Curso Tubulações de Vapor

PROJETOS DE REDE DE VAPOR

INTRODUÇÃO

VAPOR O vapor  d’água água a no estado estado gasoso proveni provenient entee do aquecime aquecimento nto a uma determi determinad nadaa pressão pressão e   d’água  é a águ temperatura. A pressão sob a qual a água se vaporiza a uma dada pressão chama-se pressão de vapor da água para tal temperatura. Se o vapor for produzido sob pressão atmosférica normal, sua temperatura será 100 °C sua

pressão será 1 atmosfera barométrica(atm) igual a 760 mm Hg ou 14,7 PSI

TIPOS DE VAPOR O vapor  d’água  e de vapor superaquecido vapor superaquecido  d’água pode se apresentar sob a forma de va vapor por sa satura turado do e  designado simplesmente por vapor, é produzido em contato com a agua e por isso VAPO APOR R SA SATU TURADO RADO designado contem sempre alguma quantidade de partículas de agua, se este vapor não tivesse nenhuma partícula d’água seria denominado como vapor saturado seco. Esse vapor é ideal.

Na realidade o vapor contem certa quantidade de água não vaporizada e por isso é chamado de vapor  saturado úmido. Deve se preocupar sempre que possível o vapor seco, inclusive as tabelas de vapor se referem como vapor seco.

TIPOS DE VAPOR Resultante do superaquecimento superaquecimento do vapor saturado tornando-se tornando-se seco e isto VAPOR SUP SUPERAQU ERAQUECI ECIDO DO Resultante ocorre a uma temperatura mais elevada do que a do vapor saturado. Não existe uma relação entre vapor pressão e temperatura para vapores superaquecidos.

O vapor empregado para fins de aquecimento é o vapor saturado que o designaremos simplesmente por  VAPOR O vapor superaquecido é utilizado em turbinas de centrais de geradoras.

PRESSÃO PRESSÃO:

A pressão é utilizada quando se abordam líquidos e gases, já que para sólidos se utiliza o termo tensão = FORÇA / ÁREA

PRESSÃO MANOMÉTRICA OU RELATIVA RELATIVA É a pressão que lemos nos Manômetros PRESSÃO ABSOLUTA É a soma das pressões atmosférica e manométrica

CALOR SENSÍVEL X LATENTE Calor Sensível é a energia necessária para o aumento da temperatura a uma dada pressão sem modificar o estado físico. Calor Latente é a energia necessária para o modificar o estado físico a uma dada pressão sem alterar a temperatura.

CONSTITUIÇÃO DE UM SISTEMA DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR

CONSTITUIÇÃO DE UM SISTEMA DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃ O DE VAPOR Podemos considerar um sistema de vapor como constituído das seguintes partes:

a) Tubulações de Vapor e Distribuição; b) Purgadores, eliminadores de ar, válvulas de segurança, bombas de condensado, filtros e válvulas; c) Estações de redução de pressão;

d) Elementos de aquecimento; e) Caldeira e Equipamentos periféricos;

CONSTITUIÇÃO DE UM SISTEMA DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR

Esquema de uma instalação de Vapor 

TUBULAÇÕES DE VAPOR

TUBULAÇÕES DE VAPOR As tubulações de vapor devem ser consideradas segundo os aspectos seguintes

a) Capacidade de permitir o escoamento do vapor com perda de carga e velocidade aceitáveis b) Possibilidade de expandir e retrair sob efeito da variação térmica, ou seja, flexibilidade de modo a não ocorrer tensões inadmissíveis para os tubos, peças, válvulas, suporte e ancoragens.

c) Resistência aos esforços devidos à pressão interna, ao peso próprio do tubo e seu carregamento, às tensões devidas às variações térmicas e ao traçado geométrico da linha.

TUBULAÇÕES DE VAPOR DIÂMETROS COMERCIAIS DE TUBOS Os diâmetros comerciais dos tubos de aço carbono e aços-liga estão definidos pela norma americana ANSI B36.10, e para tubos inoxidáveis pela norma ANSI B36.19. Essas normas abrangem os tubos fabricados por qualquer um dos processos usuais de fabricação. Todos esses tubos são designados por um numero chamado   “Diâmetro   nominal   IPS”. A norma ANSI B 36.10 abrange tubos com diâmetros nominais de 1/8” até 6”  e a norma ANSI B 36.19 abrange tubos de 1/8” até 12”. De 1/8”   até 12”   o diâmetro nominal não corresponde a nenhuma dimensão física dos tubos. De 14”   até 36”   o diâmetro nominal coincide com o diâmetro externo dos tubos. Para cada diâmetro nominal fabricam-se tubos com varias espessuras de parede denominada séries (schedule). Entretanto, para cada diâmetro nominal, o diâmetro externo é sempre o mesmo variando apenas o diâmetro interno.

TUBO 1”

TUBULAÇÕES DE VAPOR ESPESSURA PAREDE DE TUBOS

Pela norma ANSI.B.36.10, foram adotadas as “séries”   SCHEDULE NUMBER para designar a espessura dos tubos. O numero de serie é obtido aproximadamente pela expressão:

é =

 1000 ∗  

Em que P = pressão em Psig; S= tensão admissível do material em Psi.

A norma padronizou as séries 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160, sendo que, para a maioria dos diâmetros nominais, apenas algumas dessas espessuras são fabricadas. A série 40 é comumente utilizada.

TIPOS DE EXTREMIDADE DE TUBO

TUBULAÇÕES DE VAPOR CARACTERISTICAS IMPORTANTES SOBRE TUBULAÇÕES DE VAPOR

A Tabela a seguir mostra os materiais que podem ser recomendados de acordo com a temperatura máxima do vapor.

TUBULAÇÕES DE VAPOR CARACTERISTICAS IMPORTANTES SOBRE TUBULAÇÕES DE VAPOR Em todos os tubos de aço (qualquer tipo), são ligados com solda de topo para diâmetros de 2” ou maiores. As válvulas de aço são de construção forjada com extremidades para solda de encaixe para diâmetros até 1 ½”,   e fundidas, com extremidades flangeadas ou solda de topo, em diâmetros maiores. Para pressões muito altas de vapor (acima de 40 kg/cm²), convém que sejam adotados limites de temperatura mais baixos do que os mostrados na tabela, devido à elevada solicitação mecânica sobre o material. Nas tubulações para vapor, as válvulas de bloqueio de diâmetro até 8”  costumam ser válvulas de globo; para diâmetros maiores usam se válvulas de gaveta. É ideal que todas as válvulas de gaveta sejam no tipo com haste ascendente e rosca externa, embora esse requisito seja exigido pela norma ASME B.31.1 para válvulas de diâmetro de 3”,  ou maior e de classe de pressão 600#, ou acima.

