Zero cavitação em aplicações de dissipação de energia

Nos setores em que atuamos, há diversas aplicações em que os altos níveis de pressão de bombeamento e carga hidrostática precisam ser reduzidos à pressão atmosférica. Tipicamente em dispositivos de Arrefecimento ou Água para Incêndio, Descarga em Alto Mar, Equalização de Pressão, Derivações em Turbinas, etc. Esses processos são suscetíveis à cavitação, que pode causar obstrução do fluxo, vibrações, altos níveis de ruídos e danos às válvulas e à tubulação a jusante.

O risco de cavitação pode ser tratado de diversas maneiras, conforme a localização, as dimensões e o modelo da válvula, a capacidade inerente e as condições de pressão da válvula. Em plataformas offshore, é comum para ocorrer alguma carga estática a jusante da válvula de controle de pressão, passando por joelhos em posição vertical. Em usinas hidrelétricas – pelo mesmo motivo – a descarga das válvulas de assento ou de retenção de pistão deve ser submersa. A literatura e as especificações comerciais citam um “controle de cavitação”, ou seja, os jatos de água devem se chocar uns contra os outros no centro da válvula e longe das superfícies metálicas, na tentativa de evitar danos causados por cavitação. Além disto, os tubos de respiro, as válvulas de ar ou variações de tamanhos na tubulação a jusante são necessários para reduzir o impacto da cavitação.

As soluções acima podem ser suficientes para aplicações leves. Entretanto, para pressões moderadas a altas e dissipação efetiva da energia, é preciso utilizar tecnologia de ponta. Sem qualquer medida secundária, as válvulas de controle axial da Mokveld impedem por completo a cavitação, com uma série de guarnições anticavitação, em que a pressão é reduzida em um conjunto de etapas que reduzem a pressão pouco a pouco, impedindo a formação de bolhas de cavitação, conforme descrito no gráfico abaixo. As guarnições serão personalizadas para corresponderem às condições específicas do processo, e podem incluir várias seções de guarnições com índices diferentes de cavitação Kc ou Sigma.

Tecnologia de guarnições para redução de pressão em múltiplos estágios.

Perfil das guarnições anticavitação da Mokveld

Mudanças nos mercados de energia hidrelétrica e abastecimento de água

A rápida urbanização, as mudanças climáticas, a acentuada demanda dos clientes e as tecnologias digitais emergentes exigem a disponibilidade de energia hidrelétrica e abastecimento de água 24 horas por dia. Na história recente, o principal critério de seleção para equipamentos utilizados em usinas de energia hidrelétrica e sistemas de abastecimento de água foi o investimento em ativos (custo inicial). Repetidas falhas de equipamentos, entretanto, culminaram en cenários perigosos nas usinas de energia hidrelétrica e na confiabilidade do abastecimento de água para indústrias e lares não era suficiente.

Aplicações críticas requerem válvulas personalizadas de alta qualidade, com vida útil de 30 a 50 anos. Com as soluções dos projetos de engenharia de válvulas da Mokveld, as caixas blindadas de interconexão entre sistemas de abastecimento de água são simplificadas e suas dimensões e seus custos são reduzidos. O número de válvulas e o custo das operações (manutenção) será reduzido consideravelmente; a Mokveld oferece soluções que utilizam uma única válvula para proporcionar um controle preciso de taxas de vazão altas e baixas, pressão bidirecional e/ou controle de fluxo e dissipação de energia, sem cavitação.

Válvula de controle axial Mokveld com guarnição anticavitação

Recursos e benefícios das válvulas de controle axial Mokveld para aplicações em energia hidrelétrica e abastecimento de água

Recursos e benefícios diretos

• A cavitação e seus efeitos negativos (vibrações, alto nível de ruídos, danos nas válvulas e na tubulação a jusante) são completamente evitados com a tecnologia guarnições para redução da pressão em múltiplos estágios.
• Nenhum tubo de respiro, válvula de ar ou variação nas dimensões da tubulação será necessário para reduzir os impactos da cavitação.
• Guarnições com projeto personalizado para se adequar ao perfil hidráulico do sistema.
• A operação da válvula de controle não está sujeita à presença de detritos no fluído transportado: baixa demanda de manutenção/paralisações.
• Controle altamente preciso, também na abertura inicial. A taxa de vazão mínima controlável é um fator 10 a 20 mais baixo, se comparado às soluções convencionais.
• Força atuante muito baixa; atuadores pequenos, de baixa potência, podem ser utilizados, sem a necessidade de uma caixa de transmissão.
• O atuador é posicionado na parte superior da válvula, o que significa que impacto ambiental menor da instalação.
• Adequado para fluxo bidirecional ou controle de pressão.
• Fechamento impermeabilizado por bolhas altamente confiável

Benefícios indiretos

• Instalações menores: além das dimensões compactas das válvulas, um comprimento em linha reta de 2x DN a montante e a jusante da válvula é suficiente para manter a operação do sistema estável.
• Uma economia considerável de custos é possível no projeto da instalação a jusante, uma vez que não são necessárias medidas secundárias ou, se forem, serão bem inferiores (água de jusante/bacia de dissipação, estrutura adicional para dissipação de energia, aeração, defletores, etc.).

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