Por que você precisa de uma válvula de segurança
Quando bombeado para dentro das tubulações, o refrigerante tem uma temperatura em torno de +15 ºС, quando aquecida na caldeira, a água começa a esquentar, expandir, aumentando a pressão na tubulação. Isso pode causar vazamento de soldas, fratura ou ruptura dos fixadores de polímero. Isso pode causar a explosão da caldeira. Na melhor das hipóteses, haverá um curto-circuito nos aparelhos elétricos da sala da caldeira.
Se o grau de transferência de calor de dispositivos de gás ou combustível líquido ainda puder ser controlado, então, para dispositivos de combustível sólido, será impossível.
No sistema em portadores de energia líquida, o equipamento é instalado com sensores, automação de segurança embutida, que é acionada em caso de emergência e desliga os aparelhos.
Ao aquecer com lenha, carvão, você pode tentar regular a força de combustão fechando o amortecedor, mas isso leva tempo. O gerador de calor é inerte, razão pela qual o refrigerante superaquece.
Quando o forno ainda está na fase de aquecimento, basta bloquear a entrada de ar para apagar rapidamente a chama. Se a combustão aqueceu a caldeira até a temperatura máxima permitida, a combustão diminuirá e o forno gerará muito calor por algum tempo.
Uma válvula de segurança de alívio deve ser usada para evitar as consequências de um aumento repentino ou excessivo de pressão. No momento de sobrecarregar o sistema, a veneziana fecha, retirando parte do excesso de vapor para o exterior. Assim que o volume da carga voltar ao normal, o obturador fecha, desliga-se em antecipação à próxima reinicialização.
Funções da válvula de desvio
Durante o aquecimento do refrigerante, ele se expande - um aumento natural no volume leva a um aumento na pressão nas paredes internas dos dutos e dispositivos de aquecimento. Quando um determinado valor é ultrapassado (normalmente cerca de 3,5 bar), quebra-se a estanqueidade das juntas, o que origina rajadas e situações de emergência. Para a descarga oportuna do excesso de água quente, é necessário instalar uma válvula de segurança para a caldeira de aquecimento, ou, como também é chamada, uma válvula de derivação.
Ele deve realizar as seguintes funções:
- Remova o excesso de refrigerante em tempo hábil, enquanto reduz a pressão dentro do sistema;
- Possuem a capacidade de personalizar. Em um sistema autônomo de uma residência particular, a válvula de segurança para aquecimento deve ter a função de definir manualmente o valor de pressão máxima permitida;
- Confiabilidade operacional. A concepção e o material de fabrico devem garantir o funcionamento normal da válvula de segurança do sistema de aquecimento.
A escolha de um modelo específico é influenciada pelas características do fornecimento de calor - o valor da pressão ótima e máxima nos tubos, a localização do tanque de expansão, o comprimento da linha e seu tipo (um tubo, dois tubos ou colecionador). Mas antes de adquirir um dispositivo, é necessário estudar os parâmetros que caracterizam a válvula de segurança para aquecimento: o princípio de funcionamento, especificações de projeto e instalação.
Tipos de válvulas e como funcionam
Qualquer modificação das válvulas de segurança no sistema de aquecimento inclui um elemento de desligamento e um mecanismo de ação de força. De acordo com as características do projeto, vários tipos de fusíveis são diferenciados.
Classificadas separadamente, estão as válvulas para descarregar o potencial térmico com um fole, um líquido sensível à temperatura que compensa as quedas de carga. Existem modelos que incluem um grupo de segurança em forma de válvula de segurança com uma parte responsável pela descarga do ar e um manômetro.
A válvula de alívio de retenção para o projeto de aquecimento pode ser acionada por mola ou gravitacional. Devido aos mecanismos embutidos, o contator é mantido fechado, o que garante o movimento do fluxo do refrigerante em uma direção.
Os fechos são bivalve, pétala, disco, pressão contra a sela, bucha, outra base principal. É necessário obter uma veneziana lacrada.
Vista interior
O princípio de funcionamento do fusível reside no fato de que, no estado normal, a camada do diafragma fixada entre a haste e a mola adere firmemente à sede, fechando hermeticamente a saída. No caso em que o refrigerante ferve, observa-se expansão do líquido, a carga no interior do sistema aumenta, mas é parcialmente regulada pelo expansor.
