Válvulas para a produção de energia: 7 fatores de seleção
As válvulas para produção de energia são componentes essenciais para o controlo do caudal, utilizados em centrais térmicas, instalações de ciclo combinado, centrais hidroelétricas, centrais de biomassa, sistemas de valorização energética de resíduos e unidades industriais de produção de energia.
Estas válvulas regulam o vapor, a água de alimentação das caldeiras, o condensado, a água de arrefecimento, o gás combustível, o ar comprimido, os produtos químicos e os fluidos relacionados com as turbinas. O desempenho fiável das válvulas ajuda a manter a pressão, o caudal, a temperatura e os níveis de água estáveis, ao mesmo tempo que protege as caldeiras, as turbinas, as bombas, as condutas e o equipamento auxiliar.
A JST Valve desenvolve soluções de válvulas para altas temperaturas, alta pressão, resistentes à corrosão e ao desgaste, bem como automatizadas, destinadas a aplicações exigentes no setor da produção de energia.
Instalações de energia típicas
Centrais térmicas, centrais de ciclo combinado, centrais hidroelétricas, centrais de biomassa e sistemas de energia para uso industrial.
Principais meios de processo
Vapor a alta pressão, água de alimentação, condensado, água de arrefecimento, gás combustível, ar, produtos químicos, pasta e águas residuais.
Tipos comuns de válvulas
Válvulas de controlo, válvulas de globo, válvulas de guilhotina, válvulas de esfera, válvulas borboleta, válvulas de retenção e válvulas para condições de funcionamento extremas.
Onde são utilizadas as válvulas para a produção de energia?
As válvulas para a produção de energia estão instaladas em todos os sistemas de produção de vapor, funcionamento das turbinas, circulação de água, manuseamento de combustível, arrefecimento, tratamento de emissões e sistemas auxiliares da central.
- Sistemas de água de alimentação da caldeira e de água de alimentação para o arranque
- Condutas de vapor principal e de vapor reaquecido
- Sistemas de derivação da turbina e de tratamento do vapor
- Sistemas de condensado e de recirculação por bomba
- Condutas de água de refrigeração e de água de circulação
- Condutas de gás combustível, ar de combustão e vapor auxiliar
- Sistemas de dessulfurização de gases de combustão e de tratamento de águas residuais
- Condutas de água e sistemas de entrada de turbinas em centrais hidroelétricas
- Sistemas hidroelétricos de refrigeração, drenagem, derivação e água auxiliar
Aplicações de válvulas em centrais térmicas
As centrais térmicas e de ciclo combinado expõem as válvulas a vapor a altas temperaturas, água a alta pressão, ciclos térmicos, vibração, cavitação, flash, ruído e condições de carga em rápida variação.
As válvulas de controlo da água de alimentação da caldeira regulam o fornecimento de água à caldeira e ajudam a manter o nível de água necessário. As válvulas de condicionamento de vapor e de derivação da turbina reduzem a pressão e a temperatura do vapor antes de este entrar nos equipamentos a jusante.
As válvulas de isolamento do vapor principal, as válvulas de recirculação da bomba, as válvulas de retenção, as válvulas de drenagem e as válvulas de água de arrefecimento devem funcionar de forma fiável durante o arranque da central, a produção normal, as variações de carga, o encerramento e as situações de emergência.
Aplicações de válvulas em centrais hidroelétricas
As centrais hidroelétricas utilizam válvulas para controlar a entrada de água na turbina, isolar as condutas de pressão, proteger o equipamento, impedir o refluxo e gerir os sistemas de arrefecimento, lubrificação, drenagem e água auxiliar.
Pode ser necessário que as válvulas de entrada da turbina fechem de forma fiável mesmo sob elevada pressão da água. Podem ser selecionadas válvulas borboleta ou de esfera de grandes dimensões, de acordo com a altura manométrica, o diâmetro da conduta, o tempo de fecho, os requisitos de estanqueidade, as forças hidráulicas e a filosofia de segurança da central.
A velocidade de funcionamento da válvula também deve ser controlada com cuidado, uma vez que um fecho rápido pode provocar um golpe de aríete e picos de pressão prejudiciais na conduta forçada ou no sistema de transporte de água.
Nota de Engenharia
Uma válvula adequada para água de refrigeração a baixa pressão pode não ser adequada para água de alimentação de caldeiras a alta pressão, vapor de derivação de turbinas, pasta abrasiva de dessulfurização ou uma conduta hidrelétrica de grande queda. Cada aplicação deve ser avaliada separadamente.
