Coletores de condensado de gás em gasodutos: estrutura e finalidade do coletor de condensado + nuances de instalação e manutenção

Está pensando em gaseificar sua casa? Talvez esteja instalando um sistema autônomo de fornecimento de gás com um tanque de gás? Nesse caso, você precisa conhecer os coletores de condensado de gás.

Eles ajudarão a evitar muitos problemas no uso do gás e prolongarão a vida útil dos equipamentos que consomem gás, bem como do próprio gasoduto e das chaminés. Um coletor de condensado corretamente selecionado e instalado aumenta significativamente a qualidade do gás e garante a segurança do funcionamento de todo o sistema.

Neste artigo, explicaremos quais funções os coletores de condensado desempenham no gasoduto, o que se deposita neles, quais os tipos e suas diferenças, qual o princípio de funcionamento desses dispositivos, como instalá-los e mantê-los.

Para que serve um coletor de condensado em um gasoduto?

Tanto o metano quanto a mistura liquefeita de propano-butano precisam de purificação adicional. Isso se deve às condições de armazenamento e uso, bem como às imperfeições dos sistemas de distribuição de gás.

As impurezas nos gases podem ser diversas:

1. Água pode entrar no gasoduto durante sua construção, inspeção e purga, bem como através de pequenos orifícios ou fendas. Ela contribui para a corrosão do aço e danifica a chaminé
2. Butano (líquido) pode se recondensar a partir da mistura de propano-butano. Ele não evapora nem sobe pelo gasoduto em temperaturas negativas, no frio. O butano líquido em um queimador a gás forma uma chama, e em uma caldeira provoca parada ou explosão.
3. Partículas sólidas pequenas podem entrar no gás a partir dos reservatórios e tubulações do sistema, especialmente se não forem novos e se o processo de corrosão já tiver começado no interior. Elas entopem os bicos injetores.

Cada um desses tipos de impurezas é perigoso à sua maneira. A água, o butano líquido em um queimador a gás forma uma chama, e em uma caldeira provoca explosão; as partículas sólidas entopem os bicos injetores.

O coletor de condensado é responsável pela filtração, acúmulo e remoção de inclusões estranhas.

O coletor de condensado consiste nos seguintes componentes: 1) gasoduto; 2) linha de equalização de pressão; 3) válvula de bloqueio; 4) tubo de purga; 5) dreno de condensado; 6) recipiente de condensado instalado abaixo do gasoduto.

No coletor de condensado, acumula-se todo o material pesado, incluindo butano líquido, prevenindo situações perigosas que este pode provocar.

Estrutura e princípio de funcionamento do coletor

Os coletores de condensado de baixa pressão diferem fundamentalmente dos equipamentos projetados para operar com gasoduto de média ou alta pressão.

É um recipiente cilíndrico vertical com fundo convexo ou cônico, na parte superior das paredes do qual são soldados tubos de conexão para o gasoduto de ambos os lados, e através da tampa sai um tubo para a superfície do solo, sob um dossel especial – uma cobertura, para a extração do condensado.

O gás passa pela parte superior do recipiente de um tubo para outro, e todas as impurezas líquidas ou sólidas depositam-se no fundo. Nesses sistemas, a pressão do gás é insuficiente para empurrar o líquido através do tubo do dispositivo, sendo necessário bombeá-lo com uma bomba, da mesma forma que você bebe uma bebida de um copo através de um canudo.

Em alguns coletores de condensado acima do solo, o tubo de drenagem fica na parte inferior e o condensado simplesmente escoa ao abrir a torneira, por gravidade.

Os coletores de condensado de média e alta pressão são tanques de expansão nos quais o gás é como se decantasse. Devido ao aumento significativo da área de seção transversal, em comparação com os tubos do gasoduto, a velocidade do fluxo diminui e todas as partículas pesadas, líquidas e sólidas, conseguem sedimentar.

A parte principal do dispositivo – o coletor – é um recipiente cilíndrico com extremidades convexas, como um tanque. Dele, dois tubos são direcionados para cima: pelo primeiro, o condensado flui por gravidade a partir do duto, e pelo segundo, o gás que entrou no condensador junto com o líquido retorna ao duto.