Essa mesma norma exige também que as válvulas de gaveta de classe de pressão 400#, ou acima, tenham tubo de contorno (by-pass), integral com válvula. Em quaisquer tubulação para vapor é muito importante a perfeita e completa drenagem do condensado formado, para isso utilize purgadores. Todos os flanges devem ser sempre do mesmo material dos tubos, e dois tipos  “de pescoço”,  ou de “de anel”,   com face de ressalto para as classes de pressão 150# ou 400#, e com face para junta de anel, para classes de pressão 600# ou acima. As conexões de tubulação devem ser para solda de encaixe até 1 ½”  e para solda de topo, em diâmetros maiores; em qualquer caso devem ser sempre do mesmo material dos tubos. Todas as tubulações de vapor devem ter isolamento térmico.

CONCEITOS IMPORTANTES 1. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR 2. NOÇÕES BÁSICAS DE SISTEMAS DE VAPOR

1. DISTRIBUIÇÃO DE VAPOR

2. NOÇÕES BÁSICAS DE SISTEMAS DE VAPOR

2. NOÇÕES BÁSICAS DE SISTEMAS DE VAPOR O vapor gerado na caldeira tem de ser transportado através da tubagem até ao ponto onde a sua energia é necessária. Inicialmente existirão uma ou mais tubagens principais ou coletores de vapor que transportam o vapor desde a caldeira na direção da instalação de utilização. Tubagens secundárias de menor diâmetro levarão depois o vapor até aos equipamentos individualmente.

Quando a válvula de seccionamento da caldeira (da saída de vapor da caldeira) está aberta, o vapor  passa imediatamente da caldeira para as tubagens principais. No início a tubagem está fria e o calor é lhe transferido pelo vapor. O ar que rodeia a tubagem está mais frio que o vapor, e por isso a tubagem começará a perder calor para o ar. À medida que o vapor vai fluindo num ambiente mais frio vai começar imediatamente a condensar. No arranque do sistema a quantidade de condensado será maior pois o vapor será utilizado para aquecer a tubagem fria - a isto chama-se  “consumo de arranque”. Após a tubagem estar quente continuará a ocorrer  condensação pois a tubagem continua a perder calor para o ar circundante - a isto chama-se  “consumo em regime”.

2. NOÇÕES BÁSICAS DE SISTEMAS DE VAPOR O condensado daí resultante cai por gravidade para a parte inferior da tubagem e é arrastado juntamente com o vapor, até aos pontos mais baixos da instalação. As tubagens de distribuição devem ter uma inclinação descendente no sentido do fluxo de vapor. O condensado terá então de ser drenado nos pontos mais baixos da tubagem. Quando abrimos a válvula de uma tubagem que alimenta um setor da instalação, o fluxo de vapor  proveniente do sistema de distribuição entra na instalação e volta a estar em contato com superfícies mais frias. O vapor utiliza então a sua energia para aquecer o equipamento (consumo de arranque) e continua a transferir calor ao processo (consumo em regime) até se transformar em água (condensado). A este consumo está associado um fluxo de vapor e para manter este fornecimento tem de ser produzido mais vapor. É pois necessário mais combustível para alimentar a caldeira e mais água a ser bombeada para repor a água que entretanto foi evaporada. Tanto o condensado formado na tubagem de distribuição como nos equipamentos de processo são água quente que deve ser reutilizada para alimentar a caldeira. Embora seja importante remover este condensado do vapor seria um desperdício não o aproveitar. O circuito básico de vapor só está completo quando se faz o retorno de todo o condensado ao tanque de alimentação da caldeira.

PRESSÃO DE OPERAÇÃO 1. DETERMINANDO PRESSÃO DE OPERAÇÃO 2. REDUÇÃO DE PRESSÃO

1. DETERMINANDO PRESSÃO DE OPERAÇÃO A pressão à qual o vapor deve ser distribuído é parcialmente determinada pelo ponto de utilização que necessita da pressão mais elevada na instalação. Lembre-se que à medida que o vapor passa pela tubagem perderá alguma pressão devido à resistência para fluir e à condensação proveniente da perda de calor pelo contato com a tubagem. Daí que deve considerar esta perda de carga quando determinar  inicialmente a pressão de distribuição. A produção e distribuição de vapor a alta pressão tem as seguintes vantagens: • É necessária tubulação de menor diâmetro. Superfícies menores representam menor perda de calor 

(energia). • Custos mais baixos no sistema de alimentação por exemplo, em material como a tubulação, flanges,

suportes e montagem. • Menores custos em isolamento. • Vapor mais seco no local de utilização devido ao efeito de secagem quando se reduz a pressão. • A capacidade de armazenamento de calor da caldeira é maior, ajudando a enfrentar mais

eficientemente as variações de carga, reduzindo o risco de arrastamento de água nos picos de consumo.

1. DETERMINANDO PRESSÃO DE OPERAÇÃO O vapor a alta pressão ocupa menos volume por quilograma que o vapor a mais baixa pressão.

1. DETERMINANDO PRESSÃO DE OPERAÇÃO Com uma distribuição a alta pressão, é necessário reduzir a pressão do vapor em cada zona ou local de utilização para corresponder  à pressão necessária pela aplicação. Note que produzir vapor a pressões exageradamente altas significa custos de operação mais altos. É sempre conveniente comparar  os custos relativos do aumento da pressão até ao máximo necessário

Por exemplo, se apenas necessita de vapor a 4 bar m, o projetista deve comparar as várias vantagens de distribuir o vapor a esta pressão e a uma mais elevada. Se se verificar que, neste caso é perfeitamente viável distribuir o vapor a 4 bar m, deve ser esta a pressão para a qual a caldeira deve ser fabricada. Infelizmente e em geral as caldeiras não são fabricadas à medida. Neste caso, será necessário procurar uma caldeira que esteja na banda de pressão imediatamente acima. Embora seja tentador operar a caldeira a uma pressão inferior, deve ter em conta que ela não foi concebida para essas condições e quando precisar de toda a potência vai necessariamente ter vapor de má qualidade

2. REDUÇÃO DE PRESSÃO

 ALIMENTAÇÃO DE VAPOR E DRENAGEM 1.

DRENAGEM

2.

GOL PES DE ARIETE

3.

TUBULAÇÕES SECUNDÁRIAS

4.

SELEÇÃO SEPARADORES DE VAPOR

5.

FILTROS

6.

SELEÇÃO DO PURGADOR

7.

FUGAS DE VAPOR

1. DRENAGEM Em qualquer sistema de distribuição de vapor uma parte do vapor irá condensar devido às perdas por  radiação. Por exemplo, uma tubulação de DN100 com 30 m, bem isolada, transportando vapor a 7 bar, com temperatura ambiente de 10ºC, condensará aproximadamente 16 kg de vapor por hora. Isto é provavelmente menos de 1% da capacidade da tubulação, no entanto, significa que após uma hora a tubulação terá não somente vapor, mas também 16 litros de água e aumentará progressivamente.