7 Fatores de seleção para válvulas destinadas à produção de energia
1. Meio de processo e função da válvula
Identifique o fluido exato e a função necessária. Vapor, água de alimentação, água de arrefecimento, gás combustível, ar, produtos químicos, lamas e águas residuais implicam diferentes requisitos em termos de materiais, vedação, controlo e manutenção.
2. Temperatura e pressão
A temperatura normal de funcionamento, a temperatura de projeto, a pressão de funcionamento, a pressão de projeto e a pressão diferencial máxima determinam a classificação do corpo, o design do conjunto interno, os materiais da sede, a vedação, as juntas, os parafusos e o tamanho do atuador.
3. Cavitação, flash e erosão
Os sistemas de água com grande queda de pressão podem provocar cavitação ou vaporização instantânea. O vapor e a água que circulam a alta velocidade também podem causar erosão nos componentes internos das válvulas. Poderá ser necessário recorrer a componentes internos para condições de funcionamento severas, redução de pressão em fases, materiais endurecidos ou passagens de fluxo especialmente concebidas.
4. Desempenho em termos de fluxo e controlo
As válvulas de controlo devem ser selecionadas de acordo com o coeficiente de caudal, a queda de pressão, a gama de controlo necessária, o estado do fluido, a resposta do processo, os limites de ruído, a precisão do atuador e a estratégia de funcionamento da instalação.
5. Materiais e resistência à corrosão
Os materiais devem ser adequados à temperatura do processo, à pressão, à composição química da água, à qualidade do vapor, aos cloretos, aos produtos químicos de tratamento, às partículas em suspensão e às condições de corrosão. Podem ser considerados o aço inoxidável, o aço duplex, as ligas de níquel, o Inconel, o Hastelloy, o titânio, os componentes cerâmicos ou os elementos de acabamento com revestimento duro.
6. Requisitos relativos ao atuador e ao sistema de segurança em caso de falha
Os atuadores pneumáticos, elétricos, hidráulicos ou eletro-hidráulicos devem fornecer um binário ou impulso suficiente sob a pressão diferencial máxima. Devem ser definidos o tempo de funcionamento exigido, a posição de falha, o sinal de controlo, o feedback de posição e a função de paragem de emergência.
7. Testes, manutenção e disponibilidade da unidade
As válvulas para a produção de energia devem garantir uma vedação fiável, um controlo estável, uma manutenção de fácil acesso, peças de desgaste substituíveis e documentação de ensaios adequada ao calendário de inspeções e paragens da central.
Válvulas comuns utilizadas na produção de energia
| Tipo de válvula | Aplicação típica | Foco principal da seleção |
|---|---|---|
| Válvulas de esfera e de controlo | Água de alimentação da caldeira, tratamento do vapor, derivação da turbina, condensado, controlo de pressão e regulação do caudal. | Queda de pressão, cavitação, vaporização, erosão dos elementos de regulação, ruído, precisão de controlo e resposta do atuador. |
| Válvulas de gaveta | Isolamento das condutas de vapor principal, água de alimentação, água de arrefecimento, condensado, combustível e condutas gerais. | Classe de pressão, temperatura, alinhamento da cunha, estanqueidade da sede, expansão térmica e impulso de funcionamento. |
| Válvulas de esfera e de borboleta | Água de arrefecimento, gás combustível, sistemas auxiliares, condutas de água de grande diâmetro, condutas forçadas e isolamento da entrada da turbina. | Pressão diferencial, conceção da sede, binário de funcionamento, tempo de fecho, golpe de aríete, direção do fluxo e fugas. |
| Válvulas de retenção | Prevenção de refluxo nas bombas de alimentação de caldeiras, nas bombas de condensado, nos sistemas de arrefecimento e nos sistemas auxiliares hidroelétricos. | Resposta de fecho, perda de pressão, prevenção de batidas, pressão de abertura, estabilidade do caudal e sentido de instalação. |
| Válvulas para lamas e cerâmicas | Pasta de dessulfurização de gases de combustão, cinzas, águas residuais, sólidos abrasivos e sistemas de tratamento ambiental. | Concentração de partículas, dureza, velocidade de fluxo, erosão, obstrução, lavagem e materiais resistentes ao desgaste. |
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Como as válvulas para a produção de energia melhoram a fiabilidade das centrais
As válvulas para a produção de energia, quando selecionadas corretamente, ajudam a manter estáveis a pressão do vapor, o nível da água da caldeira, o caudal da água de arrefecimento, o funcionamento da turbina e o controlo da água nas centrais hidroelétricas.
