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Perda de vapor em purgadores com falha

Informe quantos purgadores existem, a pressão, o orifício e o resultado da última inspeção para saber quanto vapor escapa e quanto custa por ano. Compare com o custo de um programa de inspeção e troca.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Estimativa preliminar
Purgadores
Situação encontrada
Custos e programa de inspeção

O investimento inicial é a troca de todos os purgadores com falha encontrados. O custo anual soma a inspeção e a troca das novas falhas na taxa remanescente.

Análise econômica
—Custo anual do vapor perdido nos purgadores
—

Perda de vapor por purgador aberto conforme o orifício

Fórmula de Napier com o fator de descarga informado, para três pressões de vapor.

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Custo anual hoje e com o programa de inspeção

Vapor perdido pelos purgadores abertos e vazando, mais o custo anual do programa.

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Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

Recalcular o custo do vapor desta planta →

Retorno do projeto

Fluxo de caixa da melhoria: investimento no ano 0 e economia anual corrigida pelo aumento informado, descontada pela TMA.

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O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Napier (DOE Steam Tip Sheet nº 1): W = 24,24 · P · D² [lb/h; P em psia; D em polegadas] ≈ 0,247 · P · d² [kg/h; bar(a); mm]
Perda: ṁ = W · (Nabertos · fa + Nvazando · fv); custo anual = ṁ · horas × custo do vapor
Com programa: perda × (falhas remanescentes ÷ falhas atuais) + N · (inspeção + taxa remanescente × troca)

Hipóteses e limites

  • Orifício com escoamento crítico de vapor saturado (pressão a jusante abaixo de cerca de 58% da absoluta de entrada, caso usual com descarga para retorno atmosférico).
  • O fator de descarga desconta o condensado que passa junto e a obstrução parcial; o valor real varia com o tipo de purgador e a carga de condensado. Estimativa preliminar: confirme com medição ou com o relatório da inspeção.
  • O custo do vapor deve incluir combustível, água, tratamento e energia elétrica da caldeira; a calculadora de custo do vapor ajuda a obtê-lo.

Normas e documentos técnicos

  • U.S. DOE, Steam Tip Sheet #1: Inspect and Repair Steam Traps (Napier’s equation)
  • U.S. DOE, Improving Steam System Performance: A Sourcebook for Industry
  • SEAI: Guidelines for claiming energy savings from steam trap replacement (Napier formula and 50% correction)
  • ISO 7841: Automatic steam traps — Determination of steam loss — Test methods
  • Spirax Sarco: The Steam and Condensate Loop (steam trapping and trap testing)

Legislação e regulamentos no Brasil

  • NR-13 (Ministério do Trabalho): caldeiras, vasos de pressão e tubulações — inspeção e segurança das linhas de vapor
  • NR-10 e NR-12: bloqueio e etiquetagem de energias durante a manutenção
  • Lei 10.295/2001 (Política Nacional de Conservação e Uso Racional de Energia)

Perguntas frequentes

Quanto vapor perde um purgador travado aberto?

Pela fórmula de Napier, um orifício de 3 mm a 10 bar(g) deixa passar cerca de 24,5 kg/h de vapor livre. Com fator de descarga de 50%, são uns 12 kg/h; em 6.000 h por ano, 74 t, ou cerca de R$ 15 mil a R$ 200/t.

Qual a taxa de falha normal de purgadores?

Sem programa de inspeção, auditorias encontram de 15% a 30% dos purgadores com falha. Com teste anual e troca dos defeituosos, a taxa fica abaixo de 5%.

Purgador travado fechado também é perda?

Não perde vapor, mas o condensado fica no equipamento: a troca térmica cai, aparecem golpe de aríete e corrosão. O custo é de produção e manutenção, e não entra na conta de vapor desta calculadora.

Por que usar fator de descarga?

A fórmula de Napier supõe o orifício totalmente aberto passando só vapor. Na prática passa condensado junto e o orifício pode estar parcialmente obstruído; guias de verificação de economia usam 50% para não superestimar o ganho.