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Vapor

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by

Leonardo Maia Leal

on 7 December 2012

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Transcript of Vapor

Aula de Sistema de Vapor ÁGUA + CALOR MAS, O QUE É MESMO O VAPOR? • Gerado a partir da água;
• Permite ajuste da temperatura pela pressão;
• Facilidades no transporte e distribuição;
• Transporta muita energia com pouca massa. QUAIS AS VANTAGENS DE SE UTILIZAR
VAPOR NA INDÚSTRIA? • CALOR: Energia térmica total de um
fluido líquido ou gasoso.

UNIDADE: kcal
UNIDADES DERIVADAS

-Quantidade de Calor (kcal/kg)
- Calor Específico (kcal/kg.Grau C)
- Fluxo de Calor (kcal/h) CALOR E QUAIS OS TIPOS DE VAPOR?

• VAPOR SATURADO
Para aquecimento
(cerca de 85% dos casos de utilização de vapor na indústria)

• VAPOR SUPERAQUECIDO
Para geração de energia
(cerca de 15% dos casos de utilização de vapor na indústria TIPOS DE VAPOR GRÁFICO TEMPERATURA X CALOR • VAPOR SATURADO
Fluído bifásico, ou seja, o vapor está misturado
com a parte líquida (umidade), e em equilíbrio
térmico com a mesma (mesma temperatura).
Fluído monofásico, ou seja, vapor “seco”.

• VAPOR SUPERAQUECIDO
O vapor superaquecido se encontra sempre a uma
temperatura acima da temperatura do vapor
saturado para uma dada pressão.
A este acréscimo de temperatura dá-se o nome de
“grau de superaquecimento”. E QUAL A DIFERENÇA? EMPREGADO EM TERMOELÉTRICAS
EM SUAPE TEMOS A TERMOPERNAMBUCO VAPOR SUPERAQUECIDO VAPOR SATURADO Fotos de Caldeiras
(Vapor Saturado) VAPOR SATURADO TABELA DE VAPOR SATURADO CALDEIRA GERAÇÃO DE VAPOR
O vapor é gerado através de equipamentos chamados CALDEIRAS, onde se efetua o aquecimento da água através da queima de um determinado combustível ou de resistências elétricas.

A Caldeira é um trocador de calor complexo que produz vapor a partir de energia térmica (combustível), ar e fluído vaporizante, constituído por diversos equipamentos associados, perfeitamente integrados, para permitir a obtenção do maior rendimento térmico possível.

Esta definição compreende todos os tipos de geradores de vapor, sejam os que vaporizam a água, mercúrio ou fluídos de alta temperatura (fluidos térmicos), sejam as mais simples unidades geradoras de vapor de água, comumente conhecidas por Caldeiras de vapor. TIPO DE CALDEIRA:
FOGOTUBULAR GERAÇÃO DE VAPOR As Caldeiras “Tubos de fumaça”, ou flamotubulares, são aquelas em que os gases de combustão (fumo) atravessam toda a Caldeira pelo interior dos tubos, cedendo calor à água contida no corpo que envolve todos os tubos, conforme mostrado na figura a seguir: As caldeiras flamotubulares geram apenas vapor saturado, uma vez que este sai devum vaso com água líquida até pelo menos sua metade, sem receber qualquer aquecimento posterior.
Normalmente, têm sua capacidade de geração restrita ao máximo de 30 t/h, e a pressão máxima de 20 Kgf/cm2.

Até 20 t/h de geração, as caldeiras flamotubulares têm menor custo e são mais
econômicas que as aquatubulares.
Têm capacidade de reagir rapidamente a bruscas mudanças de carga, cerca de 3,5 vezes mais rápida do que uma caldeira aquatubular.
Apresentam também alta eficiência de transferência de calor, cerca de 40%
maior que as aquatubulares por área de troca térmica. TIPO DE CALDEIRA:
FOGOTUBULAR GERAÇÃO DE VAPOR TIPO DE CALDEIRA:
FOGOTUBULAR GERAÇÃO DE VAPOR GERAÇÃO DE VAPOR TIPO DE CALDEIRA:
AQUATUBULAR As caldeiras de tubos de água (ou aquatubulares) são aquelas em que os fumos (chama) atravessam toda a caldeira, externamente aos tubos, cedendo calor à água contida no interior dos mesmos e também dos corpos, conforme mostrado nas figuras a seguir: GERAÇÃO DE VAPOR TIPO DE CALDEIRA:
AQUATUBULAR Caldeira aquatubular para queima de óleo, gás e mista
Baixo nível de emissões devido à otimização do queimador com a fornalha
Rendimentos superiores a 90%
Economizador e pré-aquecedor de ar
Caldeira de fácil manutenção
Caldeira fornecida como unidade compacta e completa, facilitando a instalação
Superaquecedor (opcional)
Uma caldeira ideal deve possuir acessórios que permita um controle efetivo da produção de vapor, garantindo qualidade e eficiência no processo, aliado ao aspecto
econômico. GERAÇÃO DE VAPOR CASA DE CALDEIRAS
Os sólidos em suspensão podem se manter em suspensão enquanto a água da caldeira se manter agitada, porém assim que cessar a agitação eles irão afundar para
a parte inferior da caldeira.

