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O vapor produzido por caldeiras de água quente é amplamente utilizado em aplicações industriais. Processos industriais como secagem, trabalho mecânico, geração de energia e aquecimento de processo são aplicações típicas de vapor. A válvula de vapor é usada para reduzir a pressão de vapor de entrada e para ajustar e controlar precisamente o vapor e a temperatura fornecidos a esses processos.
Ao contrário da maioria dos outros fluidos de processo industrial, o vapor tem características específicas, o que o torna difícil de controlar com válvulas. Essas características podem ser seu alto volume e temperatura, bem como sua capacidade de condensação, que pode reduzir rapidamente o volume em mais de mil vezes. Se você usar a válvula como uma ferramenta de controle de processo, há várias considerações ao usar o vapor.
A seguir estão os 7 erros mais sérios em aplicações de válvulas que você não deve cometer ao usar vapor. Esta lista não abrange todas as precauções para o controle de válvulas de vapor. Ela descreve operações comuns que frequentemente resultam em danos ou condições inseguras ao tentar regular o vapor.
Todos sabem que o vapor irá condensar, mas quando se discute o controle de processo de tubulações de vapor, essa característica óbvia do vapor é frequentemente esquecida. A maioria das pessoas pensa que a linha de produção está sempre em alta temperatura e estado gasoso, e a válvula é projetada para isso.
No entanto, a linha de vapor nem sempre funciona continuamente, então ela resfria e condensa. E a condensação é acompanhada por uma redução significativa no volume. Embora os purgadores de vapor tratem efetivamente o vapor condensado, a operação da válvula na linha de vapor deve ser projetada para tratar água líquida, que geralmente é uma mistura de líquido e gás.
Quando o vapor força a água incompressível a acelerar repentinamente e é bloqueada por válvulas ou conexões, o golpe de aríete ocorrerá em tubulações de vapor. A água pode se mover em alta velocidade, causando ruído e movimento da tubulação em casos leves, ou efeitos explosivos em casos graves, causando danos a tubulações ou equipamentos. Ao operar com vapor, a válvula na tubulação do processo deve ser aberta ou fechada lentamente para evitar o rompimento repentino do fluido.
Válvulas projetadas para aplicações de vapor devem operar sob as condições de projeto de pressão e temperatura. O vapor se expande rapidamente para um grande volume. Um aumento de 20 K na temperatura dobrará a pressão na válvula, que pode não ser projetada para tais pressões. A válvula deve ser projetada para o pior caso (pressão e temperatura máximas) no sistema.
Um erro comum na especificação e seleção de válvulas é o tipo errado de válvula para aplicações de vapor. A maioria dos tipos de válvulas pode ser usada em aplicações de vapor. No entanto, elas fornecem funções e controles diferentes. Válvulas de esfera ou válvulas de gaveta fornecem controle de fluxo preciso, que é mais atingível do que válvulas borboleta. Devido à grande vazão, essa diferença é crítica em aplicações de vapor. Outros tipos de válvulas que são comuns em aplicações de vapor são válvulas de gaveta e válvulas de diafragma.
Um erro semelhante na escolha do tipo de válvula é a escolha do tipo de atuador. O atuador é usado para abrir e fechar a válvula remotamente. Embora um atuador liga/desliga possa ser suficiente em algumas aplicações, a maioria das aplicações de vapor requer o ajuste do atuador para controlar com precisão a pressão, a temperatura e o volume.
Antes de selecionar uma válvula para aplicações de vapor, reserve um tempo para estimar a queda de pressão esperada na válvula. A válvula de 1,25 polegada pode reduzir a pressão a montante de 145 psi para 72,5 psi, enquanto a válvula de 2 polegadas no mesmo fluxo de processo reduzirá a pressão a montante de 145 psi para apenas 137,7 psi.
Embora usar válvulas menores seja econômico e tentador, especialmente quando suficiente, elas infelizmente são propensas a ruído. Elas também estão relacionadas à vibração que reduz a vida útil de válvulas e conexões de tubos. Considere uma válvula maior do que o necessário para gerenciar ruído e vibração. A válvula de vapor também tem um dispositivo especial de redução de ruído.
Outro erro no dimensionamento da válvula é a redução de um estágio na pressão. Isso faz com que a alta velocidade do vapor na saída da válvula desgaste a superfície em um processo chamado erosão. Se a pressão do vapor de suprimento for várias ordens de magnitude maior do que o requisito local, considere reduzir a pressão em dois ou mais estágios.
O último ponto do tamanho da válvula é a pressão crítica. Este é o ponto em que um aumento adicional na pressão a montante não aumentará o fluxo de vapor através da válvula. Isso indica que a válvula é muito pequena para a aplicação do processo necessária. Tenha em mente que o tamanho da válvula não deve ser muito grande para evitar "oscilação", o que pode acontecer quando uma ligeira mudança na posição da válvula causa uma mudança significativa na função de controle, especialmente sob carga parcial.
O design de válvulas de vapor e seus processos podem ser complicados. As especificações para lidar com as diferenças de volume entre água e vapor, condensação, golpe de aríete e ruído podem ser confusas. Muitas pessoas cometem esses erros comuns ao projetar um sistema de vapor, especialmente na primeira tentativa. Afinal, cometer erros é uma parte natural do aprendizado. Conhecer as informações completamente pode ajudar você a evitar erros que podem levar ao aumento de custos e tempo de inatividade para aplicações de vapor.
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Horário da postagem: 08/10/2021
