Por Bill Rosckes e LaJean Larsen, Engenheiros de aplicação da Donaldson Torit
Qual o proprietário e/ou operador de coletores de pó que não quer ver emissões totais mais baixas, maior vida útil do filtro ou economia de ar comprimido? No entanto, muitos carecem de uma compreensão básica da pressão diferencial, que poderia orientá-los para as mudanças que os ajudariam a conquistar essas economias. Este artigo aborda a pressão diferencial no que se refere aos sistemas de coleta de pó seco.
O que é pressão diferencial?
A pressão diferencial é a diferença de pressão do lado sujo (lado do filtro ou câmara de ar suja) para o lado limpo (câmara de ar limpa) de um coletor de pó. É uma medida de todas as resistências ao fluxo de ar entre as duas câmaras do coletor e normalmente inclui a perda através dos orifícios do espelho, a resistência do elemento filtrante limpo e a resistência do pó coletado no elemento filtrante.
O que a pressão diferencial nos diz?
As mudanças na pressão diferencial são uma indicação de mudanças físicas nos filtros. Uma queda repentina na queda de pressão diferencial pode nos alertar de que ocorreu um vazamento ou rompimento do filtro. Um aumento repentino na queda de pressão diferencial pode ser uma indicação de que nosso sistema de limpeza parou de funcionar ou um dispositivo de descarga de material não está mais operando corretamente.
Um aumento mais gradual na queda de pressão diferencial pode ser resultado da resistência adicional que o pó acumulado nos filtros está colocando no fluxo de ar que atravessa o coletor de pó. Você pode usar a leitura desta resistência para determinar o estado relativo dos filtros à medida que o pó se acumular nos filtros e para iniciar a limpeza dos filtros quando necessário.
Como você mede a pressão diferencial?
A pressão diferencial é medida usando uma variedade de manômetros, incluindo: Manômetros *Magnehelic®, *Photohelic® ou indicadores eletrônicos digitais de queda de pressão. Esses medidores tipicamente medem a pressão diferencial em unidades de polegadas de água (pol. H2O), embora outras escalas como mm de água, mm de mercúrio ou pascal sejam usadas.
Manômetros como o Magnehelic medem a pressão diferencial, mas não têm recursos de controle eletrônico. Outros manômetros como o Photohelic ou os indicadores eletrônicos digitais de queda de pressão podem tanto medir a pressão diferencial quanto oferecer a capacidade de usar uma saída para controlar a limpeza do filtro com base na pressão diferencial.
Como um sistema de limpeza típico funciona?
Um sistema de limpeza típico para os filtros dentro dos coletores de pó utiliza ar comprimido. O sistema de limpeza consiste em um manifold de ar montado no coletor conectado a uma fonte comprimida. Válvulas de diafragma estão conectadas ao manifold, as quais possuem tubos (maçaricos) que vão para o coletor e são alinhadas com cada conjunto de filtros. Dentro de cada válvula de diafragma há um diafragma de borracha que mantém a mesma pressão em ambos os lados da válvula de diafragma vedando o manifold de cada maçarico.
Anexado ao coletor, também há um gabinete de solenoide com um número de válvulas solenoides geralmente igual ao de válvulas de diafragma. Um tubo, normalmente de 0,25 polegadas de diâmetro, conecta cada válvula solenoide a uma válvula de diafragma.
Como você pode usar a pressão diferencial para controlar a limpeza do filtro?
A pressão diferencial medida por um manômetro Photohelic ou outros indicadores eletrônicos de queda de pressão pode permitir o uso de set points baixos e altos para controlar o ciclo de limpeza, de forma que ele só começará quando a pressão diferencial atingir um ponto alto e interromperá quando a pressão diferencial atingir um set point baixo.
Por exemplo: Se o ajuste alto for de 4 polegadas de água e o ajuste baixo for de 2 polegadas de água, o ciclo de limpeza começará quando a pressão diferencial atingir 4 polegadas de água e continuará o ciclo até que a pressão diferencial atinja o ajuste baixo de 2 polegadas de água quando o ciclo de limpeza for interrompido. A limpeza não começará novamente até que a pressão diferencial atinja 4 polegadas de água.
