Parte 05 aplicação purgador

Projeto de Sistemas de Vapor
Aplicação de Vapor
Purgadores

Purgadores

CONCEITO: Dispositivo que libera automaticamente
condensado, sem perder VAPOR.
CONDIÇÃO BÁSICA DE FUNCIONAMENTO:
PP11 >> PP22
PPrreessssããoo
PPrreessssããoo
PPrreessssããoo
DDiiffeerreenncciiaall
Purgador

Purgador
INFLUÊNCIA DA ALTURA MANOMÉTRICA
ALTURA
25 m
TANQUE DE
ÁGUA DA
CALDEIRA
EQUIP.
P =2kgf/cm

Válvulas Manuais

Válvulas de Passagem Variável

Purgadores de Orifício Fixo
Placa de Orifício

Características do bom Purgador
Eliminador de ar;
Remoção de condensado;
Eficiência térmica;
Confiabilidade.

1- Mecânicos:
a) De Bóia;
b) De Balde Invertido.
2 – Termodinâmicos:
a) De Fluxo Simples;
b) De Fluxo Distribuído.
3 – Termostáticos:
a) Bimetálico;
b) Expansão Líquida;
c) Pressão Balanceada.
Tipos de Acionamento

Purgadores Mecânicos

Purgador Mecânico de Bóia

No início do processo, o
elemento eliminador de
ar termostático permite
a passagem do ar. Sem
ele, o purgador ficaria
travado pela presença
do ar.
O condensado alcança o
purgador, levanta a bóia, e
o mecanismo abre a
válvula principal (sede). O
condensado quente fecha
o elemento eliminador de
ar. O condesado é
descarregado à
temperatura do vapor
saturado.
Quando o vapor chega,
a bóia desce e fecha a
válvula principal (sede).
Esta válvula principal
(sede) está sempre
abaixo do nível da
água, prevenindo
contra o escape de
vapor vivo.

Purgador de Bóia com Eliminador de Vapor Preso

Cilindro
Entrada de
vapor
Saída de
condensado
Tubo
pescador
Sifão Estacionário
Sifão rotativo
Cilindros Secadores

Purgador de Bóia com Sede Dupla

Principais Características:
- Proporcionam a descarga contínua do condensado na
mesma temperatura do vapor, sendo ideais para aplicações
onde haja a necessidade da imediata eliminação do
condensado;
- São os únicos que possibilitam a eliminação do vapor
preso, desde que dotados da válvula tipo SLR;
- São bons eliminadores de ar, desde que providos com
elemento próprio. Absorvem muito bem quaisquer
variações de pressão e / ou vazão;
- Podem sofrer danos por golpes de aríete e por condensado
corrosivo.

Dimensionamento de Purgadores
Fatores de Segurança
- Drenagem de Linha
- Tanque de Armazenagem
- Tanque de Aquecimento
- Aquecedores de Ar
- Serpentina Submersa (nível baixo)
- Serpentina Submersa (por sifão)
- Drenagem de Cilindro
- Linhas de Aquecimento (tracers)
- Prensas
322223223
Esses fatores dependem de aplicações particulares

Kit de drenagem padrão

Bateria de
Aquecedores
de ar
Drenagens com
Purgadores de
Bóia
Principais Aplicações

Vaso
Encamisado
Drenagem com
Purgador de Bóia
Produto

Trocador de Calor
Casco-Tubo
Drenagem com Purgador de Bóia

Cilindro
Secador
Drenagem com Purgador de Bóia

Purgador Mecânico de Balde Invertido

Saída
Entrada

Saída
EEnnttrraaddaa

O condensado entra no
purgador e forma o selo
d´água no seu interior.
O peso do balde
mantém a sede aberta.
O condensado flui ao
redor do balde até ser
eliminado do purgador.
O vapor entra por baixo
do balde, elevando-o.
Isso faz com que o
mecanismo com
obturador também
suba, fechando a sede
O vapor enclausurado
condensa e um pouco
do vapor escapa
através do orifício do
balde. O peso do balde
vai puxar o mecanismo
do obturador para
baixo, abrindo a sede e
repetindo o ciclo.
O pequeno orifício
de escape do balde
elimina o ar para o
topo do purgador
vagarosamente.

- Atendem altas pressões;
- São muito resistentes a golpes de aríete e a
condensado corrosivo;
- Eliminam o ar de forma lenta;
- Necessitam de um selo d’água para operar;
- Necessitam de válvula de retenção na entrada
para se evitar a perda do selo d’água, em função
de eventuais variações de pressão.

