Como remover gases não condensáveis, como ar, de sistemas de vapor?

As principais fontes de gases não condensáveis, como o ar, em sistemas de vapor são as seguintes:
(1) Após o fechamento do sistema de vapor, é gerado um vácuo e o ar é sugado
(2) A água de alimentação da caldeira transporta ar
(3) A água de abastecimento e a água condensada entram em contato com o ar
(4) Espaço de alimentação e descarga de equipamentos de aquecimento intermitente

Gases não condensáveis ​​são muito prejudiciais aos sistemas de vapor e condensado
(1) Produz resistência térmica, afeta a transferência de calor, reduz a saída do trocador de calor, aumenta o tempo de aquecimento e aumenta os requisitos de pressão de vapor
(2) Devido à baixa condutividade térmica do ar, a presença de ar causará aquecimento desigual do produto.
(3) Como a temperatura do vapor em gás não condensável não pode ser determinada com base no manômetro, isso é inaceitável para muitos processos.
(4) NO2 e CO2 contidos no ar podem facilmente corroer válvulas, trocadores de calor, etc.
(5) Gás não condensável entra no sistema de água condensada, causando golpe de aríete.
(6) A presença de 20% de ar no espaço de aquecimento fará com que a temperatura do vapor caia mais de 10°C. Para atender à demanda de temperatura do vapor, a pressão do vapor será aumentada. Além disso, a presença de gás não condensável causará queda na temperatura do vapor e sérios bloqueios de vapor no sistema hidrofóbico.

Entre as três camadas de resistência térmica de transferência de calor no lado do vapor – filme de água, filme de ar e camada de incrustação:

A maior resistência térmica vem da camada de ar. A presença de uma película de ar na superfície de troca de calor pode causar pontos frios ou, pior ainda, impedir completamente a transferência de calor ou, pelo menos, causar aquecimento desigual. De fato, a resistência térmica do ar é mais de 1.500 vezes maior que a do ferro e do aço e 1.300 vezes maior que a do cobre. Quando a proporção cumulativa de ar no espaço do trocador de calor atinge 25%, a temperatura do vapor cai significativamente, reduzindo assim a eficiência da transferência de calor e levando à falha da esterilização durante a esterilização.

Portanto, os gases não condensáveis ​​no sistema de vapor devem ser eliminados a tempo. A válvula termostática de exaustão de ar mais comumente usada no mercado atualmente contém uma bolsa selada preenchida com líquido. O ponto de ebulição do líquido é ligeiramente inferior à temperatura de saturação do vapor. Assim, quando o vapor puro envolve a bolsa selada, o líquido interno evapora e sua pressão faz com que a válvula se feche; quando há ar no vapor, sua temperatura é inferior à do vapor puro e a válvula se abre automaticamente para liberar o ar. Quando o ambiente é vapor puro, a válvula se fecha novamente e a válvula termostática de exaustão remove o ar automaticamente a qualquer momento durante toda a operação do sistema de vapor. A remoção de gases não condensáveis ​​pode melhorar a transferência de calor, economizar energia e aumentar a produtividade. Ao mesmo tempo, o ar é removido a tempo para manter o desempenho do processo, que é crítico para o controle da temperatura, uniformizar o aquecimento e melhorar a qualidade do produto. Reduz os custos de corrosão e manutenção. Acelerar a velocidade de partida do sistema e minimizar o consumo de partida são cruciais para esvaziar sistemas de aquecimento a vapor de grandes espaços.

A válvula de exaustão de ar do sistema de vapor é melhor instalada na extremidade da tubulação, no canto morto do equipamento ou na área de retenção do equipamento de troca de calor, o que favorece o acúmulo e a eliminação de gases não condensáveis. Uma válvula de esfera manual deve ser instalada na frente da válvula de exaustão termostática para que o vapor não possa ser interrompido durante a manutenção da válvula de exaustão. Quando o sistema de vapor é desligado, a válvula de exaustão permanece aberta. Se o fluxo de ar precisar ser isolado do mundo externo durante o desligamento, uma válvula de retenção de vedação suave com pequena queda de pressão pode ser instalada na frente da válvula de exaustão.