O que é um aquecedor de água de alimentação?

Um aquecedor de água de alimentação é um dispositivo usado para aquecer gradualmente a água que está sendo fornecida a uma caldeira a vapor. A principal razão pela qual os aquecedores de água de alimentação são usados ​​é porque a água precisa ser aquecida gradualmente até atingir o ponto de ebulição, também conhecido como temperatura de saturação. Se a água for aquecida muito rápido ou muito violentamente, o metal da caldeira é danificado por causa do choque térmico, que ocorre quando o rápido aumento da temperatura cria rachaduras no metal. Um aquecedor de água de alimentação também pode aumentar a eficiência geral do ciclo de vapor, porque a fonte primária de calor não precisa ser empregada. Em vez disso, a água de alimentação geralmente é aquecida por fontes alternativas de calor naturalmente encontradas no ciclo do vapor.

O calor usado em um aquecedor de água de alimentação pode ser derivado de vários locais dentro do ciclo de vapor. Isso pode variar dependendo do ciclo específico ou gerador de vapor, mas normalmente é usado o vapor de exaustão de uma turbina a vapor. Na maioria das usinas de turbinas estacionárias, há duas turbinas a vapor fornecendo energia. Primeiro, o vapor do gerador de vapor entra em uma turbina menor de alta pressão e, à medida que o vapor continua a se expandir e perder sua pressão, ele é exaurido em uma turbina maior de baixa pressão. Normalmente, o vapor usado para aquecer o aquecedor de água de alimentação é extraído da exaustão da turbina a vapor de alta pressão.

O processo de extração do vapor é muito regulado e preciso, pois a quantidade de vapor extraída tem efeito direto na produção de energia da turbina de baixa pressão. A quantidade de vapor extraída da exaustão para aquecer o aquecedor de água de alimentação é calculada usando o que é conhecido como “fração de extração”. Este valor deve ser calculado cuidadosamente para a otimização máxima do vapor que está sendo extraído do processo. Um aquecedor de água para alimentação de locomotiva usa o mesmo princípio, porque o vapor exaurido também é usado para pré-aquecer a água antes de entrar no ciclo de vapor.

Existem dois tipos de aquecedores de água de alimentação: abertos e fechados. Ambos os tipos aquecem água com vapor, mas a forma como o vapor é aplicado os torna diferentes. Em um aquecedor de água de alimentação aberta, o vapor é aplicado diretamente na água que está sendo aquecida. Isso normalmente não é usado porque, em muitos casos, o vapor geralmente é combinado com óleo lubrificante vaporizado. Se a água rica em óleo entrar em uma caldeira a vapor, pequenos depósitos de carbono serão deixados para trás, o que pode resultar em corrosão.

Por esta razão, os aquecedores de água de alimentação fechados são usados ​​com mais frequência. Em um aquecedor de água de alimentação fechado, o tubo contendo água corrente é envolto em vapor. O vapor pode ficar contido em um tubo separado ou diretamente exposto ao tubo, mas não entra em contato com a água que está sendo aquecida. Isso ajuda a evitar qualquer outro problema sério de corrosão ou contaminação comumente encontrado na maioria dos aquecedores de água de alimentação aberta.

Em algumas circunstâncias mais raras, a água de alimentação é aquecida por outros meios. O método alternativo mais comum é um dispositivo conhecido como economizador, que utiliza gases quentes do queimador para pré-aquecer a água, em vez de uma chama aberta ou vapor exaurido. Embora não sejam encontrados normalmente, eles podem ser muito mais eficientes, porque o vapor não precisa ser extraído do ciclo de vapor para fins de pré-aquecimento. Outros métodos incomuns envolvem o uso do excesso de calor dos cilindros em uma máquina a vapor alternada.