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Retornando o condensado e Quando usar bombas de condensado

O transporte e recuperação do condensado para reuso , sempre requer uma pressão diferencial positiva da origem para o destino ( geralmente para uma área de coleta do condensado ou tanque de retorno). Em algumas instâncias, a pressão do vapor de entrada pode ser suficiente para vencer a contrapressão do sistema, mas em muitas instalações a pressão diferencial é negativa e requer uma bomba para transferir o condensado para uma área de recuperação.

Usando a pressão de entrada do purgador

Quando a pressão diferencial for positiva, o transporte do condensado para o tanque de coleta pode ser feito utilizando simplesmente a pressão de entrada do purgador como a força motora. Este método de recuperação é o menor em custo e normalmente o mais confiável. Como nenhum equipamento especial é requerido, é relativamente fácil de implementar e deve ser a primeira opção de escolha, sempre que for possível.

Existem dois tipos diferentes de instalações onde a recuperação pode ser feita através do uso da pressão de entrada:

– Retorno por gravidade
– Retorno elevado com pressão diferencial positiva

Retorno por gravidade

O equipamento basicamente necessário é somente um purgador de vapor e tubulação de transporte porque a pressão diferencial é sempre positiva a partir do ponto de dreno descendo para um vaso ou sistema aberto para a atmosfera.

Recuperação de condensado usando a pressão de entrada do purgador de vapor

Se a pressão diferencial ao longo do purgador de vapor for positiva, então o condensado pode ser transportado e recuperado com uma instalação bem simples, confiável e de baixo custo.

Retorno elevado

Um purgador de vapor permite a descarga para uma linha de retorno elevado desde que a pressão diferencial mantenha-se positiva e padrões de segurança apropriadas da planta sejam seguidas. Um exemplo típico é a drenagem do condensado a partir de purgadores de vapor instalados em linhas de vapor da utilidade principal.

À medida em que as distâncias verticais e horizontais aumentam, a contrapressão do sistema também irá aumentar. Uma vez que a pressão diferencial passar a ser negativa, a simples opção da pressão na entrada do purgador não irá mais funcionar e então uma bomba ou a opção de bomba com purgador é requerida, conforme detalhado abaixo.

Dica
Quando utilizar a pressão de entrada do purgador, o purgador deve ser dimensionado grande o suficiente para a carga do condensado, garantindo que a menor pressão de entrada seja suficiente para superar tanto a perda de carga ao longo do purgador e a contrapressão do sistema.

Utilizando uma bomba para vencer a contrapressão (linha de retorno)

Um sistema de bombeamento é necessário para transportar e recuperar o condensado uma vez que a contrapressão do sistema passa a ser maior em relação ao menor pressão possível na entrada do purgador. Contrapressão do sistema pode ser calculado totalizando a soma dos 3 componentes do lado de descarga:

– Subida após um purgador de vapor, bomba ou bomba com purgador.
– Perda de carga nas tubulações de transporte
– Qualquer pressão manométrica vinda do recipiente de recuperação do destino

Esta soma de forças da contrapressão em um sistema de condensado é normalmente referida como Altura Manométrica Total (AMT).

Aqui estão algumas condições típicas que podem exigir o uso de uma bomba para superar situações de diferencial negativo devido a uma AMT / contrapressão maior:

– Contrapressão de subida gerada por um tanque coletor elevado
– Perda de carga gerada através de transporte do condensado à longa distância
– Tanque coletora pressurizada ou Vaso flash
– Condensado retornando diretamente para a caldeira

Bomba centrífuga eletricamente alimentado ou Bomba de condensado da turbina

Quando a pressão diferencial da origem para o destino for negativa, uma bomba centrífuga comum ou bomba de condensado da turbina pode ser usado para melhorar a pressão de entrega e obter uma pressão diferencial positiva. Bombeamento pode realizar o transporte e recuperação do condensado sobre maiores distâncias e tempos possíveis. Condensado é inicialmente coletado em um tanque, e então bombeado eletricamente ao(s) destino(s) onde será reutilizado.