Daí que seja necessário tomar providências para retirar esse condensado da tubulação. Se isto não for  feito, ocorrerão problemas tais como corrosão e martelos de água os quais abordaremos mais adiante. Para além disso, o vapor tornar-se-á úmido e arrastará gotas de água, reduzindo assim o seu potencial de transferência de calor. Em condições extremas, se a água não for retirada, a área seccional total da tubagem fica reduzida, aumentando assim a velocidade do vapor acima dos limites recomendados.

1. DRENAGEM O papel das linhas de distribuições do vapor é fornecer de uma maneira confiável o vapor de mais alta qualidade para os equipamentos que utilizam o vapor. Para atingir isto, o condensado deve ser removido rapidamente e eficientemente através dos purgadores de vapor instalados em locais de descarga do condensado No entanto, os purgadores de vapor não podem simplesmente serem instalados de qualquer maneira e serem esquecidos. Existem certas diretrizes a serem seguidas quando estiver instalando-os nas linhas de vapor. Para certificar-se de que os purgadores de vapor operam adequadamente, os métodos de instalações devem ser cuidadosamente respeitados e locais de instalações escolhidos com cuidado.

1. DRENAGEM Normalmente, o fluxo de vapor é mais rápido nas tubulações de distribuição do que em máquinas e pode alcançar velocidades acima de 30 m/s (100 pés/s). Nestas velocidades, quando a área da seção transversal de um cano é completamente preenchido pela água, projéteis de condensado podem ser carregados através da tubulação a alta velocidade causando o golpe de aríete, o qual pode causar danos às pessoas bem como às tubulações, válvulas e equipamento. As altas velocidades do fluxo nas linhas de vapor devem portanto, também serem levadas em conta durante as decisões referentes à localização e projeto das instalações do purgador.

1. DRENAGEM As quatro "Melhores Práticas" seguintes são orientações para auxiliar na garantia da descarga suave do condensado em linhas de vapor para prevenir a ocorrência de problemas típicos de vapor, tais como golpe de aríete e bloqueio por ar. Melhor Prática 1: Escolha Cuidadosa das Localizações do Purgador  Mesmo nos casos onde a tubulação de distribuição do vapor corre em linha reta, os purgadores de vapor  devem sempre serem instalados ao menos a cada 30 a 50 metros (100 a 160 pés), e na parte inferior de subidas ou descidas da tubulação. Cuidado especial deve também ser levado em conta para instalar  purgadores de vapor em locais onde há chance de formar poça do condensado, para que o condensado não feche a área seccional de corte do tubo, podendo este, causar a propulsão do condensado à velocidade altamente elevada. Purgadores de vapor devem ser instalados nas seguintes situações:

1. DRENAGEM Purgadores de vapor devem ser instalados nas seguintes situações:

1. DRENAGEM Purgadores de vapor devem ser instalados nas seguintes situações:

Um purgador de vapor deve ser instalado imediatamente antes das válvulas redutoras de pressão/controle para prevenir o acúmulo do condensado quando a válvula estiver fechada. O purgador também ajuda a reduzir erosão do assento da válvula ocasionado pelo condensado. Da mesma maneira, purgadores também são geralmente instalados entre duas válvulas redutoras de pressão, em forma de série, para remover o condensado preso entre as válvulas durante a operação ou desligamento.

1. DRENAGEM Purgadores de vapor devem ser instalados nas seguintes situações:

Um purgador de vapor deve ser instalado na frente das válvulas fechadas por longos períodos de tempo para ajudar a eliminar a poça de condensado, que de outra maneira poderia ser propelida à alta velocidade duto abaixo quando a válvula manual for aberta. Da mesma maneira, um purgador de vapor é necessário no final da tubulação (fim da tubulação principal) para ajudar a drenar o sistema para uma operação segura e efetiva.

1. DRENAGEM Purgadores de vapor devem ser instalados nas seguintes situações:

Um purgador de vapor deve ser instalado na parte inferior das seções de tubulação vertical porque a decolagem vertical pode ajudar o condensado não-arrastado e acumulado a mudar de sentido devido à gravidade.

1. DRENAGEM Melhor Prática 2: Fornecer Apoio Ideal e Tubulação de Vapor Incl inado Se suportes para tubulações (e.g. ganchos para tubo) forem instalados de maneira muito distante, a tubulação pode defletir devido ao seu próprio peso. Este tipo de problema pode causar alagamento do condensado em locais não desejados, mesmo se a tubulação for instalada sob leve inclinação. Portanto, é importante para ambos: •Instalar suporte de tubulação em intervalos apropriados, e •Instalar tubulação sob uma taxa de inclinação não inferior a 1/100.

1. DRENAGEM Melhor Prática 2: Fornecer Apoio Ideal e Tubulação de Vapor Incl inado

1. DRENAGEM Melhor Prática 2: Fornecer Apoio Ideal e Tubulação de Vapor Incl inado

1. DRENAGEM Melhor Prática 2: Fornecer Apoio Ideal e Tubulação de Vapor Incl inado

1. DRENAGEM Melhor Prática 3: Atenção p ara a Confi guração da Perna de Dreno (Bota de cond ensado) As dimensões das conexões em aplicações que não estejam voltadas para aquecimentos ou para processos, geralmente variam entre 15 mm (1/2 polegada) e 25 mm (1 polegada). Em alguns casos, tubulação com mesmo diâmetro do purgador de vapor é utilizado para conectar diretamente o purgador  na linha de vapor. No entanto, esta prática não é recomendável em maioria dos casos porque se a linha de vapor for significativamente maior em diâmetro, então é possível que o condensado que flui rapidamente, não consiga entrar facilmente em pequenas aberturas, ultrapassando as pernas de coletas na maioria das vezes. Ao invés disso, uma tubulação maior, com dimensionamento adequado, chamado perna de dreno (perna de dreno ou bota de condensado) é normalmente instalado para auxiliar na realização da remoção eficiente e efetiva do condensado

1. DRENAGEM Melhor Prática 3: Atenção p ara a Configuração da Perna de Dreno (Bota de con densado) Indicações de amostras para dimensões da perna de dreno estão disponíveis na tabela abaixo. Também, as conexões entre as tubulações e pernas de dreno devem ser instaladas em torno de 50 a 100 mm (2 a 4 polegadas) a partir da base da perna de dreno para ajudar na prevenção de entrada de sujeiras e detritos no purgador de vapor a partir do condensado. Neste tipo de configuração, geralmente uma válvula de sopro é instalada na tampa de proteção da perna, para permitir a remoção de sujeiras.

