Impacto das falhas de purgadores de vapor em instalações de processo

As falhas dos purgadores de vapor não representam uma ameaça direta ao processo ou à segurança do pessoal da fábrica, mas causam um impacto financeiro muito grande no resultado final da instalação. Cada purgador tem um orifício interno que drena a quantidade de vapor/condensado sem perder energia de vapor, ou seja, evita a perda de desempenho do processo.

Quando os purgadores de vapor falham no estado aberto ou soprado, estão constantemente a passar vapor, o que significa um aumento dos custos de combustível. Um exemplo disto pode ser visto, por exemplo, numa fábrica com uma produção de 270 kg/hr de vapor, onde os custos de combustível podem atingir $30.000 por ano.

Quando as instalações começam a envelhecer e o número de fugas de vapor aumenta, a sua eficiência diminui. Este efeito é conhecido como carga "fantasma".

Por exemplo, o diretor de operações de uma empresa de refinação estimou que 20% da produção de vapor da sua caldeira foi para carga fantasma, apenas devido à quantidade de fugas devido a falhas nos purgadores.

É importante lembrar aos engenheiros que o objetivo dos purgadores de vapor numa instalação industrial é protegê-la de condições adversas, tais como:

• Aumentar os custos de manutenção.
• Aumento do consumo de combustível e, por conseguinte, dos custos de combustível.
• Aumentar a capacidade de cumprir as normas e os objectivos ambientais.
• Promover a qualidade do vapor para que seja próxima de 100% (o vapor é a fração de uma mistura saturada).

As falhas do purgador também podem ocorrer quando o orifício está fechado e causar o conhecido golpe de aríete, que é uma condição em que as partículas de líquido se acumulam entre os pacotes de vapor e depois aceleram a alta velocidade para causar danos extremos ao equipamento da instalação.

Este tipo de efeito é particularmente comum em permutadores de calor, porque a água se acumula em pontos baixos do sistema onde compromete a transferência de calor, reduz a velocidade do fluxo e leva a eventos indesejáveis que afectam diretamente a qualidade do produto e o desempenho do processo.

É por isso que, se os purgadores não retirarem a água do sistema de vapor da instalação, as gotículas serão arrastadas e provocarão:

• Desgaste dos componentes internos do equipamento.
• Reparações dispendiosas e possíveis riscos para o pessoal da fábrica.
• Fugas nos tubos do permutador de calor e/ou nas turbinas de lançamento de pás.

4 medidas preventivas para evitar falhas nos purgadores de vapor em instalações de processamento

1. Reduzir a perda de vapor através da análise dos rácios de ineficiência dos purgadores de vapor nas instalações de processamento, uma vez que qualquer abertura de válvula no sistema tem o potencial de diminuir a pressão, o que pode causar: falhas de componentes e tubagens, colocar o pessoal e o equipamento em risco.
2. Evitar picos de pressão ou rutura da linha de vapor, o que minimiza as falhas do purgador, uma vez que quando o vapor condensado está à temperatura de saturação é suscetível de queimar e se a pressão entrar no sistema pode cair.
3. Evitar abrir o bypass de purgadores avariados, porque esta ação reduz a segurança do processo, aumenta o consumo de combustível pela caldeira e, por conseguinte, o impacto financeiro na fatura de combustível é mais elevado, bem como o impacto no ambiente devido à queima de combustíveis fósseis.
4. Implementar um bom programa de auditoria de vapor, que permita aos técnicos no terreno ou a pessoal externo efetuar uma análise individual de cada purgador, utilizando tecnologias de monitorização ultra-sónica, que têm mostrado resultados positivos na deteção de falhas nos purgadores.

Muitos gestores de instalações optam por implementar uma caldeira adicional no sistema, pensando que isso os ajudará a reduzir o consumo de combustível, quando, na realidade, deveriam pensar num sistema de monitorização contínua de fugas de vapor.

As instalações envelhecidas podem aparentar ter uma taxa de insucesso mais elevada de anos devido à não identificação e/ou substituição dos purgadores avariados. Esta é uma das principais razões pelas quais é útil considerar a taxa de avarias subjacente, a taxa de avarias dos purgadores e a taxa de avarias dos sistemas de controlo de qualidade. passos para otimizar o funcionamento do purgador. 

Quando falamos com operadores de instalações de processamento, ouvimos muitas vezes que estão a registar taxas de falha de 35% superiores nas auditorias anuais, o que normalmente é uma indicação de que os purgadores falhados se devem a uma montagem deficiente e não que a taxa de falha subjacente seja tão elevada.

Se os purgadores de vapor não forem tratados de forma rotineira, ao fim de alguns anos podem resultar em qualquer coisa entre 25% e 35% de avaria, o que tem um grande impacto nas facturas de combustível entre 8% e 10% por ano. Enquanto as máquinas a vapor de melhor qualidade podem ter uma esperança de vida de 8 anos (12,5% de avaria média). 

As auditorias de purgadores de vapor realizadas pelos técnicos da fábrica são capazes de gerir as actividades de manutenção, diminuir o impacto das falhas e melhorar a saúde do sistema. O uso de tecnologias de transmissor para monitoramento em tempo real do status do purgador de vapor traz dois benefícios significativos:

• Conhecer o estado dos seus purgadores de vapor em tempo real para os substituir antes de ocorrerem falhas tem um impacto nos processos e na eficiência da fábrica.
• A monitorização contínua é a melhor forma de analisar o estado do coletor de vapor, uma vez que não se deve confiar numa auditoria instantânea de 15 segundos do funcionamento do coletor.

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