Principais Aplicações

Purgadores Termodinâmicos

Purgador Termodinâmico

CORPO

DISCO
CORPO

ISOTAMPA
DISCO
CORPO

Funcionamento

1 2
3 4
No início, a
pressão de
entrada atua na
parte inferior do
disco, elevando
este e permitindo
a descarga do ar e
do condensado
que chegam
Simultaneamente
o vapor flash
pressuriza a parte
superior do disco,
empurrando este
para baixo. O
disco assenta na
sede, mantendo a
câmara superior
pressurizada
Quando o fluxo de
condensado quente passa
pela câmara de controle
sua pressão cai,
produzindo vapor flash. A
alta velocidade do vapor
flash cria uma zona de
baixa pressão na parte
inferior do disco,
puxando-o e fechando a
sede.
O vapor flash acima do
disco condensa, devido
à troca térmica com a
tampa do purgador,
liberando o disco para a
passagem do
condensado que chega,
reiniciando o ciclo de
funcionamento.

Principais Características
- Não necessitam de ajustes em função das variações de pressão;
- São muito compactos e possuem grandes capacidades de descarga em comparação ao seu
tamanho;
- Admitem altas pressões;
- Não sofrem danos por golpes de aríete e condensado corrosivo;
- São de fácil manutenção;
- Podem operar em qualquer posição (preferencialmente na horizontal, em função do desgaste do
disco);
- Não admitem contrapressões ou pressões diferenciais baixas;
- Eliminam o ar, desde que a pressão no início do processo se eleve lentamente;
- Possuem uma ISOTAMPA, para evitar que ocorra uma rápida condensação do vapor flash contido na
câmara de controle. Sem ela o purgador promove aberturas e fechamentos em curtos espaços de tempo,
causando perda de vapor e desgaste prematuro;
- Descarregam o condensado de forma intermitente;
- Não atendem bem grandes variações de pressão e vazão de condensado.

Principais Aplicações:

Purgadores Termostáticos

Purgador Termostático

Pontos de Acúmulo de Ar no sistema
Ar empurrado
pelo vapor
Ar confinado

Influência do Ar em Sistemas de Vapor
Temos a mistura de: 20 % Ar - 80 % Vapor
A pressão absoluta de 3 kgf/cm2
Temperatura desejada 132,9oC
Aplicando aa LLEEII DDEE DDAALLTTOONN
(em uma mistura cada elemento exerce a mesma pressão que exerceria se estivesse
ocupando sozinho o mesmo volume)
PAbs = % Ar x PAbs + Vapor x PAbs
3 = 20 % X 3 + 80 % X 3
3 = 0,6 + 2,4
3 = 3
Pressão do ar = 0,6 kgf/cm2
Pressão do vapor = 2,4 kgf/cm2
Temperatura correspondente = 125,5 oC

Purgador Termostático de Pressão Balanceada

1 2 3
No início do processo, o
ar frio e o condensado
entram no purgador e
são descarregados
livremente porque a
cápsula também está
fria, e a válvula aberta.
Quando o condensado se
aproxima da temperatura do vapor
a cápsula vai aquecendo. O
líquido da cápsula evapora,
causando uma pressurização
interna que atua sobre o
diafragma, empurrando a válvula
contra a sede, antes de ocorrer
perda de vapor.
O condensado esfria. A
pressão de vapor no
interior da cápsula
diminui e a válvula
começa a abrir. O
condensado é
descarregado e o ciclo
se repete.

- Permitem ajustes para descarregar condensado a baixas temperaturas
(aproveitamento do calor sensível);
- São excelentes eliminadores de ar;
- São muito resistentes a golpes de aríete e a vibrações;
- Não absorvem grandes variações de pressão, em função de sua
forma construtiva;
- Possuem baixa resistência quando da presença de condensado corrosivo;
- Descarregam condensado a temperaturas abaixo de 100°C, possibilitando
alagamentos. Não devem ser aplicados em drenagem de sistemas onde se
requeira eliminação imediata do condensado.

Frio Quente
Calor
Purgador Termostático Bimetálico

Válvula
Aberta

Válvula Fechada

Lâmina BBiimmeettáálliiccaa CCrruuzzaaddaa
TTeemmppeerraattuurraa
ddoo vvaappoorr
CCuurrvvaa ddoo
vvaappoorr
ssaattuurraaddoo
PPrreessssããoo ddoo vvaappoorr

1 2 3
No início, o elemento
bimetálico está relaxado,
e a válvula está aberta. O
condensado frio e o ar são
eliminados.
O fluxo de condensado
quente através do purgador
aquece o elemento, que vai
puxando a válvula contra a
sede.
Quando a temperatura do
condensado descarregado se
aproxima da temperatura do vapor,
o elemento fecha a válvula.
O novo condensado chega, relaxa
o elemento, e permite a abertura
da válvula,
repetindo o ciclo.