1. DRENAGEM Melhor Prática 3: Atenção para a Config uração da Perna de Dreno (Bot a de cond ensado) Indicações de amostras para dimensões da perna de dreno estão disponíveis na tabela abaixo. Também, as conexões entre as tubulações e pernas de dreno devem ser instaladas em torno de 50 a 100 mm (2 a 4 polegadas) a partir da base da perna de dreno para ajudar na prevenção de entrada de sujeiras e detritos no purgador de vapor a partir do condensado. Neste tipo de configuração, geralmente uma válvula de sopro é instalada na tampa de proteção da perna, para permitir a remoção de sujeiras.

1. DRENAGEM Melhor Prática 3: Atenção para a Config uração da Perna de Dreno (Bot a de cond ensado) Ao dimensionar uma perna de dreno, deve-se dimensionar com volume suficiente para a porção de acúmulo de sujeira, e também para a porção de suporte entre os ciclos. As pernas de dreno podem ser  especialmente importante em operações de início da operação onde a liberação de sujeiras vindas do condensado formado pelo aquecimento das tubulações ou condensado liberado através das válvulas previamente fechadas podem ser experimentados.

1. DRENAGEM Melhor Prática 3: Atenção p ara a Configuração d a Perna de Dreno (Bota de con densado) Ao dimensionar uma perna de dreno, deve-se dimensionar com volume suficiente para a porção de acúmulo de sujeira, e também para a porção de suporte entre os ciclos. As pernas de dreno podem ser  especialmente importante em operações de início da operação onde a liberação de sujeiras vindas do condensado formado pelo aquecimento das tubulações ou condensado liberado através das válvulas previamente fechadas podem ser experimentados.

1. DRENAGEM Melhor Prática 4: Remoção Adequado de Ar e Condensado n o Final da Li nha de Vapor  No final das linhas de distribuição do vapor, é importante remover o ar que se encontra inicialmente presente nas tubulações durante o início da operação.

1. DRENAGEM Melhor Prática 4: Remoção Adequado de Ar e Condensado n o Final da Li nha de Vapor  Também, é extremamente importante instalar uma perna de dreno para a drenagem do condensado no final das linhas de vapor , bem como no final de outras seções da linha principal de distribuição de vapor.

1. DRENAGEM Melhor Prática 4: Remoção Adequado de Ar e Condensado n o Final da Li nha de Vapor  Também, é extremamente importante instalar uma perna de dreno para a drenagem do condensado no final das linhas de vapor , bem como no final de outras seções da linha principal de distribuição de vapor.

2. GOLPES DE ARIETE Podem ocorrer golpes de aríete quando o condensado é arrastado com o vapor pela tubulação em vez de ser drenado os pontos baixos e é subitamente parado pelo impacto num obstáculo no sistema. A formação de gotas de condensado ao longo da tubulação pode eventualmente formar uma bala “compacta” que será arrastada à velocidade do vapor através da tubagem e pode atingir os 30 m/s ou mais. Esta bala de água é densa e incompressível e ao movimentar- se a alta velocidade possui uma quantidade considerável e energia cinética.

2. GOLPES DE ARIETE Quando há um obstáculo, possivelmente uma curva ou  “T”  a energia cinética da água converte-se em pressão e ocorre um choque de pressão no obstáculo. (As leis da termodinâmica estabelecem que a energia não pode ser criada ou destruída, mas simplesmente convertida numa forma diferente). Geralmente ocorre um golpe ruidoso e possível movimento da tubulação. Em muitos casos o acessório ou válvula pode fratura-se com efeitos de explosão, com a consequente perda de vapor vivo através da fratura, provocando uma situação perigosa. Os golpes de aríete ocorrem geralmente nos pontos mais baixos da tubulação tais como: • Pontos baixos. • Utilização incorreta de reduções concêntricas e filtros. Por este motivo é preferível instalar filtros

com a rede na posição horizontal. • Drenagem inadequada das linhas de vapor.

2. GOLPES DE ARIETE Quando há um obstáculo, possivelmente uma curva ou  “T”  a energia cinética da água converte-se em pressão e ocorre um choque de pressão no obstáculo. (As leis da termodinâmica estabelecem que a energia não pode ser criada ou destruída, mas simplesmente convertida numa forma diferente). Geralmente ocorre um golpe ruidoso e possível movimento da tubulação. Em muitos casos o acessório ou válvula pode fratura-se com efeitos de explosão, com a consequente perda de vapor vivo através da fratura, provocando uma situação perigosa. Os golpes de aríete ocorrem geralmente nos pontos mais baixos da tubulação tais como: • Pontos baixos. • Utilização incorreta de reduções concêntricas e filtros. Por este motivo é preferível instalar filtros

com a rede na posição horizontal. • Drenagem inadequada das linhas de vapor.

2. GOLPES DE ARIETE Resumindo, para minimizar a possibilidade de golpe de aríete; • As linhas de vapor devem ter uma inclinação progressiva na direção do fluxo com pontos de drenagem

instalados a intervalos regulares nos pontos mais baixos. instalar válvulas de retenção a jusante de todos os purgadores, purgadores, caso contrário contrário o conden condensado sado • Deve instalar voltará para trás para a linha de vapor ou para a instalação quando o sistema estiver parado. • As válvulas de seccionamento devem ser abertas lentamente de modo a permitir que o condensado que

possa existir no sistema circule lentamente para a frente até encontrar um ponto de drenagem, antes de ser apanhado pelo vapor a alta velocidade. Isto é especialmente importante durante o arranque do sistema.

3. TUBULAÇÕES SECUNDÁRIAS

4. SELEÇÃO DE SEPARADORES As caldeiras atuais têm uma grande capacidade em relação ao tamanho e têm carência de uma reserva na sua capacidade para obviar condições de sobrecarga. Tratamento químico da água incorreto, controle de TDS e picos de carga momentâneos podem provocar sérios arrastamentos de água e da caldeira para a tubulação de distribuição. Na figura a seguir mostramos a utilização de um separador para remover  esta água. A seleção não é difícil se utilizar um gráfico de dimensionamento.

4. SELEÇÃO DE SEPARADORES Ex emp lo de u ti lização d o g ráfic o de dimensionamento do separador 

Determinar separador para um caudal de 500 kg/h à pressão de 13 bar m.

5. FILTROS Quando se instala uma nova tubulação, é natural que fragmentos de areia de fundição, empanque,  juntas, resíduos de solda e até mesmo porcas e parafusos fiquem dentro da tubagem. No caso de uma tubulação antiga, existirá ferrugem e em locais onde a água é dura, acumulando calcário.

