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Separadores e seu papel no sistema de vapor

Em muitos processos que utilizam vapor, é essencial que o vapor seja fornecido o mais seco possivel, a menos que seja superaquecido. Todo vapor da planta adquire umidade imediatamente após sair da caldeira e continua a perder calor e condensar à medida que é transportado pelo sistema. A instalação de purgadores pode remover o condensado que flui na parte inferior dos tubos, mas não conseguem remover a umidade arrastada no fluxo de vapor, sendo assim, o vapor seco não é fornecido usando apenas purgadores.

Além do mais, à velocidades de fluxo baixas, mudanças direcionais e diferenciais de pressão podem causar arraste junto ao fluxo de vapor de parte do condensado que flui ao longo da parte inferior da tubulação. A remoção desse condensado à velocidades de até 30 m/s deverá ser realizado pelo separador

Exemplos de condensado arrastado pelo vapor

Mecanismos de separação

Existem quatro principios basicos a serem considerados em relação as formas de separação: impedimento mecânico, velocidade do fluxo, mudanças direcionais e impacto. Uma maior eficiência de separação pode ser alcançada através da utilização de várias dessas técnicas ao invés de apenas uma.

Por exemplo, o separador abaixo usa placas defletoras para proporcionar mudanças direcionais, removendo uma porcentagem de umidade arrastada. No entanto, a velocidade ainda por ser insuficiente para conseguir uma separação de alta eficiência, e boa parte da umidade pode permanecer no fluxo de vapor.

Outro médotodo é utilizar força centrífuga, aproveitando a diferença das densidades específicas de líquido e gás para separar os dois. Nestecaso, o vapor é canalizado para um fluxo espiral, fazendo com que as gotículas de condensado mais pesadas sejam lançadas para fora do fluxo e para a parede interna do separador. A gravidade então age sobre o condensado, levando-o para a parte inferior do separador onde um purgador para vapor está instalado para descarregá-lo

O método de força centrífuga utilizando nos separadores TLV incorpora os quatro princípios de separação para alcançar uma eficiência de ate 98%

Como são utilizados os separadores

É comum o uso de separadores para fornecer vapor seco para aplicações indiretas de aquecimento de vapor, como vulcanização de borracha, cilindros secadores, ou processos de cozimento usando um vaporizador. Outras aplicações podem incluir processos de atomização, catalisação ou processos de cura de carne. Nesses tipos de sistemas, o separador é intalado imediatamente na frente do equipamento que utiliza vpaor, de modo a interceptar de forma mais eficaz o condensado arrastado antes do vapor ser utilizado.

Além do aquecimento indireto por vapor, há outras aplicações significativamente melhoradas pelo uso de separadores incluem: ejetores, turbinas e aquecedores usados para gerar vapor superaquecido

Junto à melhoria da qualidade do vapor, há outros benefícios adicionais que podem ser adquiridas ao se reforver liquido em excesso na linha de vapor, separadores também podem contribuir na redução de golpes de ariete causados por gotas de água de alta velocidade

Separadores em sistemas de ar comprimido

O uso de separadores não se limita aos sistemas de vapor. Em sistemas de ar comprimido, o condensado se forma quando a temperatura do ar cai abaixo do ponto de orvalho. As gotas de água resultantes podem ser arrastadas no fluxo de ar e levar a uma diminuição da eficiência do sistema, bem como a outras complicações. Sistemas de sopro de ar comprimido e pistolas de pulverização são apenas dois exemplos de aplicações que exigem um fornecimento de ar seco.

Do mesmo modo que separadores de vapor são usados juntos à purgadores para vapor, separadores de ar devem ser usados juntos à purgadores para ar adequado. Além desse ponto, o mecanismo de separação que utiliza a força centrífuga é essencialmente tão eficaz com ar quanto com o vapor.

Escolhendo o separador

O desempenho de um separador pode diminuir se for subdimensionado, de modo que flua vapor numa velocidade muito alta. Ao invés de simplesmente selecionar o separador baseado no diâmetro da tubulação existente, é importante considerar todos fatores que podem afetar seu desempenho para obter os melhores resultados. Certifique-se sempre de verificar se a perda de pressão e a faixa de velocidade do fluxo estão dentro das margens corretas.

Alguns modelos de separadores não possuem purgador incorporado. Os que não possuem, será necessário instalar um purgador no ponto de drenagem.

Instalando um purgador para vapor separado

Dependendo da localização do equipamento e do uso do separador, a carga de condensado dentro do separador pode se tornar muito alta. Se for impossível usar um modelo de separador com purgador incorporado, será necessário dimensionar com precisão um purgador separado que tenha capacidade de drenar adequadamente a carga de condensado.