- Possuem grandes capacidades de descarga comparados com seu tamanho;
- São excelentes eliminadores de ar;
- São muito resistentes a golpes de aríete;
- Podem ser projetados para resistir a ação de condensado corrosivo;
- Podem trabalhar em altas pressões e com vapor superaquecido;
- O obturador localizado na saída serve como retenção ao fluxo inverso;
- São de fácil manutenção;
- Não respondem rapidamente às variações de pressão;
- Descarregam o condensado abaixo da temperatura de saturação, não sendo
viável sua instalação em sistemas onde se necessita uma rápida drenagem do
condensado.

Gráfico de Temperatura de descarga
Curva de vapor
saturado
Bóia e Balde Invertido
Termodinâmico
Term. Pressão Balanceada
Term. Bimetálico
Expansão Líquida a
60ºC
0
Temp.
100
Pressão

Conexão Universal

Conexão Universal
Benefícios:
• Instalação em tubulações em qualquer posição;
• Somente dois parafusos desconectam o purgador da linha;
• Substituir o purgador sem precisar desmontar conexões (baixo custo de
manutenção);
• Espaço reduzido de instalação;
• A conexão pode ser utilizada para vários modelos de purgadores (universal).

Distribuidor de Fluxo Universal
DFU

Sistema Convencional
TESTE DE
ALAGAMENTO
BLOQUEIO BLOQUEIO
TESTE DE
VAZAMENTO
PURGADOR

Sistema Convencional
Pontos de Vazamento:

Distribuidor de Fluxo Universal - DFU
Entrada
Saída
Válvula de
descarga
montante
Válvula de
descarga
jusante
Válvula de
bloqueio
montante
Válvula de
bloqueio
jusante

2 vias - para instalações sem
retorno de condensado
4 vias - para instalações com
retorno de condensado

Saída
Válvula
aberta
Válvula
aberta
Válvula
fechada
Válvula
fechada
OOppeerraaççããoo nnoorrmmaall
Entrada

Saída
Válvula
fechada
Válvula
fechada
Válvula
aberta
Válvula
fechada
Entrada
Teste de alagamento ou
by-pass p/ atmosfera

Saída
Válvula
aberta
Válvula
fechada
Válvula
fechada
Válvula
aberta
Entrada
Teste de vazamento ou
descarga p/ atmosfera

GAXETA
GAIOLA
GAXETA
PISTÃO

Características
• Montagem do purgador sem interferir na tubulação;
• Permite instalação em qualquer orientação da tubulação;
• Conexão compatível com todos os purgadores da série U;
• Somente dois parafusos desconectam o purgador da linha.

Linha de Vapor
Condensado
Válvulas de Bloqueio
DFU
Isolamento
Purgador com
conexão
Universal

Sistemas de Drenagem

Drenagem Coletiva
AAAA BBBB CCCC

Drenagem Individual
AAAA BBBB CCCC

Drenagem Coletiva
Drenagem Individual
Exemplo: Drenagem de Prensas

Drenagem de Serpentina com saída pela parte superior
coluna
vapor
tubulação de
peq. diâmetro
até o pé da
coluna
sifão
tubo
pescador
curva de
elevação

Drenagem de Serpentina com saída pela parte inferior

Vasos Encamisados

Cilindros Secadores

Comportamento do condensado no interior dos cilindros a
depender da velocidade
Fig. 1 Fig. 2 Fig.3 Fig.4
Fig. 1 – Estácionario:
Cilindro parado,
condensado na parte
inferior do cilindro.
Fig. 2 – Empoçado:
Baixa velocidade. O
condensado
movimenta-se de
um lado para o
outro, na parte
Fig. 3 – Cascata:
Média velocidade.
O condensado acompanha
o cilindro até a atingir a
vertical, quando o mesmo
cai de volta para parte
Fig. 4 – Centrífugo:
O condensado cria um anel
na parede do cilindro, devido
à ação da força centrifuga.
Cilindros Secadores

Cilindros Secadores
Entrada de vapor
Saída de
condensado
União rotativa
Drenagem de condensado
com purgador FT SLR

Cilindros Secadores
Entrada
de vapor
Saída de
condensado
União rotativa
Drenagem do condensado
Purgador de bóia FT com
conexão a uma válvula de
descarga