A resposta precisa das válvulas também ajuda as centrais elétricas a adaptarem-se ao arranque, ao encerramento, às variações na procura de energia elétrica, aos desligamentos de equipamentos e a outras condições operacionais transitórias.
Uma vedação fiável, materiais adequados, o dimensionamento correto dos atuadores e medidas práticas de manutenção podem reduzir as paragens não planeadas e prolongar a vida útil do equipamento.
Porquê escolher a válvula JST?
A JST Valve fornece válvulas para a produção de energia destinadas a vapor a alta temperatura, água a alta pressão, sistemas de refrigeração, gás combustível, produtos químicos corrosivos, lamas, cinzas, águas residuais e sistemas hidrelétricos.
- Conceção de válvulas para altas temperaturas e altas pressões
- Materiais resistentes à corrosão e ligas especiais
- Estruturas com assentos metálicos, revestimento duro e resistentes ao desgaste
- Conjuntos de válvulas pneumáticas, elétricas, hidráulicas e automatizadas
- Válvulas personalizadas com base nas condições reais de funcionamento da instalação
- Inspeção, ensaios, desenhos e documentação do projeto
Descubra os produtos da JST Valve para aplicações de produção de energia térmica, hidroelétrica e em condições de funcionamento exigentes.
Informações necessárias para a seleção de válvulas
Para obter uma recomendação precisa sobre válvulas para a produção de energia, por favor, forneça:
- Tipo de central elétrica e localização da válvula
- Meio de processo e composição química
- Temperatura de funcionamento e de projeto
- Pressão de funcionamento e pressão diferencial máxima
- Caudal ou coeficiente de caudal exigido
- Dimensão da válvula, classe de pressão e norma de ligação
- Função de isolamento, regulação, derivação ou paragem de emergência
- Requisitos relativos a fugas, cavitação, formação de vapor e ruído
- Tipo de atuador, sinal de controlo, tempo de funcionamento e posição de segurança
- Requisitos de inspeção, ensaio, certificação e documentação
Referências técnicas
Estão disponíveis informações técnicas adicionais sobre o controlo do caudal nas centrais elétricas e o funcionamento das centrais hidroelétricas nestes recursos do setor:
- Aplicações de controlo de caudal da Emerson no setor energético
- Soluções da Flowserve para centrais térmicas a vapor convencionais
- Soluções de automatização para centrais hidroelétricas da Valmet
Perguntas frequentes
Que válvulas são habitualmente utilizadas nas centrais térmicas?
As válvulas globo e de controlo são habitualmente utilizadas para a regulação da água de alimentação, do vapor, da pressão e do caudal. As válvulas de guilhotina, as válvulas de esfera, as válvulas borboleta e as válvulas de retenção são utilizadas para o isolamento, a água de arrefecimento, o combustível, o condensado e a prevenção do fluxo inverso.
Que válvulas são utilizadas nas centrais hidroelétricas?
Podem ser utilizadas válvulas borboleta de grandes dimensões, válvulas de esfera, válvulas de guilhotina, válvulas de retenção e válvulas de controlo para o isolamento da entrada das turbinas, condutas de pressão, linhas de derivação, água de arrefecimento, drenagem e sistemas auxiliares.
Por que razão se utilizam acabamentos para condições de funcionamento exigentes nas válvulas das centrais elétricas?
Os conjuntos para condições de funcionamento exigentes ajudam a controlar a elevada queda de pressão, a cavitação, a vaporização, a erosão, a vibração e o ruído. O projeto exato dos conjuntos depende do meio de processo e das condições de funcionamento.
A JST Valve pode fornecer válvulas automatizadas para a produção de energia?
A JST Valve pode fornecer conjuntos de válvulas pneumáticas, elétricas, hidráulicas e eletro-hidráulicas, de acordo com o binário, o impulso, a velocidade de funcionamento, o sinal de controlo, o feedback e a função de segurança em caso de falha exigidos.
Solicitar uma recomendação sobre válvulas para a produção de energia
Precisa de válvulas para uma central térmica, uma central de ciclo combinado, uma central hidroelétrica, um sistema de caldeiras, um bypass de turbina, um circuito de água de arrefecimento ou um projeto de tratamento ambiental? Envie os dados do seu processo e os requisitos técnicos à equipa de engenharia da JST Valve.
Iremos avaliar o fluido, a temperatura, a pressão, as condições de caudal, o funcionamento das válvulas, os materiais, o sistema de vedação, o atuador, o âmbito dos ensaios e os requisitos de documentação.
