Inspeção de purgadores de vapor

Para uma boa gestão de uma rede de vapor é essencial efetuar, regularmente, a inspeção dos purgadores de vapor.

Um dos principais contribuintes para o desperdício e a ineficiência são as fugas, tanto na atmosfera como nas válvulas e purgadores de vapor. De acordo com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, uma instalação típica consegue economizar 20% de vapor, melhorando o seu sistema de vapor. É do conhecimento geral que, se os purgadores de vapor não tiverem a adequada atenção, até um quinto do vapor gerado numa caldeira central, é perdido por fugas ou falhas em purgadores de vapor.

O objetivo de um programa, bem-sucedido, de inspeção de purgadores deve ser reparar qualquer purgador de vapor defeituoso e fugas de vapor que possam afetar a segurança, reduzir o desperdício de energia, promover a sustentabilidade ou que afetem a qualidade do produto.

Os purgadores de vapor são válvulas automáticas, projetadas para descarregar condensado (e eliminar ar) sem a perda de vapor. Assim, como qualquer equipamento mecânico, estão sujeitos ao desgaste que eventualmente irá exigir manutenção e reposição, de acordo com as especificações do fabricante. As avarias normalmente assumem duas formas:

• Fuga de vapor, ou
• Bloqueio da descarga do condensado (i.e., purgadores frios)

Para efetuar a inspeção dos purgadores de vapor são usados vários métodos para determinar se estão a funcionar adequadamente, incluindo:

• Observação visual;
• Medição de temperatura;
• Medição de som/vibração
• Medição de ultrassons
• Alguma combinação destes métodos.

Inspeção de purgadores de vapor através da observação visual

Embora limitado como método de inspeção de purgadores de vapor, a observação visual é um primeiro passo importante para determinar se um purgador está a operar apropriadamente, ou não. Por exemplo, certos sinais visuais, tais como a ausência de qualquer descarga de condensado ou vazamento extremo de vapor, a ser descarregado do purgador, pode indicar a necessidade de reparação do purgador. No entanto, é claro que uma análise visual está limitada a inspeção de purgadores de vapor, em sistemas com saída aberta. Para casos, em que sistemas recuperam o condensado numa de tubagem fechada, a tubagem irá impedir o diagnóstico visual. Em alguns casos, a instalação de um visor na saída do purgador pode ajudar na indicação visual.

A inspeção de purgadores de vapor também pode ser realizada externamente através de um furo ou junta da ligação. Na maioria dos casos, a não ser que a condição do problema possa ser claramente determinada visualmente, serão requeridos métodos de inspeção de purgadores de vapor através do sons, ultrassons e temperatura e, em alguns casos, por termografia, para fornecer o diagnóstico correto.

Inspeção de purgadores de vapor por temperatura

A medição da temperatura do condensado na entrada do purgador é o primeiro passo no processo de inspeção de purgadores de vapor por temperatura. Exceto nos casos de arrefecimento intencional, a temperatura do condensado na entrada do purgador deve ser próximo da temperatura do vapor saturado.

Inspeção de purgadores de vapor por temperatura – Purgadores frios (bloqueado)

A temperatura pode ser extremamente útil quando se estiver tentando determinar se:

• Um purgador está bloqueado
• A sua capacidade é insuficiente

Isto é assim porque estes problemas causam a acumulação do condensado, baixando a temperatura do purgador de vapor. Se a temperatura for significativamente baixa e a linha onde se encontra o purgador de vapor estiver em serviço, a baixa temperatura do purgador geralmente indica:

• Um purgador subdimensionado, sede (orifício) incorreto para a pressão do purgador;
• Uma falha de descarga devido ao purgador/filtro bloqueado;
• Uma condição de pressão diferencial negativa, no caso de equipamento a ser alimentado através de uma válvula de controlo (uma condição que ocorre quando o diferencial de pressão num dispositivo de drenagem, como um purgador, se torna negativo e não permite mais a descarga do condensado através do dispositivo de dreno, causando o alagamento no interior de um permutador, ao invés de drená-lo.., por exemplo).

Encontrar fugas de vapor através da temperatura?

A inspeção de purgadores de vapor, por medição de temperatura, para determinar se um purgador de vapor está a vazar ou não, pode levar a uma conclusão errada. Isto é assim porque, um condensado com temperatura mais alta reevapora em forma de vapor, quando for introduzido dentro de um sistema com menor pressão. Como a temperatura deste vapor é a mesma do vapor vivo a vazar, não é possível diferenciar entre uma fuga de vapor e descarga regular de condensado, através da temperatura medida. Um relatório da condição errado, baseado na temperatura, pode levar a uma substituição, não necessária, de um purgador de vapor, em bom estado.

Inspeção de purgadores de vapor pelo som

O condensado a fluir através de um purgador produz som e vibração, causados pelo mecanismo de abertura e fecho da maioria dos purgadores. Quando um purgador não estiver a operar conforme o desejado (devido ao desgaste, bloqueio ou outra razão), muitas vezes estes sons mudam. O reconhecimento destas diferenças, pode ser um método para inspeção de purgadores de vapor.

Em purgadores de balde invertido, por exemplo, escória e outros detritos flutuantes podem bloquear o orifício eliminador de ar, que por sua vez, causa o bloqueio do balde invertido, pelo menos temporário, levando ao bloqueio da descarga do condensado e congelamentos em certos ambientes.

