Fenômeno de Bloqueio#1: Causas & Problemas Resultantes

Quais São as Causas que Provocam o Bloqueio

Você está familiarizado como o termo ‘stall phenomenon’ (fenômeno de bloqueio)? Apesar de talvez você nunca ter ouvido o termo ‘stall’ (bloqueio) antes, provavelmente você já tenha se deparado com os seguintes problemas:

  • Os aquecedores se rompem com frequência
  • Ouve-se com frequência o som do golpe de aríete no interior do aquecedor
  • Não é possível obter aquecimento uniforme

Se você estiver vivenciando estes tipos de problemas em seus equipamentos, há uma boa chance de que esteja ocorrendo bloqueio. O fenômeno de bloqueio pode ser descrito da seguinte forma:

O ‘bloqueio’ ocorre quando uma falta de pressão diferencial operacional do purgador (a diferença entre a pressão de entrada e saída do purgador) faz com que o condensado não seja mais descarregado do purgador, e fique então acumulado dentro do trocador de calor.

Os purgadores de vapor em si não têm a capacidade de realmente remover ou de transportar o condensado. Então como o condensado é descarregado de um purgador de vapor? A descarga de condensado ocorre devido à diferença de pressão entre a pressão (primária) da entrada e a pressão (secundária) da saída do purgador. Então, para que o purgador opere adequadamente, a pressão da entrada do purgador deve ser mais alta que a pressão de saída do purgador.

Os sistemas de vapor são originalmente projetados para operar desta forma, mas com o uso de equipamentos tais como as válvulas controladoras de temperatura, este diferencial de pressão pode na verdade se inverter durante a operação.

Normalmente, os trocadores de calor são projetados para atender à carga máxima esperada. A área de superfície de transferência térmica de um trocador de calor é fixa e não pode ser alterada, mas a carga flutuará dependendo das condições de operação. Por exemplo, se o fluxo de ar for reduzido em um aquecedor de ar quente, a única forma de manter a temperatura atual do ar quente é reduzir a temperatura (pressão) do vapor que está sendo utilizado como fonte de calor.

Se o valor de abertura da válvula controladora de temperatura for diminuído até seu fechamento completo, a pressão dentro do trocador de calor cairá e como resultado a pressão (primária) da entrada do purgador cairá e se tornará mais baixa que a pressão (secundária) da saída, e o condensado não será mais descarregado do condensador.

O Mecanismo que Causa o ‘Bloqueio’ nos Aquecedores de Ar Quente que Usam o Vapor como Fonte de Calor

Válvulas controladoras, sensores de temperatura e controladores são usados para controlar o vapor 0,3 MPaG para obter ar quente à 80 °C. O fenômeno de bloqueio frequentemente ocorre neste tipo de situação. Nesta animação, o controle e as condições no bloqueio podem ser confirmadas através da agulha do manômetro, do mostrador indicando o grau de abertura da válvula e da leitura de temperatura indicada.

Problemas Resultantes do Bloqueio

O condensado que não pode ser descarregado do purgador se acumula na parte dianteira do purgador, o que significa que se acumula no trocador de calor. Esta condição é conhecida como ‘stall phenomenon’ (‘fenômeno de bloqueio’). O fenômeno de bloqueio pode ser eliminado ao restaurar a pressão na entrada do purgador (pressão primária). Entretanto, o condensado permanece acumulado dentro do trocador de calor durante o tempo que a pressão de entrada levar para se recuperar, e como resultado deste acúmulo, podem ocorrer os tipos de problemas listados no início deste artigo.

Golpe de Aríete

O golpe de aríete pode ocorrer quando o vapor entra em contato com o condensado acumulado e a diferença de temperaturas faz com que parte do vapor se condense instantaneamente. Em equipamentos que têm uma tubulação estreita como o trocador de calor casco e tubos na ilustração abaixo, o impacto do golpe de aríete na tubulação pode causar o rompimento da tubulação.

Temperatura Desigual

O bloqueio que ocorre em equipamentos como chaleiras encamisadas causam sérios problemas de temperaturas desiguais de produtos.

Como explicado anteriormente, o bloqueio é uma condição que ocorre quando a pressão diferencial necessária para a operação do purgador não pode ser mantida. Portanto, simplesmente substituir o purgador não evita a ocorrência do bloqueio.

Há vários métodos que podem ser considerados para a prevenção do bloqueio.

  • Reduzir a pressão (secundária) da saída do purgador.
  • Instalar um Powertrap®.

Continuação de ‘Fenômeno de Bloqueio Parte 2 (Métodos para Evitar o Bloqueio)’