Inibir a transferência de calor.
Desperdiçar combustivel para o aquecimento desse solido.
Diminuir o espaço disponivel para a água O método recomendado para remover este lodo é através de pequenas descargas
rápidas, utilizando-se uma válvula relativamente grande, no fundo da caldeira. O
objetivo é proporcionar ao lodo tempo para que ele se redistribua, para que uma
quantidade maior possa ser removida na próxima descarga. GERAÇÃO DE VAPOR DESCARGA DE FUNDO GERAÇÃO DE VAPOR CONTROLE DE NIVEL ON-OFF

O método mais comum de controle de nível é simplesmente acionar a bomba de alimentação quando o nível estiver baixo e permitir que ela funcione até que o nível alto de água for alcançado no interior da caldeira. CONTROLE MODULANTE

Neste tipo de sistema a bomba de alimentação funciona continuamente, e uma válvula automática (entre a bomba e a caldeira) controla a vazão de água de alimentação para atender à demanda de vapor do processo. GERAÇÃO DE VAPOR CONTROLE DE NIVEL DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR CONTROLE DE NIVEL O sistema de distribuição de vapor é, sem dúvida, o mais importante elo de ligação entre o produtor (caldeira), e o consumidor de vapor.

O investimento feito na produção e utilização eficiente do vapor poderá ser desperdiçado se o sistema de distribuição não fizer com que o vapor atinja seu objetivo a uma dada pressão, livre de ar, seco, e em quantidade suficiente. O nosso objetivo é o de enfocar os vários aspectos que tomam um sistema de distribuição de vapor eficiente.
As tubulações de vapor normalmente instaladas a frio sofrem dilatações quando entram em operação. A expansão aproximada de um tubo padrão é de 0,39mm/ºC, fazendo com que cuidados devam ser tomados, a fim de assegurarmos que a tubulação permaneça no alinhamento desejado, estando quente ou fria. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR DILATAÇÃO TÉRMICA DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR A figura abaixo mostra um fluxograma básico de um sistema onde se utiliza vapor
para aquecimento Circuito Básico de Vapor
• Considerações sobre o layout
É de fundamental importância a definição de uma boa localização e delineamento das tubulações no planejamento da execução de um projeto de tubulações de vapor em uma instalação industrial. Esta definição poderá evitar problemas quanto a perdas de carga, golpes de aríete, custos elevados de implantação, dificuldades para manutenção, etc. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR PREOCUPAÇÕES Ancoragem
A ancoragem das tubulações entre juntas de expansão é essencial para força-las a
executar sua tarefa. Se as tubulações estiverem livres para executar quaisquer movimentos, nada haverá para forçar as juntas a se comprimirem, absorvendo a expansão. Tubulações Secundárias
Todas as tubulações secundárias devem ser tomadas pela parte superior das tubulações primárias, a fim de suprir toda a instalação com vapor o mais seco possível. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR PREOCUPAÇÕES Ar
Já vimos à relação existente entre a pressão e a temperatura do vapor saturado, e a necessidade de levar-se o vapor à temperatura correta até as superfícies de aquecimento. A aplicação de elementos termostáticos para eliminação do ar traz os seguintes benefícios:
- a descarga do ar se dá de forma automática
- na partida, o elemento encontra-se retraído, mantendo o orifício de descarga totalmente aberto
- o fechamento ocorre quando houver um aumento significativo da temperatura (na iminência da chegada do vapor)
Qualquer tipo de purgador termostático pode ser aplicado para esta função, preferencialmente os de pressão balanceada ou bimetálicos. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR ISOLAMENTO TÉRMICO RETORNO DO CONDENSADO PREOCUPAÇÕES Um sistema eficaz de recuperação do condensado, bem dimensionado, capaz de acumular condensado quente e devolvê-lo ao sistema de abastecimento da caldeira,
pode cobrir seu próprio custo em pouco tempo.

O condensado é um recurso tão valioso que mesmo a recuperação de pequenas quantidades torna-se economicamente justificável Todas as fontes potenciais de perdas de calor num sistema de vapor devem ser isoladas. São elas:

-Tubulação
-Válvulas
-Flanges
-Equipamentos

A conceituação de isolação térmica, de acordo com as definições aceitas e entendidas, está fundamentada na aplicabilidade e economicidade dos materiais envolvidos. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR ISOLAMENTO TÉRMICO VAPOR SATURADO Secadoras
Cozinhadores de Cerveja
Equipamentos Hospitalares: Esterilizadores (autoclaves)
Equipamentos de Cozinhas Industriais: Panelões
Tracer
Tubos Encamizados EQUIPAMENTOS Panelões VAPOR SATURADO EQUIPAMENTOS Aquecimento de Oleo BPF
O isolamento térmico é composto de três elementos distintos:
a) O isolante térmico;
b) O sistema de fixação e sustentação mecânica;
c) A proteção ou revestimento exterior.
São considerados materiais isolantes de boa qualidade e comercialmente usados em todo o mundo os seguintes:
1. Lã de Vidro
2. Silicato de Calcio
3. Fibra Ceramica
4. Papel
5. Espumas de poliuretano
6. Lã de Rocha Questões 1. Quais são as vantagens de utilizar o vapor?

2. Qual é o tipo de vapor mais utilizado na Industria? Porque?

3. Em que tipos de Indústrias podem ser encontrados o Vapor? cite pelo menos 4 tipo

4. Qual é a diferença entre uma caldeira flamotubular e Aquatubular?

5. O Que é controle de Níve? Quais são os 2 tipos abordados em aula? Cite o funcionamento de cada um.

6. Porque devem ser eliminado o condensado da linha de vapor?

7.Porque deve-se sempre que possível fazer o retorno do condensado?
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