Ponto Crítico
VÁLVULAS REDUTORAS DE
PRESSÃO
Você está perdendo potência no seu equipamento de
aquecimento?
Nos processos industriais de aquecimento, o vapor d’água é o fluido térmico de maior preferência por
várias razões. Todavia, muitos usuários se queixam do desempenho abaixo do esperado para o
equipamento consumidor. Por exemplo, um tanque com camisa de aquecimento usado em um processo
por batelada está levando mais tempo para que seu conteúdo atinja a temperatura de regime do que
aquele previsto pelas características nominais do equipamento. Em geral, a primeira reação do
operador é apontar a falta de vapor, com a tendência reflexa igualmente comum de aumentar o
diâmetro da tubulação, sem obter com isso qualquer melhora.
Nesta coluna, procurarei mostrar um procedimento simples para que se possa fazer um diagnóstico
correto. Para desenvolver nosso raciocínio, usaremos a
Figura 1, que mostra o esquema simplificado de um processo de aquecimento industrial composto por
um tanque com agitação, contendo um líquido que deve ser aquecido pelo calor proveniente do vapor
inserido na camisa de aquecimento do tanque. Os tramos de alimentação de vapor e de remoção de
condensado foram representados de maneira simplificada, contendo apenas a válvula redutora de
pressão e o purgador de condensado, respectivamente.
Os processos de aquecimento industrial possuem requisitos muito bem determinados quanto às
temperaturas máximas suportadas pelos produtos em aquecimento. Por exemplo, no processo de
recauchutagem de pneus, a temperatura mínima exigida para o vapor é de 150ºC, abaixo dela não
ocorre vulcanização conveniente. A máxima admissível para o vapor é de 153ºC, acima da qual a
borracha endurece. Por esse motivo, a especificação para a entrada das prensas de recauchutagem
requer vapor saturado entre 4,8 e 5,3 kgf/cm² absoluto (abs), sendo a válvula redutora de pressão
regulada para 5 kgf/cm² abs.
O vapor para aquecimento dos diferentes processos existentes em uma indústria é gerado em uma
pressão única, muitas vezes levemente superaquecido. Para efeito de raciocínio, imaginemos que o
gerador de vapor central da indústria produza vapor a 10 kgf/cm² abs a 190ºC, ou seja, a temperatura
do vapor saturado, nesta pressão, corresponde a 179ºC, o que indica uma geração com 11ºC de
superaquecimento. A
Figura 2 mostra esquematicamente um diagrama Ts do vapor d’água, com o ponto A indicando a
condição do vapor na geração. Ao escoar pela tubulação, o vapor tem sua pressão reduzida pela perda
de carga e também sua temperatura, devido à perda térmica pelo isolamento térmico da tubulação.
Admitamos que na seção a montante da válvula redutora de pressão, ponto B, as condições do vapor
sejam 9,7 kgf/cm² abs (temperatura de saturação de 178,5ºC) e 186ºC, situação em que o vapor estaria
com 8ºC de superaquecimento. O processo de redução de pressão do vapor na válvula redutora leva a
condição do mesmo para 5,0 kgf/cm² abs e 170ºC, no ponto C (temperatura de saturação de 151ºC), ou
seja, um grau de superaquecimento de 19ºC.
O vapor, ao entrar na camisa de aquecimento nesta condição, tem no processo de troca de calor com a
parede do tanque com agitação uma redução de temperatura até 151ºC, quando, então, atinge a
temperatura de saturação para a pressão em que se encontra. Portanto, podemos identificar dois