No nível de carga máximo permitido, a mola é fortemente comprimida, liberando o diafragma, que imediatamente abre a passagem.
A tampa sobe para liberar tanto vapor quente quanto necessário para estabilizar o equipamento.
Quando o trabalho é normalizado, a mola retorna à sua posição original, a membrana fecha firmemente o orifício de liberação, a tampa retorna ao seu lugar.
Se o proprietário estiver perto dos instrumentos, você pode executar uma reinicialização de emergência com suas próprias mãos girando a alça superior.
Pressionando o método
Ao aquecer uma casa particular, apartamento ou local industrial onde equipamento de baixa potência é usado, uma válvula de mola para alívio de emergência do excesso de pressão de água para o sistema de aquecimento é freqüentemente escolhida.
São modelos simples, compactos, baratos, mas confiáveis, que podem ser combinados com outros equipamentos para segurança.
A taxa de compressão da mola está relacionada ao parâmetro de carga no qual a válvula é acionada. A elasticidade da mola afeta a faixa de configuração.
O princípio de funcionamento do dispositivo: um jato de água exerce pressão sobre o obturador, à medida que se intensifica, o grau de compressão da mola aumenta muito. A partir disso, a haste do carretel sobe, liberando o excesso de vapor, e o volume do fluido em linha é estabilizado. Nesse ínterim, a mola retorna a unidade ao seu estado original.
As modificações da mola são feitas de latão de alta resistência, tecnologias de estampagem a quente são usadas. A mola em si é de aço e a membrana, as vedações e o cabo são de polímero.
Você pode escolher modelos com configurações de fábrica ou aqueles que precisam ser personalizados individualmente durante a instalação.
Alavanca fusível
Dispositivos de segurança com peso de alavanca são usados com menos frequência, pois o levantamento da haste fornece um peso suspenso externo que se move ao longo de toda a alavanca, regulando o grau de pressão da haste contra o assento.
Pelo grau de abertura do obturador
As válvulas de baixo levantamento pressupõem um levantamento da válvula de não mais que 0,05 vezes o diâmetro da sede: o mecanismo de abertura é totalmente proporcional.
O produto é caracterizado por baixo rendimento e design primitivo. O fusível é instalado em instalações com meio líquido.
Modificação de elevação completa
A variação de elevação total contribui para a elevação máxima permitida da comporta, o que melhora o rendimento, pois uma grande quantidade de vapor é descarregada de cada vez.
Por velocidade de resposta
A válvula de segurança proporcional para alívio urgente do excesso de pressão de água no sistema de aquecimento assume que a válvula sobe gradativamente, de acordo com o grau de carga interna. Conforme o amortecedor sobe, o volume do vapor liberado aumenta suavemente. Essas instalações podem ser utilizadas com qualquer tipo de caldeira, mas na maioria das vezes são instaladas em sistemas com água ou outro líquido.
As válvulas liga / desliga operam instantaneamente, abrindo totalmente quando a pressão aumenta. Recomenda-se colocar esses dispositivos em um ambiente compressível.A principal desvantagem do elemento de segurança é a presença de auto-oscilações do parafuso.
Válvula liga-desliga
A instalação de válvulas liga-desliga deve ser realizada levando-se em consideração a descarga de uma grande quantidade de água com uma abertura repentina. Acontece uma liberação muito rápida de pressão, fechando o obturador, como resultado - um martelo de água, que está ausente em fusíveis proporcionais.
Você pode aprender mais sobre o dispositivo válvula, o princípio de seu funcionamento, no seguinte vídeo:
Operação e regulação das válvulas de segurança
Além de manter as folgas das válvulas especificadas pelo fabricante, deve-se tomar cuidado para garantir que todas as peças de trabalho estejam alinhadas e facilmente móveis. A deformação da haste é uma causa comum de travamento da válvula durante a operação.
Ao inspecionar e desmontar as válvulas de segurança, todas as peças e peças são marcadas para serem colocadas no lugar. Mantenha as aberturas de drenagem de condensado limpas para evitar golpe de aríete.