O vapor vivo a vazar a partir do purgador, pode também produzir um som distinto, que pode ser explicado ao comparar a diferença entre “um apito e uma onda.” Um apito é um som de tom alto gerado pelo vapor, mesmo gerado de maneira suave. É impossível duplicar o mesmo tipo de som através de um líquido, seja este de grande quantidade, como uma onda, ou pequena, como uma gota a sair de uma torneira.

O condensado deve estar a fluir normalmente através do purgador e o som deve ter um tom mais baixo. Então, se este som mudar e aparentar ser mais próximo do tom agudo como o fluxo de vapor, então o purgador pode ter uma grande quantidade de vapor flash ou pode estar a vazar vapor vivo e deve ser inspecionado em detalhe.

Ferramentas para inspeção de purgadores

Inspeção de purgadores de vapor por medição de temperatura

Podem ser usadas várias ferramentas para inspeção de purgadores de vapor, por medição de temperatura, som, ou a combinação de ambos. Inspecionar um purgador, só com a temperatura, exige que o sensor de temperatura seja posicionado especificamente na entrada do purgador e não na saída.

Por exemplo, mesmo se a temperatura do vapor na entrada, seja de 250 °C, se o condensado descarregado for eliminado para a atmosfera, então a temperatura na saída do purgador de vapor não irá aumentar mais que 100 °C. Portanto, mesmo que o vapor esteja a vazar, não se pode efetuar um correto diagnóstico da condição do purgador. A temperatura é utilizada melhor para determinar se os purgadores estão a bloquear a descarga do condensado e não para detetar a fuga de vapor.

Os instrumentos mais modernos, usados para medir a temperatura, possuem um termopar e um visor digital para o fácil uso e leituras mais precisas. No entanto, para fornecer indicações mais precisas, para ambas as condições de bloqueio e de vazamento, o instrumento deve ser provido de medição da temperatura e do nível de som/ultrassom.

A inspeção de purgadores de vapor através do som

Para ampliar o som dentro de um purgador podem ser usados estetoscópios . Embora estes não tenham a mesma precisão dos instrumentos eletrónicos modernos, a sua portabilidade e facilidade de uso, podem torná-los equipamentos úteis quando combinados com equipamentos de inspeção mais modernos. O ponto onde a ponteira do estetoscópio é pcolocad irá depender do tipo de som que o inspetor esteja a tentar ouvir e geralmente exige que o inspetor verifique vários pontos.

A utilização de medidores de ultrassons

Claro que usar um medidor de ultrassons irá proporcionar maior precisão, na inspeção dos purgadores de vapor, do que com um estetoscópio.

Como mencionado anteriormente, os instrumentos que medem temperatura e ultrassons são os ideais. A leitura da temperatura é necessária para determinar se o purgador está ou não está bloqueado e o ultrassom é o método preferido para verificar se há fugas de vapor. Efetivamente um som de vapor a vazar é significativamente diferente entre vapor e condensado.

Quando o ultrassom for devidamente filtrado, esses instrumentos, à base de temperatura e ultrassons, podem proporcionar uma leitura consistente e precisa, que permite um julgamento da condição do purgador de vapor. Alguns instrumentos de diagnóstico baseados em ultrassons, podem até mesmo fazer um julgamento da condição através da comparação automática do resultado medido, com as condições anteriormente conhecidas e melhorar assim, significativamente, a precisão da avaliação.

O equipamento de inspeção de purgadores de vapor por ultrassons, é a ferramenta de diagnóstico de sistemas de vapor mais versátil e precisa, disponível atualmente. O medidor de ultrassons permite ao operador ouvir sons não percetíveis pelo ouvido humano. Este tipo de equipamento recebe um sinal de alta frequência (tipicamente entre 20 – 100 KHz) e heterodiniza o sinal, proporcionando um som audível para o operador ouvir com o auxílio de auscultadores. A inspeção de purgadores de vapor por ultrassons é o método de teste final a ser usado no programa de testes de purgadores de vapor para detetar purgadores de vapor defeituosos. O operador utiliza o módulo do estetoscópio para contatar o lado de descarga do purgador de vapor e tem a capacidade de detetar até mesmo as pequenas mudanças nas características operacionais ou no mau funcionamento. A sensibilidade da maioria dos equipamentos de medição de alta frequênci,a permite que o técnico ouça não apenas purgadores de vapor completamente a não funcionar (soprando vapor), mas até mesmo a fuga de vapor de um purgador em operação normal. Este método de teste fornece o primeiro sinal de desgaste do purgador de vapor e é usado como uma ferramenta preditiva para o controlo de condição de purgadores de vapor. O teste ultrassónico permite que o técnico responsável pelo teste ouça a operação interna do purgador de vapor. Assim, a eficácia da operação do purgador, pode ser determinada. Ao ouvir a unidade de teste de ultrassom, tem de se ter em conta que o condensado irá crepitar e o vapor apitará durante o teste com o equipamento de ultrassons.

Recomendações

A inspeção de purgadores de vapor é uma parte importante de gestão do parque de purgadores de uma instalação. Uma vez que a falha for confirmada, o purgador deve ser reparado ou substituído o mais rápido possível, para maior rentabilidade.

Para um diagnóstico preciso da condição do purgador, é fundamental obter a ajuda de um técnico experiente com equipamento especializado. Pelos motivos acima expostos, é altamente recomendável que este equipamento seja capaz de medir a temperatura e ultrassons.

Além do purgador em si, é importante também inspecionar os equipamentos periféricos incluindo válvulas manuais, válvulas bypass, válvulas de retenção e a condição operacional do equipamento que utiliza vapor. Desta forma, a otimização regular do sistema de vapor pode ajudar a maximizar a eficiência do processo e muitas vezes, levar a significativa economia de energia.