Os filtros podem provocar golpes de aríete e para evitar este problema os filtros devem ser instalados lateralmente.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Devido à grande variedade de purgadores de vapor e suas características de operação, os usuários podem encontrar alguma dificuldade ao tentarem selecionar o purgador correto para drenagem efetiva do condensado a partir das suas aplicações de vapor. Considerações chaves para seleção do purgador devem incluir os valores de pressão e temperatura, capacidade de descarga, tipo de purgador, material do corpo e muitos outros fatores relevantes. Isto pode parecer difícil no início, mas este processo pode ser separado em quatro passos simples: Passo 1: Determine requisitos de descarga da aplicação do purgador de vapor (i.e. descarga quente ou subresfriada), e selecione o tipo de purgador correspondente. Passo 2: Selecione o modelo de purgador de acordo com a pressão, temperatura, posição de operação e outras condições relevantes. Passo 3: Calcule os requisitos de descarga da aplicação e aplique o fator de segurança recomendado pelo fabricante do purgador. Passo 4:

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor  Purgadores de vapor são geralmente necessários para drenar o condensado a partir da tubulação de vapor, processo que utiliza vapor, aquecedores para conforto, traços de vapor e equipamentos propulsores tais como turbinas. Cada aplicação deste pode exigir um purgador de vapor com papel levemente diferente.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor 

Para Tubulações de Distribuição do Vapor  O papel da tubulação de distribuição do vapor é suprir de maneira confiável o vapor de alta qualidade para equipamentos que utilizam vapor ou traços de vapor. Um dos papéis mais importantes dos purgadores de vapor na tubulação de vapor está em auxiliar na prevenção de ocorrência do golpe de aríete. Isto é realizado selecionando um purgador que é projetado para prevenir alagamento do condensado, o que significa dizer que deve-se selecionar purgadores com pouco ou nenhum condensado de subresfriamento. (i.e. rápida descarga do condensado à temperatura próxima do vapor).

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor  Para Equipamentos Aquecidos a Vapor  Como o desempenho do equipamento de processo que utiliza vapor e equipamentos de aquecimento para conforto (i.e. aquecedores de ar) estão diretamente ligados à produtividade e qualidade do produto, é importante selecionar um purgador que ajude a encurtar o tempo de partida e não permita alagamento do condensado dentro do equipamento, que pode vir a causar aquecimento desigual, baixa transferência de calor  e outros problemas similares. Purgadores que drenam o condensado de maneira contínua são normalmente recomendados para tais aplicações. Tais aplicações podem também sofrer estagnação da partida inicial devido ao ar deixado a partir do vapor  condensado. Como resultado, uma função de eliminação do ar é também requerido normalmente no purgador  para remover o ar e outros gases não condensáveis que estejam presos no equipamento e tubulações próximas.

Também, alguns equipamentos aquecidos a vapor podem apresentar problemas a partir da válvula modular  de fornecimento do vapor (i.e. válvula de controle) que ajusta de acordo com a demanda do calor e subsequentemente reduz a pressão do vapor distribuído a um nível abaixo da contrapressão. Quando este fenômeno ocorre, o fluxo do condensado é "cessado (estol)", e um dispositivo de drenagem diferente será necessário. Sob as condições de estol, uma bomba e purgador alimentado com uma pressão secundária maior serão necessários para fornecer energia ao condensado de descarga através do purgador.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor  O QUE É ESTOL

Uma condição que ocorre quando o diferencial de pressão em um dispositivo de drenagem, como um purgador, torna-se negativo e não permite mais a descarga do condensado através do dispositivo de dreno, causando o alagamento no interior de um trocador, ao invés de drená-lo. Estol está muitas vezes ligado a seguintes problemas:

Aquecedores rompidos Golpe de aríete Temperaturas de aquecimento desigual Portanto, se um sistema de vapor está tendo qualquer um desses problemas, há uma grande probabilidade de o Estol estar ocorrendo.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor  Para Traços de Vapor  Purgadores para traços de vapor possuem diferentes exigências porque eles são normalmente utilizados com tubos de cobre (por causa da sua alta condutividade térmica) para aquecer e manter o fluxo dos fluidos viscosos à temperatura abaixo de 100 °C (212 °F). Neste caso, requer-se um purgador que tenha sido projetado contra bloqueios de precipitação de cobre e que possam utilizar eficientemente o calor sensível do vapor/condensado

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor  Para Equipamentos Propulsores Equipamento propulsor inclui todas turbinas utilizadas em compressor, bomba ou aplicações para gerador, mas pode também incluir martelos ou rodas de vapor. Em cada aplicação motora, condensado deve ser removido rapidamente na medida do possível para uma operação efetiva e segura, e não deve gerar alagamentos dentro do equipamento para prevenir danos.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor 

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  Aplicaç ões do Purgador de Vapor 

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Efeito das Condiçõ es de Operação nas Especifi cações do Purgado r 

Tubulações instaladas influenciam no tipo de conexão e às vezes no material de corpo do purgador, portanto é importante ter a certeza de que o purgador selecionado atende às exigências das tubulações. Por exemplo, um purgador pode ter uma conexão padronizada. Adicionalmente, outros requerimentos incluem que a capacidade de descarga deve ser adequada para carga máxima à mínima pressão diferencial sob todas as condições ambientais.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Efeito das Condiçõ es de Operação nas Especifi cações do Purgado r  Material do Corpo Material de corpo do purgador é um dos primeiros itens a ser visto quando estiver selecionando um purgador. O material é selecionado baseado em máxima temperatura e pressão de operação do local de descarga do condensado (LDC), ambiente ao redor e requisitos para mínima manutenção / longa vida. O material deve também atender teste de pressão e às pressões e temperaturas máximas da especificação e projeto da tubulação. Os materiais utilizados para o corpo do purgador de vapor, tampa e outras partes resistentes à pressão não são diferentes daqueles utilizados em outros tipos de válvulas. Alguns exemplos são: • Ferro Fundido Cinzento / Ferro Fundido Dúctil • Aço Carbono • Aço Inox

Purgadores de vapor em aço inox tem sido mais e mais popular recentemente porque estes são tipicamente mais fáceis de manter e oferecer uma vida útil mais longa.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Efeito das Condiçõ es de Operação nas Especifi cações do Purgado r  Dimensionamento Um grande número de usuários do vapor selecionam o tamanho do purgador de maneira inapropriada, baseado na dimensão da tubulação existente. No entanto, a dimensão do purgador deve ser precisamente ajustada na dimensão da tubulação do lado de saída do equipamentos. Normalmente, recomenda-se o dimensionamento da tubulação do condensado no lado de descarga do equipamento que fornece condensado para o purgador de vapor, de acordo com a tabela seguinte:

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Efeito das Condiçõ es de Operação nas Especifi cações do Purgado r  Tipo de Conexão

Maioria dos usuários de vapor, geralmente solicitam purgadores de vapor com conexões tipo rosca, solda de encaixe ou flange dependendo do padrão nacional, indústria ou normas e especificações da empresa. As conexões roscadas custam muito menos para instalar , se comparada às conexões flangeadas, mas precisam ser rosqueadas durante a instalação, significando dizer que há necessidade de manter  desconectado(livre) a tubulação de saída ou necessita do uso de união para permitir a fácil reposição do purgador. Em purgadores de vapor roscados, é importante que as roscas sigam os padrões oficiais para ajudar a minimizar a pobre vedação nas conexões dos tubos.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Efeito das Condiçõ es de Operação nas Especifi cações do Purgado r  Tipo de Conexão

Purgadores com conexões de solda de encaixe são geralmente preferidos em algumas plantas para limitar a quantia de vazamentos dos vapores, mas as conexões de solda de encaixe podem ser mais difíceis de serem removidos durante a reposição, e podem também apresentar maior custo de instalação ou manutenção. E ainda, algumas áreas podem apresentar falta de soldadores qualificados, o que pode vir a reduzir a eficiência da reposição ou até mesmo de toda a instalação.

