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Bloqueio de Vapor

Alguma vez, seus processos aquecidos por vapor já apresentaram queda inexplicável de temperatura apesar de o sistema parecer estar funcionando apropriadamente? A causa pode ser um condição conhecida como “bloqueio de vapor” (quando causado por vapor) ou “bloqueio por ar” (quando causado por ar ou um gás não-condensável tal como dióxido de carbono).

Enquanto contra-medidas para estes dois problemas possam diferir, seus mecanismo são o mesmo: vapor ou gás não-condensável tal como o ar, entra no purgador antes do condensado e bloqueia a válvula do prugador, impedindo a descarga do condensado.

Este artigo irá focar em bloqueio de vapor. Para informação sobre bloqueio de ar, favor ler: Bloqueio de Ar

O que Causa o Bloqueio de Vapor?

Bloqueio de vapor é normalmente causado pelos próprios purgadores de vapor porque eles são projetados para fechar quando o vapor entra neles. Ao contrário, é a configuração do equipamento ou tubulação ao redor do purgador que normalmente causa o problema.

Bloqueio de vapor não deve ser deixado de lado porque problemas podem piorar ao longo do tempo. Uma vez que possa ser um problema difícil de identificar, é importante compreender configurações típicas que podem conduzir ao problema.

Problemas de temperatura com equipamento aquecido por vapor pode às vezes ocorrer devido ao bloqueio de vapor, o qual pode gerar alagamento do condensado dentro do equipamento.

Bloqueio de vapor provalmente ocorre em uma das duas situações a seguir:

– Configuração do equipamento gera vapor que é misturado com o condensado no montante da descarga.
– Configuração da tubulação faz com que o vapor se mova à frente do condensado no purgador.

Se o bloqueio de vapor é gerado pela mistura do vapor-condensado entrando no purgador, então um purgador de vapor com a válvula opcional de “liberação do bloqueio” ou válvula agulha deve ser utilizado para instalar uma linha de escape que permita o fluxo de uma pequena quantidade de vapor para jusante do purgador.

Se o bloqueio de vapor é causado pela configuração da tubulação, então a tubulação deve ser corrigida para permitir o fluxo natural do condensado para dentro do purgador antes do vapor.

Bloqueio de Vapor Causado pela Configuração do Equipamento

Quando a configuração do equipamento causa bloqueio de vapor, uma solução é primeiro descarregar a mistura vapor-condensado para dentro de um recipiente, tal como um tanque de vapor flash, antes da descarga do condensado através de um purgador de vapor. O vapor separado deve então ser retornado ao trocador de calor para reuso.

No entanto, esta configuração pode ser difícil com certos tipos de equipamentos tais como secadores rotativos que usam tubo sifão ou conchas internas para descarregar o condensado. Se o reuso do vapor não for uma opção, então uma contramedida diferente é requerida.

Um tubo sifão

Quando estiver usando um tubo sifão, pressão do vapor é usado para descarregar de maneira forçada o condensado para fora do equipamento, algumas vezes causando a mistura do vapor dentro do condensado.

Uso da Válvula de Liberação do Bloqueio ou Válvula Agulha

Outra contramedida é o uso da válvula de liberação do bloqueio ou válvula agulha para permitir o alívio do vapor para lado jusante do purgador, corrigindo o problema de bloqueio do vapor. A perda do vapor é minimizada, uma vez que válvulas de liberação do bloqueio e válvulas agulha podem controlar a liberação do vapor.

Uma válvula de liberação do bloqueio utiliza dispositivo automático de ventilação do purgador de vapor (tal como um elemento-X) para abrir de maneira forçada a válvula e liberar o vapor para o lado da saída do purgador, corrigindo o problema do bloqueio de vapor.

Uma válvula agulha libera o vapor para o lado da saída do purgador mesmo internamente, se o purgador possui um dispositivo de ventilação embutida (veja acima), ou externamente através de uso da linha de desvio (veja abaixo).

Uma linha de desvio interno pode ser instalado para permitir o escape do vapor pelo desvio do purgador, corrigindo o bloqueio de vapor.

Bloqueio de Vapor Gerado pela Configuração da Tubulação

Purgadores de vapor não devem ser instalados no topo da seção vertical de tubulação porque isto pode levar ao bloqueio de vapor.

Problema de Bloqueio de Vapor em um Purgador

Configuração da tubulação pode causar o “aprisionamento” do vapor dentro do purgador e impedir descarga do condensado.

Como a configuração da tubulação causa bloqueio de vapor?

Você pode achar que bloqueio de vapor não ocorre se a pressão de carga hidráulica for grande o suficiente para vencer o bloqueio de vapor. No entanto, carga hidráulica não pode resolver este tipo de problema por causa dos dois pontos a seguir:

– A pressão no interior do purgador e na entrada da tubulação que leva ao purgador são virtualmente iguais.
– Condensado é descarregado somente quando a válvula é aberta.

Condensado e vapor no lado de entrada do purgador possuem a mesma pressão de entrada porque os purgadores são projetados para descarregar o condensado com perda mínima de vapor. Então, o vapor que tem uma densidade menor que o condensado, logicamente subirá acima do condensado quando houver uma subida vertical, e entrar no purgador antes do condensado, levando ao fechamento da válvula. O fornecimento da pressão extra para descarregar o condensado forçadamente, não resolverá o problema porque a válvula se mantém fechada através do vapor.

Um purgador “bloqueado por vapor” será eventualmente capaz de descarregar o condensado novamente quando o vapor “bloqueado” sofrer condensação. No entanto, isto pode causar nesse meio tempo o acúmulo do condensado na tubulação e equipamento. Se o problema não for resolvido, pode então reocorrer a cada ciclo de descarga seguinte.

Subida Vertical Causando Bloqueio de Vapor

O que acontece com o fluxo na saída do purgador?

Pode parecer peculiar de que o bloqueio de vapor ocorre somente a partir das seções verticais no lado de entrada do purgador, e não na saída.

Vapor flash no lado de saída do purgador terá de subir até o topo das tubulações de seções verticais. No entanto, uma vez que não há mais outros purgadores a seguir, nada impedirá de o vapor fluir para fora da tubulação.

Isto também se aplica para as linhas conectadas à vasos abertos ou fechados utilizados para coletar o condensado, pois estes já exigem uma pressão diferencial negativa para funcionar, permitindo fluxo suave do condensado e vapor flash.

Fluxo do Vapor na Saída do Purgador

O diferencial de pressão na saída do purgador de vapor deve permitir fluxo de ambos o vapor e condensado sem restrições.

Outros Problemas Com Tubulação

Problemas de bloqueio de vapor através da configuração de tubulação não são limitados para seções verticais da tubulação, mas podem também ocorrer com outras configurações de tubulação: Por exemplo, instalação da tubulação sob uma inclinação ou dobra por causa da falta de suporte pode também levar ao bloqueio de vapor.

Dobras em Tubulação que Causa Bloqueio de Vapor

A dobra nesta tubulação causa o aprisionamento do vapor, atrasando a descarga do condensado.

Mesmo se a tubulação estiver instalada paralela ao chão, longos trechos de tubulação estreita antes do purgador podem causar bloqueios de vapor se o diâmetro do purgador não for suficientemente grande para que permita movimento do condensado à frente do vapor.

Tubulações Estreitas Que Causam Bloqueio de Vapor

A tubulação estreita causa aprisionamento do vapor dentro do purgador de vapor, atrasando a descarga do condensado.

Nota Adicional

Bloqueio de ar é um problema que é similar ao “bloqueio de vapor”, mas causado pelo ar. Ele pode ocorrer em ambos, o purgador de vapor e sistemas de ar comprimido/outro gás, e normalmente requer uma linha de equilíbrio para que seja resolvido. Mais informações sobre este problema está disponível no próximo artigo.

“Drenagem coletiva” também pode levar a problemas similares àquelas causadas por “bloqueio de vapor”. Para maiores informações sobre “drenagem coletiva”, favor ler:

– Drenagem coletiva