Antes de ajustar as válvulas de segurança de qualquer caldeira, certifique-se de que o manômetro da caldeira está correto. É aconselhável ter dois medidores de pressão de operação paralelos durante a regulagem.
As válvulas de segurança devem ser ajustadas para explodir: em caldeiras com pressão de vapor operacional inferior a 1 MPa por 1,05 P de vapor operacional e em caldeiras com pressão operacional de vapor superior a 1 MPa por 1,03 P de vapor operacional. A pressão máxima do vapor quando a válvula de segurança opera não deve exceder mais de 10% da pressão do vapor de trabalho.
Após a detonação, as válvulas de segurança das caldeiras auxiliares para fins críticos devem interromper completamente a saída de vapor quando a pressão na caldeira cair pelo menos 0,85 da pressão de serviço.
Atualmente, de acordo com as regras das sociedades de classificação, as válvulas de segurança das caldeiras de recuperação de circulação forçada devem ter tubos de saída separados. Além disso, para caldeiras de recuperação de calor residual que podem operar com circulação forçada, é recomendado o uso de válvulas de segurança de ação direta, que não requerem manutenção precisa das folgas para operação confiável.
As válvulas de segurança do superaquecedor são geralmente controladas para uma pressão mais baixa do que as válvulas do manifold de vapor, de forma que o vapor de resfriamento flua constantemente através do superaquecedor. Caso contrário, o movimento do vapor no superaquecedor pode parar devido ao levantamento das válvulas do tambor de vapor da caldeira quando as válvulas de segurança do superaquecedor estiverem fechadas.
Regulação das válvulas de segurança de uma caldeira de duplo circuito.
As válvulas de segurança são controladas da mesma forma que as válvulas das caldeiras convencionais com tubo de água.
A regulação das válvulas de segurança do circuito primário tem características próprias. Na ausência das instruções do fabricante da caldeira para manter a pressão do vapor necessária para regular as válvulas de segurança do circuito primário, o seguinte deve ser feito:
- reduzir o nível de água no coletor do segundo circuito para a borda inferior dos elementos geradores de vapor de modo que os elementos geradores de vapor não possam transferir calor para a água do segundo circuito;
- definir o nível normal de água no tambor de vapor do circuito primário;
- elevar a pressão do vapor (do estado frio) ao máximo operando em 2 horas, e no período inicial até atingir a pressão de 1,5 MPa, a intensidade da combustão deve ser mínima;
- pare de queimar imediatamente ao levantar as válvulas de segurança. Regular as válvulas ligando periodicamente os bicos da caldeira, evitando perdas excessivas de destilado;
- ajustar o sistema de proteção da caldeira à pressão de vapor (deve-se interromper o abastecimento de combustível a uma pressão de vapor 0,1 MPa inferior à pressão a que estão ajustadas as válvulas de segurança);
- Em hipótese alguma o coletor quente do circuito secundário deve ser alimentado com água fria, o que pode causar rachaduras.
Para garantir o funcionamento de economizadores ou caldeiras com circulação forçada, no modo não vapor, é habitual regular as suas válvulas de segurança para uma pressão ligeiramente superior às válvulas da caldeira ou colector de vapor a que estão ligadas.
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Características das válvulas de emergência de três vias
Válvulas de segurança de três vias para construção de aquecimento são usadas em sistemas de aquecimento em baixas temperaturas no circuito.
O projeto prevê a presença de três furos, sendo um de entrada e os outros dois de saída. Os fluxos internos são controlados por uma válvula de esfera ou haste e a distribuição do fluido é realizada por rotações.
A válvula é responsável por garantir que todas as áreas do circuito sejam delimitadas, a densidade do fluxo seja uniformemente distribuída por todas as zonas, a temperatura seja normalizada.
Válvula de três vias
Se houver um sistema de aquecimento de piso, um fluxo muito quente não deve ser permitido ao longo do circuito de piso; ele precisará ser misturado com o líquido resfriado, que fornece um modelo de três vias.
O trabalho ocorre sob o controle de um sensor de temperatura, que é colocado em um circuito de baixa temperatura. Em seguida, em caso de desvios, um mecanismo de obturador é acionado, admitindo ou restringindo a saída de líquido dos tubos de retorno.