Purgadores com conexões flangeadas podem ser facilmente removidos e substituídos somente se o novo purgador tiver exatamente a mesma dimensão e distância entre as conexões. É melhor exigir um rigoroso dimensionamento entre as conexões, de acordo com o padrão do fabricante de purgador  quando especificar purgadores flangeados em novos projetos de construção.

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Capacidade da descarga necessária co m Fator de Segurança O que é Fator de Segurança? O fator de segurança é um coeficiente utilizado quando for selecionar a capacidade de descarga requerida para o purgador. Ele auxilia no fornecimento de uma faixa de folga para as instâncias em que o volume do condensado exceder os valores calculados/previstos. A carga estimada do condensado deve ser multiplicada pelo fator de segurança recomendado para a seleção do purgador. A seguir, uma tabela que resume como o tipo de purgador afeta no fator de segurança:

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Capacidade da descarga necessária co m Fator de Segurança Pico da Carga do Condensado A carga pico (ou máximo) do condensado no equipamento pode ser maior que a carga média por  várias razões. Equipamento frio durante a partida, por exemplo, gera cargas de condensado muito maiores que a operação normal. A carga do condensado pode também aumentar bastante também quando encontrar o produto frio em processos descontínuos e por perdas térmicas. Para purgadores de vapor das linhas principais de vapor, sempre que um purgador entupir, o próximo purgador da linha pode ter que drenar o condensado equivalente a duas localizações de descarga do condensado (LDC).

6. SELEÇÃO DE PURGADORES Capacidade da descarga necessária co m Fator de Segurança Valor Numérico do Fator de Segurança Uma vez que a capacidade de descarga do condensado em folhas de especificação é calculada assumindo descarga contínua, alguns tipos de purgadores que operam de maneira intermitente (liga/desliga), tais como disco e balde invertido, podem necessitar do uso de fator de segurança maior para minimizar problemas entre os dois ciclos. Além disso, alguns fabricantes de purgadores possuem fator de segurança de recomendação maior que outros, simplesmente para fornecer orifícios de tamanhos maiores para diminuir o bloqueio. Em comparação, purgadores que descarregam o condensado continuamente, como os purgadores de boia livre, geralmente requerem somente um fator de segurança de 1,5.

O fator de segurança pode também ajudar a compensar quando uma pressão diferencial insuficiente ao longo do purgador estiver impedindo descarga do condensado, tais como quando há aumento da contrapressão. É portanto, extremamente importante aplicar o fator de segurança recomendado pelo fabricante durante a seleção do purgador de vapor e após o cálculo da carga da aplicação, tendo a certeza de que o tamanho do purgador oferece a capacidade suficiente

6. SELEÇÃO DE PURGADORES  ANAL ISANDO UM DATASHEET DE UM PURGADOR

CATÁLOGO

7. FUGAS DE VAPOR VAPOR VIVO X VAPOR FLASH

Vapor vivo é invisível, e quando um purgador estiver vazando, uma curta distância de espaço entre o tubo de saída e o vapor visível tenderá a ser claro e relativamente mais veloz e forte. Se o vapor visto for de velocidade menor e aparecer imediatamente após o tubo de saída, então é mais provável que seja o "vapor flash".

DIMENSIONAMENTO TUBULAÇÃO 1.

EFEITOS DE SUB/SOBREDIMENSIONAMENTO

2.

NORMAS E ESPESSURAS DE PAREDES

3.

DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO VELOCIDADE

4.

DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO PERDA DE CARGA

5.

DIMENSIONAMENTO TUBOS EM LINHAS DE DISTRIBUIÇÃO LONGAS

Quando se escolhe o diâmetro da tubulação, existe uma tendência natural para nos guiarmos pelo diâmetro das ligações do equipamento ao qual esta vai ser ligada. Se a tubulação for escolhida deste modo, o mais provável é não conseguir atingir o caudal desejado. Podem ser utilizadas reduções concêntricas e excêntricas, dando assim à tubulação a dimensão adequada. Em vapor é sempre recomendável o uso de reduções excêntricas.

As dimensões da tubulação podem ser escolhidas com base nos seguintes critérios: • Velocidade do fluido • Perda de carga

Em todo o caso devem sempre utilizar-se ambos os métodos, para assegurar que não são excedidos os

1. EFEITOS DE SUB/SOBREDIMENSIONAMENTO Sobredimensionamento da tubulação significa: • O custo da tubulação é superior ao necessário. • Formar-se-á um maior volume de condensado devido à maior perda de calor. • Vapor de qualidade inferior e menor transferência de calor devido ao grande volume de condensado

formado. • Custo inicial da instalação mais elevado.

Num exemplo particular concluiu-se que o custo de instalar uma tubulação de 80 mm era 44% superior ao custo de uma tubulação de 50 mm que tinha a dimensão adequada. A perda de calor com a tubulação isolada era mais 21% na tubulação de 80 mm do que na de 50 mm. As partes sem isolamentos perderiam mais 50% de calor na tubulação de 80 mm do que na de 50 mm. Isto é devido à área de superfície extra existente.

1. EFEITOS DE SUB/SOBREDIMENSIONAMENTO Subdimensionamento da tubulação significa: • Velocidade excessiva do vapor e perda de carga, provocando pressão inferior à necessária no local de utilização. • Quantidade de vapor inferior à necessária no local de utilização. •   Maior risco de erosão, golpe de aríete e ruído devido ao aumento da velocidade do vapor.

2. NORMAS E ESPESSURAS DE PAREDES Uma das normas de tubulação, utilizada é a API e B.36.10, em que as tubagens são catalogadas em números “schedule”. Estes “schedules” traduzem gamas de pressão na tubagem e são onze, desde a mais ligeira de 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 a 160. Para tubos de diâmetro nominal inferior a 150 mm, a  “schedule”  40 (chamado  “schedule standard”)  é a mais ligeira especificada para linhas de vapor. Só as  “schedules”  40 e 80 cobrem toda a gama de diâmetro nominal 15 mm até 600 mm e são as mais usadas em instalações de vapor. Neste guia far-se-á referência à schedule 80 (por vezes denominada “extra forte”).

