Soluções industriais de queimadores que proporcionam segurança e eficiência

As válvulas de corte da segurança do combustível LIGAM e DESLIGAM o queimador e impedem o fluxo de combustível (gás ou petróleo) para a câmara de combustão caso o alto-forno, forno, caldeira, oxidador térmico ou outros equipamentos de aquecimento sejam desligados. As válvulas de corte de segurança de combustível podem ser operadas eletricamente (motorizadas ou solenoides) ou pneumaticamente, e são exigidas por códigos e normas nacionais

Outras características da válvula:

•Normalmente fechada.

•Sujeita a importantes testes vitalícios.

•Deve atender a requisitos rigorosos de estanqueidade e vazamentos.

•Projetada para desligar em menos de 1 segundo em caso de perda de energia.

•Na maioria das vezes, duas válvulas são necessárias entre o queimador e a fonte de combustível. 

Uma válvula de corte é uma válvula que pode ser fechada para interromper o fluxo de um meio (“desligando-a”)

•Pode ser manual ou automática. Se a válvula for automática, então a atuação pode ser elétrica, pneumática (pressão do ar + eletricidade) ou hidráulica (óleo pressurizado + eletricidade).  

•Uma válvula de corte automática é uma válvula normalmente fechada, o que significa que o atuador é à prova de falhas na posição fechada (na maior parte do tempo usando um retorno por mola), de modo que a válvula será fechada automaticamente quando desenergizada.   

Um componente de segurança crítico para queimadores de combustão é a chamada “válvula de corte de segurança automática”, que é uma válvula de corte que fica desenergizada quando uma condição insegura é detectada, garantindo que o fluxo de combustível para o queimador seja desligado e seguro.  

•Essas válvulas foram projetadas especificamente para aplicações com queimadores com taxa de vazamento muito baixa, alta velocidade de fechamento e boa confiabilidade.  

•Um padrão no setor de queimadores é instalar duas em linha, garantindo que se uma estiver falhando ou com vazamento, outra assumirá a responsabilidade de colocar o queimador em uma posição de fechamento.

1. Quando energizada, a haste do atuador motorizado empurra a haste da válvula para baixo, abrindo a válvula

2.Após a perda de energia, o atuador libera sua força, uma mola no atuador traz a haste do atuador de volta e uma mola na válvula eleva o obturador da válvula, desligando a válvula.

3.Quando energizada, a bobina atrai o núcleo móvel que eleva o disco da válvula, abrindo a válvula.

4.Quando a bobina desenergizada não puxa mais o disco para cima, e a mola pode empurrar o disco para desligar a vazão.

Uma linha de combustível é o conjunto de componentes de controle de fluidos que vão do suprimento de combustível até o queimador. O objetivo do sistema é controlar com segurança o fluxo de combustível para dentro do queimador e garantir um desligamento seguro quando necessário. Os conjuntos de linha de combustível consistem em muitos componentes que são regidos por várias normas. Por exemplo:

•NFPA 85: código de riscos dos sistemas de caldeira e combustão.

•NFPA 86: padrão para fornos e alto-fornos.

•NFPA 87: padrão para aquecedores de fluidos.

•EN 676: queimadores forçados para combustíveis gasosos.

•EN 746-2: equipamento de termoprocessamento industrial.

Queimadores grandes são controlados usando uma combinação de um sistema de gerenciamento de queimadores (BMS) e um sistema de controle de combustão (CCS).

O BMS garante inicialização, operação e desligamento seguros dos queimadores. 

•Às vezes chamado de sistema de segurança de chamas, o BMS inicia o queimador na sequência adequada eliminando primeiro o gás da câmara de combustão, iluminando o piloto (se houver uma chama piloto) e, em seguida, abrindo a linha de combustível principal. 

•Durante a operação, o BMS monitora a chama principal do queimador e cortará a energia para as válvulas de corte de segurança quando a chama não for detectada ou se qualquer condição insegura for detectada. Além disso, o BMS verifica as condições de operação seguras na inicialização; se as condições não forem cumpridas, o BMS interromperá a sequência de inicialização e alertará o operador.

O CCS consiste em equipamentos para controlar a relação combustível-ar e a taxa de disparo. Esses componentes mecânicos e eletrônicos podem incluir atuadores, válvulas de controle de vazão, controladores lógicos programáveis (PLC), inversores de frequência (VFD) e sensores de vazão. Em algumas condições, o BMS e o CCS podem ser integrados ao mesmo equipamento de controle.

Uma razão de rangeabilidade do equipamento de aquecimento é a proporção entre a saída de calor máxima e mínima do equipamento. Varia de acordo com a tecnologia usada pelo queimador. Um queimador que tem uma razão de rangeabilidade de 10:1 significa que ele pode operar com uma saída de calor de 10% do seu máximo. A razão de rangeabilidade importa para o mercado de equipamentos de aquecimento, já que ter uma alta razão de rangeabilidade significa que há uma janela maior para modulação. De fato, uma proporção de 10:1 significará que o queimador pode trabalhar entre 10% e 100% de suas possibilidades de abertura de capacidade para funcionar a 20%, 30%, 40%, entre outros, quando a necessidade de calor varia. Isso gera ganhos significativos no consumo de combustível e nas emissões, pois aumenta as possibilidades de usar apenas o que é necessário.

Os tipos de combustível para queimadores e caldeiras incluem:

•gás natural

•óleo combustível (diesel)

•biodiesel

•gás do forno de coque

•biogás

•hidrogênio

•GLP (principalmente butano e propano)

Alguns sistemas de combustão usam combustíveis sólidos (como biomassa sólida ou carvão), são projetados de forma diferente e têm regras e desafios diferentes que a Emerson também pode ajudar a resolver.

A NFPA estipula requisitos comprovados e fechados para válvulas de corte de segurança de combustível que podem ser atendidas de uma das duas formas.

A primeira é implementar um interruptor de prova de fechamento.

A segunda maneira de atender aos requisitos comprovados e fechados é implantando um sistema de comprovação de válvulas.  

Exigido por muitas normas, incluindo FM, NFPA e UL, os indicadores visuais mostram se uma válvula de corte de segurança de combustível está fechada ou aberta. Isso permite que os operadores ajam com total confiança em situações em que a válvula deve ser fechada por motivos de segurança.

Os indicadores normalmente são de natureza mecânica. Algumas normas determinam que se uma luz ou LED for usado, então a ausência de luz não pode mostrar uma posição. Esse requisito torna a indicação de luz de posição fechada mais complicada, pois a alimentação para a válvula é interrompida quando o componente é fechado.