Apêndice A. Cálculo da capacidade da válvula
(obrigatório) Cálculo da capacidade da válvula
Neste anexo, os seguintes símbolos são adotados: G - vazão da válvula, kg / h; EM 1 - coeficiente que leva em consideração as propriedades físico-químicas do vapor d'água em parâmetros operacionais na frente da válvula; AT 2 - coeficiente levando em consideração a relação de pressão na frente da válvula e atrás da válvula; ÀS 3 - coeficiente que leva em consideração as propriedades físicas e químicas de gases e vapores em parâmetros operacionais; AT 4 - coeficiente de compressibilidade do gás real; F - área seccional da válvula igual à menor área seccional no trajeto do fluxo da sede, mm2; α1 - o coeficiente de fluxo correspondente à área F para meios gasosos; α2 É o coeficiente de fluxo correspondente à área F para meios líquidos; Р1 - a maior sobrepressão na frente da válvula (sobrepressão antes da válvula, igual à pressão de abertura total), MPa (kgf / cm2); P2 - a maior sobrepressão a jusante da válvula (sobrepressão a jusante da válvula na sua posição totalmente aberta), MPa (kgf / cm2); ρ - densidade de vapor, gás ou líquido na frente da válvula nos parâmetros P1 e T1, kg / m3; R - constante de gás; T1 - temperatura do meio de trabalho na frente da válvula a uma pressão de P1, K; k É o expoente adiabático; V1 - volume específico de vapor na frente da válvula nos parâmetros P1 e T1, m3 / kg; β - relação de pressão; βcr - relação crítica de pressão. A.2 A vazão da válvula de segurança deve ser calculada usando as fórmulas: para vapor de água:
- para pressão em MPa, - para pressão em kgf / cm2;
para outros vapores e gases:
- para pressão em MPa, - para pressão em kgf / cm2;
para líquidos:
- para pressão em MPa,
- para pressão em kgf / cm2;
onde ρ é determinado por tabelas ou diagramas de estado; a densidade do gás real também é calculada pelas fórmulas:
- para pressão em MPa; - para pressão em kgf / cm2;
R - determinado de acordo com a Tabela A.1; B4 - determinado de acordo com a tabela A.2 (para gás ideal B4 = 1); B1 - determinado de acordo com a tabela A.3 para vapor de água saturado e de acordo com a tabela A.4 para vapor de água superaquecido ou calculado pelas fórmulas:
- para pressão em MPa;
- para pressão em kgf / cm2;
B2 - determinado de acordo com a Tabela A.5 dependendo de k e β; B2 = 1 em β ≤ βcr, onde - para pressão em MPa,
- para pressão em kgf / cm2,
βcr - determinado de acordo com a Tabela A.1 ou calculado pela fórmula:
;
B3 - selecionado de acordo com as tabelas A.1 e A.6 ou calculado pelas fórmulas: para pressão em MPa:
- em β ≤ βcr;
- em β ≥ βcr;
para pressão em kgf / cm2;
Como a válvula funciona em conjunto com um tanque de expansão
O dispositivo de expansão executa verificações regulares, mas não protege contra avarias em situações de emergência. Às vezes, o tanque não funciona corretamente porque não há ar dentro.
O tanque não é capaz de substituir a válvula de sopro para proteger a caldeira ou vice-versa. Cada um dos elementos tem seu próprio limite de impacto no sistema, portanto, um deles não pode ser usado no lugar do outro.
Exemplo de equipamento para um nó de segurança
A unidade de expansão pode aceitar temporariamente pequenas quantidades de excesso, mas com uma grande entrada de excesso de vapor por meio de várias descargas, a estanqueidade do dispositivo é quebrada e um vazamento constante aparece.
A parte de segurança só é necessária para emergências quando o sistema está sob estresse extremo. Depois que a pressão voltar ao normal, é necessário tomar medidas para eliminar as causas de tal salto.
Ambos os dispositivos protegem os tubos e a sala da caldeira em caso de quedas repentinas de pressão.