Os tubos mais utilizados são de aço carbono de série reforçada (comprimento standard 6 m) para linhas de vapor e de condensado.

3. DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO VELOCIDADE Se a tubulação for dimensionada com base na velocidade, então os cálculos são baseados no volume de vapor a ser transportado em relação à área seccional da tubulação. Para a tubulação principal de vapor saturado seco, a experiência mostra que a velocidade adequada se situa entre 25 - 40 m/s e deve ser tomada como velocidade máxima acima da qual ocorrerá ruído e erosão, especialmente se o vapor é úmido.

Em linhas de alimentação mais longas é frequentemente necessário restringir a velocidade a 15m/s para evitar perdas de carga.

3. DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO VELOCIDADE Utilizando a tabela abaixo como guia é possível selecionar o diâmetro da tubulação segundo a pressão, a velocidade e o caudal de vapor.

3. DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO VELOCIDADE Em alternativa pode utilizar o método da tabela abaixo para calcular a dimensão da tubulação segundo a velocidade. Este método funciona se dispuser dos seguintes elementos;   Pressão, temperatura (se sobreaquecido), caudal e velocidade do vapor. O exemplo abaixo ajuda a explicar como funciona este método. Utilizando o exemplo dado acima, é necessário dimensionar uma tubagem para 5000 kg/h de vapor saturado a 7 bar m e 170ºC. A velocidade máxima aceitável de vapor é 25 m/s.

4. DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO PERDA DE CARGA Por vezes é essencial que a pressão de vapor que alimenta um equipamento da instalação não caia abaixo de um mínimo especificado, de modo a manter a temperatura, assegurando assim que os fatores de transferência de calor da instalação são mantidos nas condições da vazão máxima. Neste caso deve-se dimensionar os tubos através do método “ perda de carga”, partindo da pressão conhecida na origem e a pressão necessária no local de utilização. Um método rápido de dimensionar a tubulação com base na perda de carga, é utilizar a tabela a seguir quando se conhecem as seguintes variáveis: temperatura, pressão, caudal e perda de carga admissível

É necessário dimensionar uma tubulação para 20000 kg/h de vapor sobreaquecido, pressão a 15 bar m, a 300ºC e com perda de carga de 1 bar/100m.

5. DIMENSIONAMENTO TUBOS EM LINHAS DE DISTRIBUIÇÃO MAIORES E LONGAS Estas tubulações devem ser dimensionadas utilizando o método de perda de carga. Os cálculos geralmente consideram altas pressões, grandes caudais e vapor sobreaquecido. O cálculo utiliza uma relação de pressão entre a perda de carga total e as pressões de entrada, que são apresentados tabela a seguir: É necessário dimensionar um tubo para 20 toneladas de vapor por hora a uma pressão de 14 bar m e 325ºC de temperatura. O comprimento do tubo é de 300 metros e a queda de pressão admissível para este comprimento é 0.675 bar. Primeiro determine a relação de pressão:

R= R=

  ã ã      0,675 15

R = 0,045 Ø = 200

3. DIMENSIONAMENTO TUBOS PELO MÉTODO VELOCIDADE Em alternativa, o diâmetro da tubulação pode ser calculado através da fórmula matemática abaixo indicada. É necessário definir as seguintes informações:

É necessário dimensionar uma tubagem para 5000 kg/h de vapor saturado seco a 7 bar m para uma velocidade máxima de 25 m/s.

 =  /  =  í ³/

 = 25 /

Q = ã  / V= ã é   /

V=  ∗ 

 = 0.24³/   TABELA Q =

   ∗ ²   = Á  çã =  =  4

   = 1.389 

/

V= 1,389 ∗ 0,24 = 0,333  /   =

  0,333   ∗ ² = 25 4

0,333   ∗ ² = 25 4 =

4 ∗ 0,333  ∗ 25

= 0.130 = 130

INICIANDO UM PROJETO PRÁTICO REAL 1° PASSO – COLETE OU DETERMINE A PRESSÃO MÁXIMA DE OPERAÇÃO

COLETE • Pressão de Operação

Ex.: O cliente informou que o equipamento que solicita maior pressão é 8Barg   = 8   = 174,5°

Quando a aplicação do vapor é destinada para aquecimento, solicite a temperatura do processo, com ela será possível encontrar a Pressão utilizando uma tabela de Vapor Saturado

INICIANDO UM PROJETO PRÁTICO REAL 1° PASSO – COLETE OU DETERMINE A PRESSÃO MÁXIMA DE OPERAÇÃO DETERMINE

TEMPERATURA DE PROCESSO ( °C)

EQUIPAMENTO

• Pressão de Operação

Nota:   Solicite ao Cliente a lista de equipamentos que serão alimentados por vapor com seus respectivos datasheet, é recomendável que um responsável técnico visite o cliente quando o cliente não se dispõe de dados técnicos do equipamento como no caso de equipamentos usados/antigos.

Quando a aplicação do vapor é destinada para aquecimento, solicite a temperatura do processo, com ela será possível encontrar a Pressão. Utilize uma tabela de Vapor Saturado

TABELA VAPOR

Prensa 1

 

174,5

Prensa 2

 

174,5

Prensa 3

 

174,5

Prensa 4

 

174,5

Prensa 5

160

Prensa 6

160

Prensa 7

 

174,5

Prensa 8

 

174,5

Prensa 9

 

174,5

Prensa 10

 

174,5

Exemplo: O cliente informou ou você identificou no datasheet que a maior temperatura entre todos os processos é 174 °C Logo, a pressão que corresponde a esta temperatura é 8barg

PROJETO PRÁTICO REAL 2° PASSO – COLETE OU DETERMINE A DEMANDA DE VAPOR DE PARTIDA E REGIME COLETE Solicite ao Cliente datasheet que informe os consumos relativos a cada equipamento Exemplo: O cliente enviou a seguinte tabela. EQUIPAMENTO

CONSUMO KG/HORA (Partida)

CONSUMO KG/HORA (Regime)

Prensa 1

120

50

Prensa 2

120

50

Prensa 3

120

50

Prensa 4

300

130

Prensa 5

75

40

Prensa 6

75

40

Prensa 7

144

60

Prensa 8

200

90

Prensa 9

200

90

Prensa 10

160

70

1514

670

TOTAL

Em alguns casos é aplicável o fator de simultaneidade, tome cuidado ao defini-lo. O fator de simultaneidade é o percentual de demanda máxima de vapor de um conjunto de equipamentos demandada ao mesmo tempo. A demanda de vapor do projeto deve sempre ser flexível a expansões sempre que viável.

PROJETO PRÁTICO REAL 2° PASSO – COLETE OU DETERMINE A DEMANDA DE VAPOR DE PARTIDA E REGIME DETERMINE Nota:   Em alguns casos, o cliente pode não saber  informar a demanda de partida ou até mesmo a de regime, nesses casos é necessário um dimensionamento térmico de consumo para o processo.

