Transmissor de pressão de vapor

Resposta rápida

Um transmissor de pressão de vapor precisa, antes de tudo, de proteção contra o calor do processo. Isso é resolvido com uma opção de radiador de alta temperatura (até 350 °C) para montagem direta ou com uma vedação de diafragma com capilar para montagem remota, longe da linha quente.

Em vapor saturado ou superaquecido, instale sempre um circuito de condensado (rabo de mangueira ou sifão) entre a tomada de processo e o transmissor, mesmo com um radiador de alta temperatura instalado. O circuito se enche de condensado e impede que o vapor vivo entre em contato direto com o sensor.

As faixas de pressão de vapor comuns variam de 0 a 1,6 MPa em circuitos de aquecimento de baixa pressão até 0 a 4,0 MPa ou mais em coletores de caldeira. As opções de saída são 4-20 mA, HART ou RS485 Modbus RTU .

Por que o vapor requer cuidados especiais?

Um padrão sensor transmissor de pressão Sensores piezoresistivos ou capacitivos têm um limite superior de temperatura bem abaixo da temperatura do vapor vivo, que gira em torno de 80 °C. O vapor saturado a 1,0 MPa (manométrico) já atinge cerca de 184 °C, e o vapor superaquecido em um coletor de caldeira pode ultrapassar os 300 °C. Se o diafragma do sensor for colocado diretamente nesse caminho, sem proteção, ele sofrerá deriva e, eventualmente, falhará, muitas vezes em questão de semanas, e não de anos. A solução é manter o vapor quente longe do chip do sensor de pressão, garantindo ao mesmo tempo a transmissão precisa da pressão. Existem três métodos comprovados para isso, dependendo da sua instalação.

Método 1: Circuito de Condensado com Transmissor de Pressão de Temperatura Padrão ou Alta

A abordagem mais comum em coletores de vapor é um circuito de condensado, também chamado de sifão ou tubo de derivação, instalado entre a tomada de processo e o transmissor. O vapor que entra no circuito esfria e condensa, e o condensado que se acumula atua como um amortecedor térmico, de modo que o transmissor lê a pressão através de uma coluna de água em vez de através do vapor vivo.

Com um circuito de condensado devidamente preenchido, um transmissor padrão geralmente suporta vapor saturado até pressões moderadas sem qualquer alteração adicional. Para temperaturas de processo mais elevadas, ou como margem de segurança contra o funcionamento a seco do circuito, adicione um radiador de alta temperatura opcional, que estende o ponto de operação seguro do sensor de pressão de vapor até 350 °C na conexão do processo.

Importante: o circuito de condensado deve ser preenchido antes do comissionamento. Um circuito vazio na primeira inicialização expõe o sensor à temperatura máxima do vapor imediatamente, o que anula a sua função.

Método 2: Circuito de condensado em espiral para transmissor de pressão de vapor em alta temperatura

Uma simples curva em espiral funciona bem com vapor moderadamente saturado, mas em linhas mais quentes ou de maior pressão, uma única curva nem sempre proporciona ao vapor superfície de contato suficiente para condensar completamente antes de atingir o sensor. Uma espiral de condensado, feita enrolando várias voltas de tubo em vez de uma única curva em U, resolve esse problema. O comprimento extra do tubo e a maior área de superfície resfriam e condensam o vapor de forma mais completa, de modo que o transmissor detecta uma coluna de água estável mesmo em coletores de caldeira quentes.

Essa serpentina geralmente é fabricada no local ou encomendada como um acessório pré-moldado no mesmo material da tubulação do processo, na maioria das vezes aço inoxidável 316 para uso em caldeiras. Ela se encaixa entre a válvula de bloqueio e o transmissor, na mesma posição que um rabicho reto ocuparia, e geralmente é combinada com a opção de radiador de alta temperatura para maior margem de segurança em linhas que operam acima de 250 °C.

Quando usar uma serpentina em vez de um simples rabicho: coletores superaquecidos de alta pressão, locais com espaço vertical limitado onde uma única serpentina não consegue formar uma curva em U suficientemente profunda, ou locais com histórico de serpentinas secando entre as paradas para manutenção.

Método 3: Selo de diafragma com capilar para pontos remotos ou de alta demanda para medição de pressão de vapor

Em coletores de caldeiras de alta pressão, ou onde o ponto de derivação é de difícil acesso para manutenção, uma vedação de diafragma flangeada conectada ao transmissor por um tubo capilar funciona melhor. O diafragma da vedação entra em contato direto com o processo, um fluido de enchimento transmite a pressão através do capilar e o transmissor é montado longe da tubulação quente, geralmente em um local com temperatura ambiente controlável e de mais fácil acesso.

