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Fundamentos básicos do purgador de vapor
Como funcionam os purgadores mecânicos: Um olhar para seus mecanismos e méritos
Purgadores mecânicos são purgadores para vapor que operam sob o princípio de gravidade específica (especificamente a diferença nas gravidades específicas da água ou vapor), ao contrário de outros tipos de purgadores para vapor que dependem da mudança de temperatura ou velocidade/mudança de fase. Nos purgadores mecânicos, o orifício (sede) abre e fecha devido ao movimento da boia que flutua de acordo com o fluxo do condensado.
Purgadores mecânicos são capazes de operar com resposta precisa de acordo com o fluxo de condensado sem o comprometimento de seu desempenho pela maioria dos fatores externos. Essa é uma das distintas vantagens sobre purgadores termostáticos e termodinâmicos, cujo desempenho pode ser afetado por fatores externos tal como: chuva, vento ou mesmo isolamento.
Dois modelos: Boia e Balde invertido
Existem dois projetos básicos usados para purgador de boia: boia com alavanca e Bóia livre.
Flutuabilidade é a força chave que opera no núcleo de ambos os tipos de purgadores mecânicos, mas suas estruturas e princípios de operação são bastante diferentes.
Tipo boia
Nos purgadores tipo boia, a posição da boia é diretamente afetada pelo nível do condensado no purgador. A boia responde ao fluxo de condensado, abrindo e fechando o orifício (sede).
Existem dois projetos básicos usados para purgador de boia: boia com alavanca e Bóia livre.
No projeto do purgador com boia e alavanca, a boia é acoplada a uma alavanca que controla a sede. Quando o condensado entra no purgador, a boia torna-se flutuante e move a alavanca ocasionando a abertura da sede. Contudo, devido ao movimento limitado do braço da alavanca, o obturador permanece frequentemente no caminho do fluxo do condensado, o qual pode resultar em uma força extra de tração atuando no fechamento da sede durante condições de alto fluxo.
Nos purgadores com Bóia livre TLV, a bóia não está ligada a alavanca, e a própria bóia serve como obturador para o purgador. A boia livre é capaz de se elevar independentemente do orifício, permitindo que o condensado seja drenado livre de obstruções. Além disso, a rotação natural da bóia livre permite um número quase infinito de pontos de contato para vedar o orifício, reduzindo significativamente o desgaste localizado do orifício (sede).
| TLV Purgadores de Vapor de Boia Livre |
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Tipo balde invertido
Nos purgadores para vapor tipo balde invertido, o balde dentro do purgador é ligado a uma alavanca que abre e fecha a sede em resposta ao movimento do balde. Quando há fluxo de vapor ou de ar, estes vão para parte inferior do balde invertido, e o condensado o envolve na parte externa. O vapor faz com o que o balde se torne flutuante fazendo-o subir, nesta posição, o balde vai fazer com que a o obturador feche a sede. O orifício de escape que fica no topo do balde permite que uma pequena quantidade de vapor seja liberada para o topo do purgador, onde é descarregado a jusante. À medida que o vapor flui através do orifício de escape, o condensado começa a preencher o interior do balde, fazendo com que ele afunde, assim permitindo que o obturador desobstrua a sede descarregando o condensado (juntamente com qualquer vapor mantido no purgador).
| Purgadore de balde invertido |
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Drenagem contínua: uma vantagem significativa dos purgadores tipo boia.
Um diferencial na operação dos purgadores tipo boia e tipo balde invertido, é na forma que drenam o consensado, purgadores tipo bóia são de drenagem contínua, enquanto purgadores tipo balde invertido são de drenagem intermitente.
| Purgadores tipo boia são de drenagem contínua |
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Os purgadores para vapor que drenam continuamente o condensado, a boia sobe e desce baseado na carga de condensado que entra no purgador, permitindo que a boia ajuste automaticamente ao nível do condensado no purgador. Quando o condensado entra, a boia abre o orifício (sede) somente o suficiente para drenar o condensado, fechando uma vez que o fluxo de condensado cessa. Isso permite que o purgador responda rapidamente às flutuações de carga do condensado.
| Purgador tipo balde invertido são de drenagem intermitente |
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Por outro lado, os purgadores para vapor que drenam intermitente, o condensado não é drenado imediatamente até que uma quantidade significativa de vapor seja liberada pelo orifício do balde, fazendo com que o balde não afunde ocasionando a não abertura da sede. Consequentemente, poderá haver um acúmulo de condensado enquanto a sede ficar fechada por completo, impedindo que o condensado seja drenado até que o ciclo se repita de liberação do vapor do interior do balde.
O fluxo de condensado do equipamento e as linhas de vapor são geralmente contínuas, independentemente de como um determinado vapor opera. Tal como, em purgadores de vapor que drenam intermitentemente, o condensado vai acumular dentro do purgador enquanto a válvula permanecer fechada.
Seleção do purgador é afetado em sistemas de baixo condensado
Purgadores de vapor são necessários em qualquer sistema onde forma condensado, mesmo que forme em volumes muito pequenos, tal como em sistemas que usam vapor superaquecido. Por causa disso, é importante entender como os purgadores de vapor operam em ambientes onde a carga de condensado pode ser extremamente baixa.pode ser extremamente baixa.
Em sistemas superaquecido, muitas vezes há pouco condensado. Durante tais operações, pode não haver água suficiente dentro do purgador de balde invertido para criar flutuabilidade. Resultado, o balde desce para o fundo do purgador, gerando vazamentos de grandes quantidades de vapor superaquecido. Isso não é apenas caro, mas também pode elevar a contrapressão do retorno.
Purgadores de boia com alavanca são afetadas quando usados em sistemas de vapor superaquecido. A sede e obturador estão muito próximos da saída e um pouco abaixo do nível do condensado. Quando opera com baixo fluxo faz com que o condensado flua através da sede à velocidades extremamente altas, causando erosão dos componentes da sede e obturador, devido ao baixo “empuxo”. No entanto, um purgador de boia livre nas mesmas condições, a boia gira no topo da sede, estando esta na parte inferior do purgador controlando o fluxo, descarregando o condensado a baixa velocidade evitando assim a erosão da sede.
| Purgadores de bóia em sistemas de baixo condensado |
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| Purgadores de balde invertido em sistemas com baixo de condensado |
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Número do orifício indica a pressão máxima de operação
Uma característica notável dos purgadores mecânicos é que existem diferentes tamanhos de orifícios, indicado para cada modelo, com base na pressão diferencial. O número do orifício é projetado para corresponder com a pressão máxima de operação (PMO) do purgador.
É importante entender que se um purgador for usado para operar acima da sua PMO (pressão máxima de operação), o purgador pode não abrir. Nesta situação conhecido como "bloqueio de pressão", o purgador permancerá fechado e o condesando não será drenado.
Para saber mais sobre purgadores mecânicos e números de orifícios, por favor leia: