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Recuperação de condesado: Sistemas ventilado vs. pressurizado

Sistemas de recuperação de condensado podem ser classificados como ventilados para atmosfera ou pressurizados, dependendo se o condensado é recuperado em tanque aberto para a atmosfera (ventilado) ou se é enviado para um vaso pressurizado ou diretamente para a caldeira (pressurizado).

Recuperação de condensado no sistema Ventilado vs Pressurizado

Em um sistema de recuperação de condensado ventilado, utiliza-se a pressão de entrada do purgador de vapor ou uma bomba para retornar o condensado a um tanque de coleta aberto para a atmosfera, que é utilizado como água de alimentação da caldeira, pré-aquecimento ou outras aplicações de água aquecida.

Em um sistema de recuperação de condensado pressurizado, o condensado recuperado é mantido acima da pressão atmosférica ao longo do processo de recuperação. O condensado pressurizado é geralmente usado como água de alimentação da caldeira. Uma vez que o vapor flash ou vivo associados ao sistema são pressurizados, este vapor pode ser recuperado para o reuso em aplicações tais como caldeiras de recuperação (que requer troca térmica) e sistemas em cascata.

Além da pressão, uma das maiores diferenças entre os sistemas ventilado e pressurizado é a temperatura na qual o condensado pode ser recuperado. Em um sistema ventilado, já que o condensado é aberto para a pressão atmosférica, a temperatura máxima de recuperação do condensado é um valor próximo de 100°C [212°F] devido à reevaporação naquela temperatura, e subequente perda de calor ao longo da tubulação de retorno e equipamento.

Em um sistema pressurizado, condensado pode ser recuperado a temperaturas mais altas. Por exemplo em um sistema fechado com vapor a 10 barg [145 psig], o condensado pode ser recuperado com uma temperatura de 184 °C [363 °F] se for enviado ao desaerador ou sistema similar que absorve o alto calor do líquido a uma temperatura maior.

Dica
Sistemas ventilados não dependem somente do uso da pressão de entrada do purgador. A pressão pode também ser equalizada se a contrapressão for muito maior, que é o caso onde um dispositivo de descarga do condensado como por exemplo, um conjunto de bomba ou purgador mecânico, é balanceado com o equipamento que gera o condensado para equalização constante e modulante com a pressão deste equipamento. Quando equalizado com o equipamento, a descarga ocorrerá através da gravidade, independente se a pressão de vapor do equipamento for positivo ou negativo.

Seleção entre sistema Ventilado ou Pressurizado

A seleção entre um sistema de recuperação de condensado ventilado ou pressurizado deve ser baseado em uma análise econômica cautelosa relativo a ganhos e perdas de cada sistema, na qual inclui os seguintes fatores:

– Sensibilidade da contrapressão
– Quantidade de equipamentos sendo drenados e recuperados, com relação aos limitantes econômicos e físicos
– Necessidade de um sistema de recuperação flash

Para discussão das diferenças entre o uso da pressão de entrada do purgador e uma bomba de recuperação de condensado, veja:

– Retornando o condensado e Quando usar bombas de condensado

Faixa típica para sistemas Ventilados / Pressurizados

Uma vez que sistemas de recuperação ventilados são geralmente mais baratos tanto no projeto como na instalação, estes são mais utilizados em circunstâncias onde o retorno sobre o investimento é considerado muito baixo, se comparado à adoção de um sistema de recuperação pressurizado, por exemplo, os sistemas que usam vapor de baixa pressão.

Prós e contras dos sistemas de recuperação ventilado

Sistemas de recuperação de condensado ventilado geralemente requerem um investimento inicial bem menor em relação aos sistemas de recuperação pressurizado porque sua configuração é mais simples. Dimensionamento da linha de transporte do condensado é também muito mais fácil, já que a tubulação pode ser dimensionada de acordo com a tubulação de água, uma vez que o condensado e o vapor flash já foram separados.

Por outro lado, pelo fato de o tanque de coleta estar aberto para a atmosfera, uma maior quantidade de energia é perdida quando parte do condensado reevapora para a atmosfera – especialmente em instalações onde a pressão de entrada do purgador for alta. A formação das nuvens de vapor pode também ter um impacto negativo sobre o ambiente de trabalho da planta.

Exemplo de recuperação de condensado ventilado para a atmosfera

Muitas vezes, o custo de implantação de sistemas de recuperação de condensado ventilado para a atmosfera é menor, se comparado ao sistema pressurizado, mas não permite muita recuperação de energia.

Prós e contras dos sistemas de recuperação pressurizado

Sistema pressurizado envolve grande número de considerações do projeto em relação aos sistemas ventilados. Por exemplo, uma válvula especial deve ser instalada para regular a liberação do vapor flash para a atmosfera e a tubulação de transporte do condensado deve ser dimensionada para fluxo bifásico de vapor e condensado.

No entanto, estes sistemas permitem que uma maior percentagem de energia seja recuperada se comparada aos sistemas ventilados. Adicionalmente, como o vapor flash não é ventilado para a atmosfera, uma maior quantidade de água pode ser recuperada e reaproveitada. A ausência de nuvens de vapor pode também melhorar consideravelmente o ambiente de trabalho da planta.

Exemplo de recuperação de condensado pressurizado

Muitas vezes, o custo de implantação de sistemas de recuperação de condensado pressurizado é mais caro em relação ao sistema ventilado, mas também permitem maior economia de energia.

Tabela resumida

*Pode ser maior. Limitado pela temperatura máxima de operação da bomba e equipamentos periféricos.