Essa configuração custa mais do que uma instalação com circuito de condensado, por isso geralmente é reservada para vapor superaquecido de alta pressão, locais com forte vibração ou de difícil acesso, ou onde o transmissor precisa ficar na altura dos olhos de um técnico, em vez de no próprio coletor.

Como escolher a faixa de pressão para o transmissor de pressão de vapor

As faixas de pressão do vapor variam bastante de acordo com a aplicação. A tabela abaixo apresenta as faixas típicas encontradas em serviços de vapor comuns. Dimensionar o transmissor de pressão de vapor deve sempre ser feito de forma que a pressão normal de operação fique no terço central da faixa, e não no limite superior, para garantir a precisão a longo prazo e permitir uma margem de segurança para picos de pressão.

Sinal de saída e integração do transmissor de pressão de vapor

Um transmissor de pressão de vapor normalmente suporta Saída analógica de 4-20 mA , HART e RS485 Modbus RTU (Modbus TCP/IP não é suportado na maioria das linhas de transmissores de pressão industriais). Para cálculos de eficiência de caldeiras que combinam pressão com um medidor de vazão de vapor, um barramento Modbus RTU compartilhado entre o transmissor de pressão, o sensor de temperatura e o medidor de vazão simplifica a fiação de volta ao sistema de controle.

Seleção do material em contato com o fluido e do diafragma do transmissor de pressão de vapor

O vapor limpo, saturado ou superaquecido não é corrosivo, portanto, um diafragma de isolamento padrão de aço inoxidável 316L atende à maioria das aplicações de pressão de vapor sem a necessidade de materiais especiais. Utilize Hastelloy, tântalo ou titânio apenas quando a linha de vapor transportar resíduos de um processo agressivo, e não para vapor comum de caldeira ou de utilidades.

Notas de instalação do transmissor de pressão de vapor

• Instale o sifão de condensado abaixo da tomada de processo, de forma que ele se encha e permaneça cheio, e não em uma inclinação que permita o retorno da água.
• Sempre que possível, monte o transmissor de pressão de vapor com a conexão de processo voltada para baixo, para que o condensado escorra em direção ao processo em vez de se acumular contra o sensor.
• Instale uma válvula de bloqueio para isolamento durante a manutenção e uma válvula de purga para despressurização segura antes da remoção.
• Em climas frios, isole a espira e a caixa para evitar o congelamento, que pode rachar a espira ou danificar o sensor.
• Mantenha os cabos capilares em versões com vedação remota curtos e bem suportados. Cabos longos reduzem o tempo de resposta e introduzem um pequeno erro em variações extremas de temperatura ambiente.

Um padrão comum em salas de caldeiras de fábricas

É comum vermos solicitações conjuntas para transmissores de pressão de vapor e medidores de vazão de vapor tipo vórtice, ambos com comunicação via RS485 Modbus RTU, permitindo que a planta calcule a vazão mássica e monitore a eficiência da caldeira sem a necessidade de um computador de vazão separado. A instalação do transmissor de pressão com um circuito de condensado e, em coletores de água quente, um radiador de alta temperatura, tem se mostrado confiável nos projetos de casas de caldeiras que apoiamos. Este texto descreve um padrão geral e recorrente em projetos, e não uma instalação específica já concluída; envie-nos seus dados reais de pressão, temperatura e localização da tomada de pressão e confirmaremos a configuração ideal para sua planta.

Perguntas frequentes

Transmissores de pressão de vapor da Silver Instruments

A Silver Automation Instruments fabrica um transmissor de pressão pronto para vapor sob a marca Série SH316 Abrangendo o circuito de condensado e a abordagem do radiador de alta temperatura, bem como a vedação de diafragma com montagem remota capilar descrita acima. As especificações completas, opções de conexão ao processo e o formulário de consulta online estão disponíveis em silverinstruments.com.

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• Tipo de vapor: saturado ou superaquecido, com pressão operacional normal e máxima.
• Temperatura do processo no ponto de vazamento
• Faixa de medição e tipo de pressão preferenciais (manométrica ou absoluta)
• Tamanho e padrão da conexão do processo (NPT, BSP ou flange)
• Sinal de saída: 4-20 mA, HART ou RS485 Modbus RTU
• Montagem direta com laço de condensado ou vedação de diafragma com montagem remota capilar.

Envie esses detalhes por e-mail para vendas@silverinstruments.com Confirmaremos a configuração correta e enviaremos um orçamento formal.