor sensível em processos de aquecimento

O primeiro método é possível pelo uso de um purgador ajustável e que pode ser regulado para descarregar o condensado a uma temperatura preestabelecida. Tal tipo de purgador será inútil se quisermos trabalhar com a taxa máxima de transferência de calor, por que sua ação irá provocar um alagamento parcial do espaço de vapor. No entanto num equipamento onde a economia de calor é mais importante que a necessidade de se manter a troca de calor em seu nível máximo, este tipo de purgador poderá ser usado com resultados muito bons. Um bom exemplo disto é um tanque de aquecimento de água através de serpentina.

b) Uso do calor sensível fora do processo de aquecimento

Recuperação do vapor de reevaporação. Vamos agora ao segundo método de utilização do calor sensível do condensado antes que ele retorne ao tanque de alimentação da caldeira. Na maioria dos equipamentos, devido à necessidade de se operar utilizando-se a taxa máxima de transferência de calor, o alagamento do espaço do vapor é inaceitável e são usados purgadores que descarregam o condensado tão logo ele se forme, isto é, na temperatura do vapor saturado ou muito próximo dela.

Sendo esse condensado, descarregado em uma linha de retorno que opera a baixa

pressão, o condensado ou parte dele não permanece no estado líquido: o excesso de calor sensível transforma-se em calor latente formando o que é conhecido por vapor de reevaporação.

A recuperação e o uso do vapor de reevaporação constitue uma economia

representativa de combustível. Uso do condensado como água de alimentação da caldeira

Atingimos o ponto onde descarregamos e usamos o máximo possível, o calor sensível

do condensado drenado do nosso equipamento.

O condensado continua contendo uma grande quantidade de calor e não podemos nos esquecer de que este calor foi transferido através da queima de óleo combustível na caldeira. A coisa mais sensata a se fazer é retornar esse condensado para o tanque de alimentação da caldeira. É uma água tratada e sem dúvida, a ideal para alimentação da caldeira.

A Fig. 29 mostra a economia que pode ser esperada através do uso do condensado quente, como água de alimentação da caldeira. Em primeiro lugar, se a caldeira for alimentada com água à temperatura de 2O ºC haverá um pequeno conteúdo de calor sensível, mas a maior parte terá que ser adicionada através da queima de combustível na caldeira, antes de atingir o respectivo ponto de ebulição. No entanto se a caldeira for alimentada com água a 8O ºC ao invés de 2O ºC a quantidade de calor sensível que a caldeira terá que adicionar para elevar a temperatura da água até o ponto de ebulição será muito menor, como pode ser visto na Fig. 29B. Assim, através do retorno do condensado para a caldeira a 8O ºC poderemos fazer uma economia considerável, neste caso, ao redor de 12%.

Considera-se que para cada 5 ºC que se eleve à água de alimentação da caldeira,

pode-se economizar 1% de combustível. Além da economia de combustível e de fornecermos à caldeira água de alimentação

em melhores condições, estaremos usando o condensado e desta maneira fazendo uma economia substancial de água.

A altura de coluna de água necessária para uma dada temperatura será determinada

pela sucção na entrada da bomba e irá variar de acordo com o tipo da bomba usada. De uma maneira geral, no entanto as Fig.s dadas abaixo da Fig. 30 são as máximas para praticamente todas as bombas. Temperatura Altura da coluna de água Em metros. 85 ºC O,75 90 ºC 2,20 95 C 3,60 100 C 5,20 Se for usada uma bomba acionada a vapor (do tipo turbina) o calor da exaustão deverá ser reaproveitado com o uso de uma serpentina passando pelo tanque de alimentação, conforme mostrado na Fig. 30. Se não for prática a colocação do tanque de retorno de condensado à altura indicada, uma bomba a vapor poderá ser usada para elevar a água de alimentação para um tanque de serviço, conforme mostrado na Fig. 31. Assim poderemos otimizar o uso do calor na água de alimentação da caldeira.

Embora seja quase que desnecessário enfatizar para alguém a importância de um

bom isolamento das tubulações de distribuição de vapor, é muito oportuna a lembrança do papel de um bom isolamento nas tubulações de recuperação de condensado. E, se estivermos retomando o condensado para o tanque de alimentação da caldeira o mais depressa possível e, com a mínima perda de calor, deveremos tomar providências para conservarmos o calor na água enquanto esta permanecer no tanque.

É muito comum encontrar-se setores cujo condensado não é retomado, sob a

alegação de que ficam demasiadamente longe da caldeira; no entanto a economia apresentada garantirá a instalação de tubulações longas para a recuperação do condensado.

A possibilidade de recuperação do condensado não deve ser descartada sem que

uma cuidadosa e meticulosa avaliação de investimento seja feita. O investimento feito normalmente tem um retorno muito rápido.

Se, de todo, o investimento para a utilização do condensado na alimentação da caldeira mostrar-se proibitivo ou inviável, deve-se encontrar outras aplicações para que se possa utilizá-lo, em substituição ao vapor. Existem poucas instalações onde não se necessite, por exemplo, de água quente para uma aplicação ou outra.

O condensado utilizado para alimentação da caldeira deve, evidentemente, ser puro.

Se estiver contaminado por substancias corrosivas, tais como ácido sulfúrico das vulcanizadoras de borracha, ou por líquidos que penetram através de vazamentos nas serpentinas de aquecimento no sistema de vapor, ou se o condensado estiver contaminado por óleo da exaustão de uma turbina, certamente ele não poderá ser usado para alimentar a caldeira o que, não significa que o calor contido neste condensado deva ser desperdiçado.

A Fig. 33 mostra um trocador de calor bastante simples. Onde o condensado

contaminado é acumulado em um tanque, de preferência coberto e isolado e existe um ladrão para descarregar sempre a água fria que fica na parte inferior do tanque. A água de alimentação da caldeira entra no tanque, passa por uma serpentina e volta novamente para o sistema. Como se pode ver é uma instalação muito simples e muito eficiente em termos de economia, como já foi constatado em experiências efetuadas. Poderá surgir a dúvida: porque o condensado não passa por dentro da serpentina ao invés da água de alimentação. A razão é que dessa maneira qualquer efeito corrosivo na serpentina poderá ser rapidamente notado porque se dará na parte externa da mesma.

Conclusão

Vimos o que pode acontecer e o que deveria acontecer ao calor, no vapor fornecido pela caldeira. Verificamos perdas de calor pelas tubulações de distribuição de vapor e mostramos como elas poderão ser reduzidas pelo isolamento térmico e pela prevenção de vazamentos; vimos como poderíamos reduzir com vantagens, o trabalho a ser feito pelo vapor em uma instalação de aquecimento. Vimos como as perdas por radiação podem ser reduzidas nos equipamentos e examinamos várias maneiras de se maximizar o uso do calor sensível do condensado.