Requisitos para válvulas de alívio de ação direta
5.1. As válvulas de peso de alavanca só podem ser instaladas em vasos estacionários. 5.2. O projeto da carga e da válvula de mola deve prever um dispositivo para verificar o correto funcionamento da válvula em condições de trabalho, abrindo-a à força durante a operação do navio. A abertura forçada deve ser garantida a uma pressão igual a 80% da pressão de ajuste. É permitida a instalação de válvulas sem dispositivos de abertura forçada, caso seja inaceitável pelas propriedades do ambiente de trabalho (nocivo, explosivo, etc.) ou de acordo com as condições do processo de trabalho. Neste caso, as válvulas devem ser verificadas periodicamente dentro dos prazos estabelecidos pela regulamentação tecnológica, mas pelo menos uma vez a cada 6 meses, desde que seja excluída a possibilidade de congelamento, aderência, polimerização ou entupimento da válvula pelo meio de trabalho. 5.3. As molas das válvulas devem ser protegidas do aquecimento (resfriamento) inadmissível e da ação direta do meio de trabalho, caso tenha um efeito prejudicial no material da mola. 5.4. O peso da carga e o comprimento da alavanca da válvula de peso da alavanca devem ser selecionados de forma que a carga fique no final da alavanca. A relação dos braços de alavanca não deve exceder 10: 1. Ao usar uma carga suspensa, sua conexão deve ser de uma peça. O peso da carga não deve ultrapassar 60 kg e está indicado (em relevo ou fundido) na superfície da carga. 5.5. Deve ser possível remover o condensado dos locais de seu acúmulo no corpo da válvula e nas tubulações de saída.
Quando a válvula é acionada
Situações quando ocorre uma liberação de emergência de pressão:
- Há pouco refrigerante no oleoduto.
- O preenchimento automático falhou.
- Ausência do tanque de expansão ou sua sobreposição. Também afeta muito a pressão arterial.
- Queima de equipamentos, falta de ar em seu segmento superior piora a situação.
Funcionalidade de válvula
Quando a caldeira é operada com potência muito alta, muito vapor é produzido, o que é impossível de manusear mesmo com o expansor mais confiável.
Quando a proteção é necessária
Ao instalar o equipamento, é melhor instalar imediatamente uma válvula independente.
É necessário instalar um dispositivo no sistema de abastecimento de água quente se a água for aquecida não pelo método de fluxo, mas a partir da caldeira de aquecimento.
Circuitos fechados separados aquecidos por um trocador de calor ou outra fonte de calor também são fundidos.
A válvula é necessária em várias conexões hidráulicas que operam sob pressão ou com uma bomba de compressor.
Instalação da válvula no sistema de aquecimento
A válvula de segurança é colocada imediatamente atrás da saída da caldeira (basta recuar 20-30 cm). É necessário um manômetro para controle visual, monitorando o estado do sistema.
Não coloque válvulas de corte, válvulas de gaveta ou dispositivos de corte entre a válvula e a fonte de calor principal.
Onde está a descarga
Para remover o excesso de água pela saída, instale um tubo de drenagem especial conectado ao esgoto ou linha de retorno da tubulação.
Se um sistema gravitacional de tipo fechado for instalado, o fusível será colocado no ponto mais alto.
Recomendações de seleção
Válvulas de alívio de emergência de qualidade raramente são baratas, pois são feitas de bronze, latão ou aço inoxidável. O principal é ver se existe um valor normal para o dinheiro.
É permitida a seleção da opção mais simples, que custa pouco, mas é problemático verificá-la regularmente.
Aumenta os custos, mas melhora o medidor de desempenho de segurança para ajudar a monitorar a integridade do equipamento.
Uma válvula de fole ajudará a tornar um pequeno sistema de aquecimento autônomo.
É importante que o mecanismo principal seja confiável o suficiente, mas não muito elástico, e que o ajuste seja confortável. É necessário verificar imediatamente a correspondência entre o diâmetro do fusível e o tubo que sai da caldeira, para não ter que mudar a peça.
Se os tubos forem de diâmetro pequeno, o equipamento de esfera ou gatilho será suficiente. A válvula de gravidade é montada apenas na posição horizontal, e a veneziana principal é sempre do tipo pétala.
É necessário instalar várias saídas de ar se for usada uma caldeira ou riser. Com um tipo de aquecimento de água, um expansor é colocado no ponto mais alto, que substitui várias saídas de ar. Mas esta opção complica a manutenção e ocupa muito espaço.
