O que é um condensador de superfície?
Um condensador de superfície é um tipo de trocador de calor frequentemente usado para condensar vapor sob pressão de vácuo como parte de uma usina termelétrica. O condensador de tubo e concha converte o vapor da fase gasosa em líquido como parte de um ciclo termodinâmico que inclui um gerador de vapor, bomba e turbina. O vapor é condensado na superfície externa dos tubos através dos quais passam a água de resfriamento. A água pode vir de um sistema em circuito fechado ou de um sistema aberto a uma fonte externa. A configuração de um condensador de superfície é designada pelo número de passagens, se o sistema está dividido e a forma da concha.
O ciclo termodinâmico usando um condensador de superfície incorpora um gerador onde a água é aquecida para criar vapor de alta pressão. A pressão do vapor aciona uma turbina para produzir energia. O sistema passa o escape de vapor para o condensador de superfície a uma pressão mais baixa. O condensador converte o vapor novamente em líquido. Uma bomba move a água condensada de volta ao gerador de vapor para que o ciclo possa se repetir.
A forma física do condensador é uma concha com um feixe de tubos passando por ele. Água de refrigeração passa pelos tubos. A troca de calor ocorre quando a água de resfriamento absorve o calor do vapor através da superfície dos tubos. A perda de calor faz com que o vapor se transforme em água líquida, conhecida como condensado, e caia no fundo do condensador. A água de resfriamento pode ser reciclada em circuito fechado ou retirada de uma fonte externa, como um lago ou rio, e descarregada após a passagem pelo condensador.
A pressão do vácuo é importante para a eficiência do sistema. A concha do condensador de superfície é mantida sob vácuo, mantendo a temperatura em um ponto baixo o suficiente para que a pressão de vapor da água seja menor que a pressão ambiente. Esse nível reduzido ajuda a aumentar a queda de pressão na turbina, melhorando assim a produção. A pressão do vácuo tende a atrair gases não condensáveis, como o ar, para dentro do condensador. Esses gases devem ser removidos para evitar uma redução na eficiência causada pelos gases não condensáveis ao redor dos tubos e interferindo na troca de calor. A remoção também é necessária para evitar a corrosão pela presença de oxigênio no sistema.
O projeto da unidade pode prever que a água de resfriamento passe pelos tubos uma vez ou pode ter vários feixes de tubos, de modo que a água flua de ponta a ponta do invólucro duas ou mais vezes ou passe. Um condensador de superfície dividida terá seções e conjuntos de tubos separados, de modo que parte da unidade possa ser desligada para manutenção enquanto outra parte ainda estiver funcionando. Uma unidade indivisa com um único pacote de concha e tubo deve ser desligada completamente para qualquer manutenção ou problema. Os invólucros do condensador de superfície podem ter formas retangulares ou cilíndricas, dependendo da localização do equipamento e da capacidade do sistema.