Aquecedores de Ar / Radiadores
vvaappoorr
ccoonnddeennssaaddoo

Trocadores de Calor

Stall Point
Baixa Pressão Interna: Temp. próxima
do Set Point
P1 = P2
Válvula de Controle
Modulando
Stall Point

Temp. no Set Point
P1 < P2
Stall Point
Baixa Pressão Externa:
Válvula de Controle
Fechada

Purgador de Bombeamento - APT

 O condensado entra no corpo
através da válvula de retenção de
portinhola;
 Isto provoca a flutuação das bóias ;
 As bóias são conectadas ao
mecanismo do purgador;
 Se a pressão a montante for
suficiente para vencer a
contrapressão o condensado é
descarregado pelo purgador.
APT - Funcionamento

 Se a pressão do sistema for
inferior a contrapressão, um
purgador convencional entraria
em Stall;
 O condensado irá alagar o
sistema;
 Com o APT 14 o condensado irá
preencher seu corpo.
APT - Funcionamento

 As bóias flutuarão até que o
mecanismo da bomba dispare;
 A válvula de admissão de abre e
a válvula de exaustão fecha.
APT - Funcionamento

 A ação rápida do mecanismo
garante uma rápida mudança do
modo purgador para o modo bomba;
 Com a válvula de admissão de vapor
aberta, a pressão interna ao APT
eleva-se acima da contra-pressão;
 O condensado é forçado a deixar o
APT através da sede do purgador
para a linha de retorno de
condensado.
APT - Funcionamento

 Como o nível de condensado cai
dentro do APT, as bóias ligadas ao
mecanismo acionam-o;
 A válvula de admissão de vapor
fecha e válvula de exaustão abre.
APT - Funcionamento

 A pressão interna no APT é aliviada
pela válvula de exaustão aberta.
 Como a pressão interna no APT é
equalizada com o sistema, o
condensado entra pela válvula de
retenção de entrada tipo portinhola.
 No mesmo instante a válvula de
retenção de saída (do tipo esfera)
garante que o condensado da linha
de retorno retorne ao interior do
APT;
 O ciclo de purga ou bombeamento
inicia-se novamente.
APT - Funcionamento

APT - Aplicações
Remoção de Condensado de Trocadores ddee CCaalloorr CCaassccoo -- TTuubboo

Métodos de Avaliação de Purgadores

Métodos de Avaliação de Purgadores
• Observação da descarga p/ atmosfera;
• Visores de fluxo;
• Medição de temperatura a jusante;
• Calorimetria;
• Estetoscópios industriais;
• Detectores ultrassônicos;
• Spiratec;
• Termografia.

Quantificação do Consumo de Vapor

Avaliação Visual – Descarga para atmosfera
VVaappoorr PPuurrggaaddoorr
CCoonnddeennssaaddoo
++
VVaappoorr ddee rreevvaappoorraaççããoo

Aplicação de estetoscópio industrial
FFOONNEE DDEE OOUUVVIIDDOO
TTUUBBOO DDEE BBOORRRRAACCHHAA
DDIIAAGGRRAAMMAA
PPOONNTTAA DDEE CCOONNTTAATTOO

PPuurrggaaddoorr
VViissoorr
ddee
fflluuxxoo
LLiinnhhaa
ddee
rreettoorrnnoo
Visores de Fluxo

Método Ultrassônico – UP100

Câmara Spiratec

CCaalloorr ddiissssiippaaddoo
ppoorr rraaddiiaaççããoo
CCoonnddeennssaaddoo ++
VVaappoorr ddee rreeeevvaappoorraaççããoo
Câmara Spiratec
SSeennssoorr ddee nníívveell
PP11 == PP22
VVaappoorr
CCââmmaarraa
PP11 PP22
PURGADOR FUNCIONANDO NORMALMENTE

Câmara Spiratec
Aumento ddaa vveelloocciiddaaddee
PP11 PP22
VVaappoorr
SSeennssoorr ddee nníívveell
PP11 >> PP22
PPeerrddaa ddee
vvaappoorr
vviivvoo
PURGADOR VAZANDO

Purgador Trabalhando
Corretamente
Purgador Falhou aberto
Purgador Falhou Fechado
(Represando)
Câmara Spiratec

Câmara Spiratec
RB 16E Interligado com RB 16E
O RB 16E pode ser instalado numa base em cascata. Uma caixa mestre vai monitorar até 16 aparelhos
R 16E. Uma luz vermelha na caixa mestre vai indicar que caixa local estará registrando o purgador com
falha. A caixa Local irá identificar qual purgador especificamente está com falha.

Termografia

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