Os acessórios de controle são selecionados com base no grau de conforto esperado e na vida útil esperada do aquecimento. Quando definido para a configuração mínima, o nível de ruído é reduzido e em uma situação de água aquecida, a ferrugem é evitada. Os elementos da armadura reduzem a carga, aumentam os valores dos recursos da bomba de circulação.
Quando o refrigerante é óleo ou o aquecimento funciona bem, é instalada uma válvula de desvio que funciona constantemente, fornecendo de maneira confiável o nível de proteção necessário.
A válvula de segurança de alívio da caldeira está equipada com uma marcação numérica especial com as letras atm, que indica quanta pressão um determinado produto pode suportar para funcionar corretamente.
A pressão normal definida para um fusível doméstico é de 3 atm. A pré-carga é de apenas 1,5 atm e a pressão de trabalho em temperaturas máximas chega a 2,5 atm. Isso significa que quando os parâmetros indicados são ultrapassados, a situação torna-se emergencial e a válvula deve ser acionada.
Para produtos de qualidade, o indicador de força mínima é de 4 atm, às vezes é excedido ao despejar fluido de aquecimento manualmente.
A válvula de controle de segurança estabiliza todo o sistema em um nível seguro.
O modelo de redução normaliza a força de entrada do refrigerante, ajustando a seção interna da parte de entrada da tubulação.
A variação do peso da alavanca assume a aplicação para grandes tubulações com uma grande seção transversal, inclui um carretel que abre a válvula de corte. O mecanismo é acionado quando o nível de pressão excede o peso dos pesos presos à alça.
Em sistemas fechados, às vezes é instalada uma válvula de pressão, cujo grau de operação é ajustado manualmente. Com a ajuda da cabeça térmica ajustável e ação mecânica sobre ela, é muito conveniente ajustar o funcionamento através do servoconversor.
O produto de derivação reduz a carga do refrigerante e estabiliza a funcionalidade de aquecimento. É instalada no lugar de válvula de alívio: a temperatura é injetada na tubulação de retorno, após o que o excesso do líquido retorna à linha comum. A pressão agora está regulada.
A peça está localizada atrás da bomba de circulação, conectada simultaneamente aos tubos de alimentação e retorno.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Como funciona a válvula de segurança e em que consiste:
Válvula de emergência no grupo de segurança:
Mais informações sobre a seleção e instalação da válvula de segurança ideal:
Uma válvula de segurança é um equipamento simples e confiável que permitirá proteger sua casa contra emergências imprevistas que ocorram em sistemas de aquecimento. Para isso, basta escolher um dispositivo de alta qualidade com parâmetros adequados e, em seguida, realizar sua competente configuração e instalação.
Procura uma válvula de segurança adequada para o seu sistema de aquecimento? Talvez você ainda tenha dúvidas, cujas respostas não encontrou no material acima? Pergunte aos nossos especialistas, deixando um comentário abaixo do artigo.
Ou talvez você queira complementar o material com fatos interessantes e recomendações úteis? Ou compartilhe sua experiência de instalação manual da válvula no sistema? Escreva sua opinião sobre a necessidade de tal dispositivo de proteção e compartilhe conselhos sobre a escolha, com base na experiência pessoal.
Em primeiro lugar, proponho entender: o que é uma válvula de segurança, para que serve e por que deveria ser selecionada? Talvez você deva pegar o mais bonito e instalá-lo?
Uma válvula de segurança (definição de GOST R 52720) é uma válvula de oleoduto que protege (na verdade, é por isso que é uma válvula de segurança) o equipamento se a pressão subir repentinamente ali (não precisamos, alta pressão). Ele faz isso abrindo no momento certo (na verdade, é por isso que ele é uma válvula) e liberando aquela pressão "desnecessária", e então ele irá fechar no momento certo (pressão de fechamento). Como isso acontece? Não há mágica aqui. A válvula contém uma mola que, durante a operação normal, (pressão de trabalho antes da válvula) fecha a passagem com seu poder (o carretel é pressionado firmemente contra o assento), e nada é despejado em qualquer lugar. Mas se de repente a pressão começar a subir, a mola não terá mais força suficiente para segurá-la e a válvula se abrirá (pressão de abertura), a pressão é liberada.