Dois elementos importantes devem ser considerados ao utilizar bombas centrífugas de condensado ou de turbinas, os quais são: a Altura Líquida Positiva de Sucção Disponível (NPSHA) no lado de entrada da bomba, e a Altura Manométrica Total (AMT) no lado de saída. A fim de bombear com sucesso, a centrífuga ou turbina selecionada deve possuir uma Altura Líquida Positiva de Sucção Requerida (NPSHR) menor ou igual em relação à NPSHA, e uma Pressão de Descarga Total (PDT), que seja apropriada para fluir contra a AMT presente. Quando estes critérios forem atendidos, bombas elétricas podem permitir a recuperação e entrega de grandes quantidades de condensados à alta pressão. Em certas circunstâncias de bombeamento sob alta pressão, o condensado recuperado pode até ser alimentado diretamente para a caldeira.

No entanto, além dos problemas potenciais relativos ao projeto, tais como a falta de eletricidade local, classificação elétrica rigorosa/cara e capacidade insuficiente/sobrecarga de corrente, bombas centrífugas ou bombas de condensado da turbina podem também enfrentar um problema sério conhecido como cavitação.

Cavitação

Cavitação é provocada pela formação das cavidades de vapor dentro do condensado, vindas da rotação do impulsor. É mais típico em motores com alta rotação e podem ocorrer quando a temperatura do líquido que está sendo bombeado sobe acima de 80°C [176°F] e a NPSHA for menor que o NPSHR da bomba. Cavitação pode levar a danos significativos do impulsor e inutilizar uma bomba.

Para bombear o condensado quente e limitar a cavitação, deve-se aumentar o NPSHA. Um método para resolver isto é a instalação de um tanque coletor elevado (ou vaso coletor) e aumentar a altura manométrica de sucção em torno de 3 a 5 metros [10-16 pés] acima do valor NPSHR da bomba sob temperatura regular da água (contanto que a contrapressão do equipamento adicional seja aceitável). Outro método é usar a pressão do vapor para aumentar a pressão no interior do tanque, se os componentes permitem maior pressão/temperatura. Bombas centrífugas específicas que não sofrem cavitação também estão disponíveis, como descrito a seguir.

Recuperação de condensado usando uma bomba centrífuga

Uma bomba centrífuga pode transportar condensado até um tanque coletor distante. Este método requer eletricidade e avaliações de equipamentos elétricos adequados, bem como o NPSHA com folga suficiente e PDT.

Bombas de condensado mecânico não-elétricos, movido a ar ou vapor

Uma bomba mecânica é usada para transportar condensado até um tanque coletor distante. Este método não requer eletricidade, mas requer um fluido motriz com pressão secundária, como o vapor.

Usando uma bomba centrífuga especificada para bombas de recuperação do condensado

Bombas centrífugas especiais que não sofrem cavitação também têm sido desenvolvidas para recuperação do condensado. Elas usam um ejetor instalado no lado de entrada da bomba para resolver o problema relativo à queda da pressão estática, gerada pelo propulsor rotativo.

O ejetor vence a queda de pressão através da alimentação do condensado pressurizado a alta temperatura para dentro da bomba centrífuga, tornando possível o bombeamento do condensado sem o risco de cavitação mesmo com um NPSHA baixo como 1m [3 pés]. Graças ao requisito de baixa altura manométrica de sucção, estas bombas de recuperação de condensado, ajudam a reduzir o espaço requerido , custos de instalação e elimina a necessidade de uso de um tanque coletor elevado ou um vaso pressurizado que iria criar a contrapressão sobre o equipamento que está sendo drenado. Na essência, o seu uso é similar ao de bombas convencionais.

Bombas centrífugas de alta pressão com um ejetor também são comumente usados em sistemas pressurizados para devolver diretamente o condensado de alta temperatura até a caldeira.

Recuperação de condensado usando uma bomba específica de recuperação de condensado

Uma bomba específica de recuperação de condensado é usada para transportar condensado até um tanque coletor distante. Este método requer eletricidade.