Por Ted Henderson, Gerente regional da Donaldson Torit
Quando se trata de captação de pó, é essencial entender a importância das velocidades de transporte e seu impacto no projeto adequado de um sistema. Movimentar o ar através de dutos muito lentamente ou muito rapidamente pode ter consequências significativas que são igualmente problemáticas. A velocidade de transporte ideal pode variar dependendo do tipo de pó na aplicação, mas há várias práticas de projeto e dispositivos que você pode usar para selecionar e manter o volume de ar ideal e a velocidade resultante.
Consulte o Manual de ventilação industrial
O Manual de ventilação industrial 1 da ACGIH é o recurso reconhecido pela indústria para determinar as práticas de projeto recomendadas na ventilação industrial, e inclui orientação sobre as velocidades de transporte. Em geral, quanto mais pesado um material particulado, maior é a velocidade de transporte necessária para mantê-lo em movimento através de um duto. As partículas mais leves podem ser mantidas em movimento com velocidades de transporte mais baixas, o que pode ajudar a reduzir custos operacionais.
Problemas provocados por velocidades de transporte inapropriadas
Independentemente de trabalhar com partículas leves ou pesadas, você deve projetar os dutos para evitar que o material se desprenda do vapor de ar dentro do duto. (Figura 1).
Por exemplo, o pó de chumbo, que é relativamente pesado, normalmente requer uma velocidade mínima de transporte de 4.500 pés por minuto, enquanto a fumaça da solda, que é muito mais leve, pode precisar de 2.000 a 2.500 pés por minuto. Quando as velocidades de transporte não forem suficientes para manter o material em movimento através do duto, existe o potencial para que o pó caia e se instale no duto. Se o duto não permanecer livre de detritos, o duto ou seus suportes podem eventualmente falhar devido às cargas adicionais, ou o acúmulo de material pode criar outras preocupações, como combustibilidade ou corrosão.
Outro efeito colateral do acúmulo de pó dentro do duto é a redução da área da seção transversal do duto. Como o volume de ar de projeto agora está tentando ser puxado através de uma área transversal menor, a velocidade do ar teria que aumentar através daquela seção do duto para manter o fluxo de projeto. Se o ventilador tiver a capacidade estática de superar a restrição adicional de energia relacionada a uma velocidade maior, a seção do duto pode sofrer maiores abrasões como resultado das maiores velocidades. Normalmente, o ventilador não terá capacidade estática suficiente e, como consequência, o volume total de ar diminuirá, resultando em um desempenho de captura reduzido na coifa e uma redução geral no desempenho do sistema.
Manter velocidades suficientes para evitar a queda de pó no duto é importante, mas há impactos negativos resultantes de velocidades excessivas no duto. O pó abrasivo desgastará o material do duto, acabando por exigir substituição, e velocidades excessivas podem acelerar esse desgaste. Além disso, é preciso muito mais energia para mover o ar a uma velocidade maior. A compra de um ventilador com maior capacidade estática aumentará o custo do capital inicial e aumentará os custos de energia a cada dia que o ventilador estiver funcionando. Portanto, manter o volume de ar de projeto em movimento exatamente na velocidade correta de transporte é uma consideração essencial no projeto do sistema.
Vantagens de controlar apropriadamente as velocidades de transporte
Há vários métodos para controlar a velocidade de transporte e o primeiro é um bom projeto inicial do duto. O processo de seleção do duto deve garantir uma velocidade de transporte adequada com base no volume de ar de projeto.
Um dos desafios em aplicações práticas é que os sistemas podem não operar sempre com seu volume de ar de projeto ideal. O volume de ar que passa no sistema pode ser bastante dinâmico. Por exemplo, um elemento filtrante limpo começará sendo carregado com pó. A maior resistência através dos filtros sujos pode então reduzir o volume de ar fornecido pelo ventilador, resultando em um menor volume de ar através do sistema de dutos e das coifas. Essa redução no volume de ar geralmente é corrigida abrindo uma válvula de controle de saída no ventilador para compensar a resistência desenvolvida à medida que os filtros criam uma aglutinação de pó. Entretanto, o método da válvula de controle só é eficaz se os funcionários monitorarem a situação. Uma falha comum nesta abordagem é não lembrar de fechar novamente a válvula de controle para retornar ao fluxo projetado ao instalar novos filtros, que não têm mais a resistência de um acúmulo de poeira. Muitas vezes, a válvula de controle é deixada totalmente aberta quando novos filtros são instalados e o sistema funciona com um volume de ar maior. Esse erro pode levar a um volume de ar excessivo na coifa, o que pode criar problemas, como a coleta de produtos indesejados. Também pode aumentar as taxas de abrasão no sistema dos dutos, bem como reduzir drasticamente a vida útil efetiva dos filtros, exigindo substituição e manutenção mais frequentes.
Uma maneira mais confiável de manter o volume de ar de projeto no sistema é usando um controlador de fluxo de ar. (Figura 2). Esse dispositivo monitora a pressão estática no sistema de pó logo à frente do coletor e envia constantemente feedback para um acionamento de frequência variável no ventilador para ajustar a velocidade do ventilador. Esse ajuste à velocidade do ventilador pode então manter um volume de ar consistente através do sistema de dutos, e, como o volume de ar e a velocidade dos dutos são proporcionais, a velocidade de transporte nos dutos permanece estável e o sistema opera consistentemente em condições de projeto, garantindo uma captação de pó eficaz.
Economia de custos a ser obtida
É fundamental compreender as velocidades de transporte em seu sistema de dutos de captação de pó. Velocidades de transporte excessivamente baixas ou altas podem causar consequências indesejáveis, desde a queda de poeira no duto até a abrasão excessiva do duto, e há vantagens econômicas em otimizar o volume de ar no sistema para garantir a velocidade de transporte desejada. Você pode limitar os custos de capital no ventilador do sistema, e pode reduzir as despesas operacionais diárias desse ventilador operando em velocidades de transporte adequadas e otimizadas. Economias adicionais podem ser realizadas, pois você também reduzirá os problemas relacionados à abrasão dos dutos e/ou queda de pó indesejável em seus dutos.
1 Ventilação industrial: A Manual of Recommended Practice for Design (28th ed.). (2013). Amer Conf of Governmental.