Os benefícios da limpeza baseada na pressão diferencial incluem oportunidades de economia de ar comprimido, emissões totais mais baixas, maior vida útil nas válvulas solenoide e de diafragma e vida útil do filtro potencialmente maior. Se o coletor só limpar quando a pressão diferencial exceder um set point alto, o consumo de ar comprimido caro será menor do que se o sistema de limpeza funcionasse continuamente. Limpar os filtros somente quando necessário significa que eles são pulsados com menos frequência, portanto leva mais tempo até que o desgaste total da pulsação danifique os filtros. Se os filtros também forem filtros de qualidade de carga de superfície, cada pulso será mais eficaz na limpeza e você precisará de menos pulsos para alcançar o set point baixo de pressão diferencial. Esta redução na frequência de pulsação tem o benefício adicional de deixar uma camada de pó eficaz no filtro para aumentar a eficiência média. Como o filtro pode ser pulsado quando o aumento da pressão diferencial de uma carga excessiva de pó é criado, o coletor funciona com maior eficiência por mais tempo.
O controlador **Delta-P Plus® também possui uma limpeza de tempo inativo que permite limpar os filtros após desligar o ventilador principal do coletor. Você pode definir a duração da limpeza dos filtros, e a unidade será automaticamente desligada após a conclusão dessa duração. Esse recurso é muito benéfico porque a limpeza da unidade não pode ser deixada ligada acidentalmente durante a noite enquanto um processo não estiver em execução, o que poderia potencialmente danificar os filtros e consumir desnecessariamente ar comprimido. Quando este recurso é usado, deve ser colocada uma porta de jateamento de entrada na rede de dutos de entrada, e ela deve ser fechada durante a limpeza do tempo inativo. O fechamento da porta de jateamento limitará a capacidade de migração do pó para fora da entrada, sem a sucção do ventilador ligado.
Como cada aplicação é diferente, o controle de limpeza estabelecido dependerá do tipo de pó gerado, da carga nos filtros e das horas de uso por dia. Por exemplo: Um tamanho muito fino e uniforme de partículas de pó com carga pesada nos filtros, tais como de corte a laser ou plasma, pode ditar um ciclo contínuo de limpeza para permitir a recuperação dos filtros quando a pressão diferencial começar a aumentar. Um pó que tenha um tamanho de partícula maior (não partículas submicrônicas) e uma ampla gama de tamanhos de partícula pode ser configurado com definições baixas e altas, de modo que o coletor só pulsará quando necessário. Isso pode ser vantajoso para qualquer trabalhador que possa ter que estar próximo ao coletor de pó durante os ciclos de limpeza.
Qual outro impacto a pressão diferencial tem?
Ao selecionar ventiladores para uma determinada aplicação, você deve fazer uma suposição para uma pressão diferencial típica, normalmente de 4 a 5 polegadas de água. Esta pressão diferencial presumida mais qualquer perda estática adicional na rede de dutos antes e depois do coletor determina a exigência estática total para o ventilador. Se a perda estática estimada da canalização for de 3 polegadas e a queda de pressão diferencial estimada através dos filtros no final da vida útil for de 5 polegadas, pode ser que você recomende um ventilador que ofereça capacidade estática de 9 a 10 polegadas de água no fluxo de ar necessário. Isso permite ao ventilador a capacidade de superar a pressão diferencial nos filtros quando eles começam a se acumular com o pó. Como os filtros limpos não terão 5 polegadas de resistência estática, recomendamos uma válvula de controle ou conversor de frequência variável (VFD) no motor para permitir a manutenção dos volumes de ar nos níveis do projeto para que o sistema mantenha a velocidade de captação na coifa, a velocidade de transporte nos dutos e o fluxo de projeto para o coletor.
Quando você questiona quando trocar os filtros no coletor de pó, a sugestão geralmente é fazer a troca quando a leitura de pressão diferencial nos filtros exceder a capacidade projetada na seleção do ventilador (5 polegadas em nosso exemplo) e quando os filtros não puderem mais ser limpos até a leitura de baixa pressão diferencial. Nesse momento, torna-se necessário trocar os filtros a fim de restabelecer o fluxo de projeto. Se o sistema operar com uma pressão diferencial maior do que a contabilizada na seleção do ventilador, pode haver uma perda de sucção na coifa coletando o pó gerado. A eficiência da captura deixaria então de ser aceitável, embora nem sempre seja este o caso.
Se o ventilador tiver capacidade estática suficiente, a pressão diferencial pode não causar nenhum problema imediato com a captura de pó. Se este for o caso, não há necessidade imediata de trocar os filtros, e os set points alto e baixo do sistema de controle de limpeza podem ser ajustados para cima.
Embora as aplicações e cenários de coleta de pó variem muito, a maioria dos operadores se beneficiaria de uma maior compreensão da pressão diferencial. Os operadores informados têm a oportunidade de fazer a diferença e impactar positivamente o resultado financeiro da empresa.