Nesses casos é necessário calcular o consumo do processo e de partida do equipamento. Os procedimentos de cálculo para máquinas térmicas são exibidos em nosso curso de PROJETOS DE TERMODINÂMICA INDUSTRIAL.

PROJETO PRÁTICO REAL 3° PASSO – SOLICITE PL ANTA LAYOUT DOS EQUIPAMENTOS/FAÇA VISITA SOLICITE Para definir o diâmetro da tubulação é necessário que tenha em mãos dados de comprimento de tubulação, perdas de cargas localizadas por válvulas, filtros e separadores.

Com base na planta recebida e visita técnica nas instalações do cliente determine o comprimento da linha principal

  = 200

PROJETO PRÁTICO REAL 4° PASSO – DESENVOLVA O LAYOUT DA TUBULAÇÃO SOLICITE Desenvolva o Layout baseado no layout de equipamentos e dados coletados na visita

PROJETO PRÁTICO REAL 5° PASSO – CALCULE O DIAMETRO DA TUBULAÇÃO (Vel.) CALCULE = • • • •

4 ∗  ∗   ∗ 3600 ∗ 

Ms=Vazão de Vapor = Kg/h d= diâmetro interno do tubo = m v= velocidade de escoamento (15,25,40) = m/s V = Volume específico = m³/kg

PROJETO PRÁTICO REAL 6° PASSO – PADRONIZAR DIAMETRO DA TUBULAÇÃO CALCULE = • • • •

4 ∗  ∗   ∗ 3600 ∗ 

Ms=Vazão de Vapor = Kg/h d= diâmetro interno do tubo = m v= velocidade de escoamento (15,25,40) = m/s V = Volume específico = m³/kg

TABELA

PROJETO PRÁTICO REAL 7° PASSO – RECALCULE A VELOCIDADE CALCULE = • • •

4 ∗  ∗   ∗ 3600 ∗ ²

Ms=Vazão de Vapor = Kg/h d= diâmetro interno do tubo = m V = Volume específico = m³/kg

PROJETO PRÁTICO REAL 8° PASSO – CALCULE O NÚMERO DE REYNOLDS CALCULE Re= • • •

 ∗ ′

d= diâmetro interno do tubo = m v= velocidade de escoamento = m/s U’ = Viscosidade Cinemática do vapor ( Tx) = N.s/m²

PROJETO PRÁTICO REAL 9° PASSO – DETERMINE O GRAU DE RUGOSIDADE

TABELA

PROJETO PRÁTICO REAL 10° PASSO – DETERMINE O FATOR DE ATRITO

UTILIZE O ÁBACO DE MOODY

ÁBACO

PROJETO PRÁTICO REAL 11° PASSO – CALCULE A QUEDA DE PRESSÃO DA TUBULAÇÃO (∆P) CALCULE ∆P = • • • • • •

  ∗  ∗ ² 2∗∗

d= diâmetro interno do tubo = cm f=fator de atrito v= velocidade de = m/s ∆P = Queda de pressão = Pa V = Volume específico = m³/kg L= Comprimento = m

PROJETO PRÁTICO REAL 12° PASSO – SELECIONE O ISOLAMENTO PARA A TUBULAÇÃO Selecione a espessura do Isolamento em função do diâmetro nominal.

PROJETO PRÁTICO REAL 12° PASSO – SELECIONE O ISOLAMENTO PARA A TUBULAÇÃO Selecione a espessura do Isolamento em função do diâmetro nominal.

PROJETO PRÁTICO REAL 12° PASSO – SELECIONE O ISOLAMENTO PARA A TUBULAÇÃO Selecione a espessura do Isolamento em função do diâmetro nominal.

PROJETO PRÁTICO REAL 13° PASSO – DEFINA A TAXA DE EMISSÃO DE CALOR (qe)

PROJETO PRÁTICO REAL 14° PASSO – DEFINA O FATOR DE ISOLAMENTO (f )

PROJETO PRÁTICO REAL 15° PASSO – DEFINA O FATOR DE ISOLAMENTO (fe)

PROJETO PRÁTICO REAL 16° PASSO – CALCULE O CONDENSADO GERADO POR PERDAS NO ISOLAMENTO

= • • • • • •

 3,6 ∗  ∗  ∗  ∗  

qe= taxa de emissão = W/m L = comprimento da tubulação = m F= Fator de isolamento Fe= fator de emissão Cl= calor latente = KJ/KG Qp= Vazão de Condensado= Kg/h

PROJETO PRÁTICO REAL 17° PASSO – CALCULE O PESO DA TUBULAÇÃO CALCULE Pt =  ∗  • • •

L= Comprimento = m PL= Peso linear= kg/m Pt= Peso = kg

TABELA

PROJETO PRÁTICO REAL 18° PASSO – CALCULE O CONDENSADO GERADO NA PARTIDA CALCULE Qp = • • • • • • •

 60 ∗  ∗  −  ∗   ∗ 

Pt= peso do tubo = Kg Tf= Temperatura máxima do vapor = °C Ti= Temperatura inicial do tubo = °C C= calor específico do material do tubo = KJ/kg.°C Cl= calor latente em KJ/KG t= tempo desejado aquecimento de toda tubulação Qp= quantidade de condensado formado = Kg/h

Calor específico do aço 0,49 KJ/kg.°C

PROJETO PRÁTICO REAL 19° PASSO – REVISE OS DIMENSIONAMENTOS DE DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO E ISOLAMENTO Adicione a carga de condensado a demanda de vapor dos equipamentos 20° PASSO – REVISE O DIMENSIONAMENTO DA QUANTIDADE DE CONDENSADO TUBOS Caso houver alteração no diâmetro do tubo no passo anterior, recalcule o descarga de condensado gerado

PROJETO PRÁTICO REAL 21° PASSO – DEFINIR VAZÃO TOTAL DE CONDENSADO DE PARTIDA =     +     çã  ó +     é

PROJETO PRÁTICO REAL 22° PASSO – DEFINIR INCLINAÇÃO DA TUBULAÇÃO

= • •

1  ∗  100

H= Altura da inclinação = m L= Comprimento da tubulação = m

PROJETO PRÁTICO REAL 23° PASSO – DEFINIR DIAMETRO DAS BOTAS

PROJETO PRÁTICO REAL 24° PASSO – DIMENSIONAR SEPARADORES

CATÁLOGO

PROJETO PRÁTICO REAL 25° PASSO – DIMENSIONAR PURGADORES

CATÁLOGO

PROJETO PRÁTICO REAL 26° PASSO – SELECIONAR FILTROS

CATÁLOGO

PROJETO PRÁTICO REAL 27° PASSO – SELECIONAR JUNTAS DE EXPANSÃO

CATÁLOGO http://www.dinatecnica.com.br