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Saiba como evitar o desperdício de energia ocasionado pelas válvulas redutoras de pressão em sistemas com vapor saturado!


No Brasil, aproximadamente 20% das indústrias utilizam sistemas térmicos com vapor, ou seja, mais de 70.000 mil indústrias. Destas indústrias, a maioria possui mais de uma válvula redutora em seu processo, visando adequar o nível de pressão da caldeira para a pressão de operação de cada um dos equipamentos que operam com vapor.

A maioria das indústrias utilizam vapor saturado em seu processo produtivo, apresentando como uma das principais características a mudança de fase vapor / condensado (em trocadores de calor) em temperatura constante. Esta característica possibilita, por exemplo, manter a temperatura de cozimento constante (em função de uma determinada pressão de vapor).

Nestes processos com vapor saturado, após o rebaixamento de pressão do vapor na válvula, o vapor de saída apresenta a característica de vapor superaquecido, considerando a modelagem termodinâmica isentálpica (Fundamentos da termodinâmica, Série Van Wylen 2018), o que não é desejado nos processos produtivos.

Na maior parte dos processos produtivos, a perda de temperatura do vapor superaquecido para a temperatura de vapor saturado, ocorre através da troca de calor com o meio ambiente, ou seja, Perda de Energia.

Uma possível solução para evitar o desperdício de energia em sistemas com válvulas redutoras é através da utilização de dessuperaquecedor na tubulação de saída da válvula, mas mesmo nesta situação, conforme o estudo “ANÁLISE EXERGÉTICA¹ DE VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO VISANDO COGERAÇÃO: ESTUDO DE CASO EM UMA INDÚSTRIA DE CELULOSE  (França e Soares, 2005), a melhor solução para esta aplicação é a utilização de turbinas a vapor. 

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¹ Análise Exergética: balanço de exergia na análise de sistemas térmicos. Esse balanço é semelhante a um balanço de energia, mas tem por diferença fundamental que, enquanto o balanço de energia é baseado na lei de conservação de energia, o balanço exergético é baseado na perda irreparável de exergia² devido a todos os reais processos que são irreversíveis

² Exergia: trabalho máximo que pode ser obtido através do processo mais adequado de um sistema que se encontre em um estado inicial até que atinja o estado final, caracterizado pelo equilíbrio termodinâmico com o ambiente.





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