RETORNO DE CONDENSADO Até agora temos falado repetidamente da importância que tem a eliminação correta do condensado dos espaços destinados ao vapor. Já vimos como, caso se deseja a máxima efetividade do equipamento, se deve instalar o purgador mais conveniente para cada caso. Também já consideramos sobre a possibilidade da utilização do vapor flash. pergunta: Que se deve fazer com o condensado residual?
Porém, vale uma
Há diversas razões que demonstram que o condensado não deve ser desperdiçado. Uma delas é o calor que se mantém no condensado, mesmo após haver-se aproveitado o vapor flash. Pode-se utilizá-lo como água quente de processo, porém, a melhor solução é devolvê-lo ao tanque de alimentação da caldeira, para que possa ser utilizado sem a necessidade de tratamento com o que se economiza combustível, água de reposição e custos com tratamento químico. Estes últimos, em alguns casos podem ser mais expressivos que os que se derivam do aproveitamento do calor. O seguinte exemplo ilustra sobre os benefícios que se podem obter da recuperação do condensado, conforme mostram as figuras abaixo: 184 °C
184 °C 2000 kJ
2000 kJ Entalpia de evaporação
184 °C 10 °C 0 °C
740 kJ 42 kJ
Entalpia de água saturada
Entalpia de evaporação Entalpia de vapor saturado
184 °C Entalpia de água saturada
489 kJ 293 kJ
70 °C 0 °C
Na figura acima verificamos como se dá a formação do vapor a 10 barg produzidos com água fria a 10°C. A zona inferior (ondulada) indica a quantidade de calor contida na água fria. Deve-se adicionar 177 kcal/kg de energia calorífica para alcançar a temperatura de saturação à pressão de 10 barg. A figura à direita mostra a formação do vapor a mesma pressão em uma caldeira alimentada com água a 70°C. A quantidade de calor na água fria é maior, sendo que serve-se adicionar apenas 117 kcal/kg para atingir a temperatura de saturação. Isso representa uma economia de combustível de 9,2%. Nesse caso, o ideal é utilizar-se de uma bomba mecânica operada com vapor ou ar comprimido, pelos motivos expostos na unidade que trata sobre BOMBEAMENTO DO CONDENSADO. O consumo de vapor ou ar, nesse caso, é muito baixo, sendo que, através de um contador de batidas, podemos mensurar a quantidade de condensado recalcado. A figura abaixo mostra uma instalação típica desse tipo de bomba:
BOMBEAMENTO DO CONDENSADO A utilização de bombas convencionais, tipo centrífugas, para o bombeamento do condensado, pode trazer alguns inconvenientes, principalmente por efeito da cavitação. Por ser um fluído quente, o condensado pode sofrer reevaporação nas áreas de baixa pressão da bomba produzindo choques que provocam erosão nos internos, diminuindo sensivelmente sua vida útil. Para os casos vistos anteriormente, a utilização de uma bomba com acionamento mecânico auto operado vem a atender todas as necessidades. A figuras abaixo mostra o detalhe interno desse tipo de bomba:
A bomba deve ser instalada conforme mostra a figura abaixo, onde demonstramos também seu princípio de funcionamento:
INSTALAÇÃO TÍPICA DE BOMBA AUTO OPERADA Inicialmente, o condensado escoa para dentro da bomba a partir de um coletor elevado (tanque de alimentação). Com o aumento do volume interno da bomba, a bóia movimenta-se para cima, uma vez que a válvula de exaustão localizada na parte superior da bomba encontra-se aberta. O condensado não passa pela válvula de retenção na saída, pois a contrapressão a mantém fechada. No momento em que a bóia atinge seu nível máximo, o comando de operação das válvulas inverte a posição de abertura, bloqueando a válvula de exaustão e abrindo a válvula de admissão de vapor ou ar comprimido. Essa admissão permite a pressurização da câmara da bomba, forçando o fluido para baixo. A válvula de retenção na entrada não permite o retorno, fazendo com que o recalque se estabeleça no sentido do tanque de água de alimentação da caldeira. Quando a bóia atinge seu nível mínimo, haverá nova inversão no comando das válvulas; fecha-se a válvula de admissão e abre-se a válvula de exaustão, permitindo a despressurização da bomba e iniciando um novo ciclo. As vantagens desse sistema são: - Atuam com vapor, ar comprimido ou qualquer fluido compressível, com baixos consumos. - São ideais para aplicações em atmosferas explosivas (não não necessitam de alimentação elétrica). - Possuem baixo índice de manutenção. - Não sofrem danos por ação cavitante