O tubo de purga para remoção de condensado em dispositivos de média ou alta pressão é obrigatoriamente equipado com uma torneira – e não com um tampão, como na primeira versão. Em alguns casos, a pressão do gás no sistema pode ser suficiente para remover todo o condensado ao abrir a torneira. Isso ocorre mais frequentemente com os coletores de condensado instalados na superfície do solo.

Em reservatórios subterrâneos, apenas com pressão de pelo menos 15-20 kPa, o líquido acumulado sobe por conta própria pelo tubo de drenagem e é expelido para um reservatório especial. Ao mesmo tempo, na superfície do solo, pode congelar, o que não só interrompe a drenagem do condensado, mas também pode danificar o tubo onde isso ocorre, podendo levar à ruptura.

Para evitar o congelamento no inverno, os coletores de condensado subterrâneos de alta e média pressão possuem um tubo ascendente adicional, preenchido com gás, instalado paralelamente ao tubo de drenagem. Ele está conectado ao principal na superfície e cria uma contrapressão, não liberando líquido durante o frio.

Além disso, esses acumuladores de condensado geralmente são equipados com dispositivos adicionais. Pode ser um manômetro para controlar a pressão interna do tanque, um sensor de nível de líquido que indicará quanto condensado já foi coletado, um indicador de enchimento que emite um comando para realizar a manutenção e drenar o líquido coletado.

Não é incomum nessas instalações – um dispositivo de remoção automática de líquido. No coletor de condensado instalado antes do compressor, o indicador de enchimento o desliga automaticamente.

Recomendações para escolha de coletores de condensado

Dependendo dos parâmetros do seu gasoduto, o mercado oferece uma enorme variedade de coletores de condensado para gasoduto. Alguns fabricantes estão prontos para fabricar um dispositivo de qualquer modificação sob encomenda personalizada, que atenda exatamente a todos os requisitos, caso não exista um modelo adequado na linha de produtos apresentada.

Os sistemas de gás são diversos em forma, pressão, condições de operação, composição, condições de operação – há muitas combinações desses parâmetros. E, portanto, não existem menos opções de coletores de condensado para gasodutos.

Um dispositivo selecionado incorretamente não conseguirá cumprir as tarefas designadas ou será desnecessariamente grande e caro, portanto, recomendamos deixar a escolha final para especialistas. E para se orientar um pouco nessa diversidade, vamos entender suas principais diferenças e princípios de seleção por esses parâmetros.

Critério #1 — formato do coletor de condensado

O próprio recipiente para coleta de condensado pode estar posicionado horizontalmente, como um tubo ou um pequeno tanque, ou verticalmente, lembrando um vaso. É possível determinar como o coletor de condensado selecionado deve ser posicionado não apenas pela forma, mas também pela posição dos bocais de conexão: eles estão sempre orientados horizontalmente.

A forma do coletor de condensado nem sempre depende da pressão de projeto: existem tanto modelos verticais para tubulações principais quanto minitanques para baixa pressão.

Os coletores de condensado verticais são mais frequentemente usados em gasômetros, eles são conectados ao tanque e ao tubo vertical que fornece gás para a casa, enquanto o vaso de coleta de condensado está posicionado verticalmente, paralelo ao tubo.

Os modelos horizontais geralmente são pendurados ou montados em suportes sob o tubo horizontal, paralelamente a ele. Eles geralmente são de alta pressão e grandes volumes.

Critério #2 — pressão no gasoduto

É importante adquirir um coletor de condensado projetado para a mesma pressão de todo o gasoduto. Existem 3 opções: para baixa, média e alta pressão.

Às vezes, os coletores de condensado são fabricados já conectados a um segmento de tubo de gás – isso permite minimizar a quantidade de trabalhos de soldagem em campo.

Eles diferem não apenas pelos tamanhos e diâmetros dos bocais de conexão, mas também pela construção interna, método de instalação e manutenção. Portanto, a incompatibilidade de pressão pode tornar a instalação e operação não apenas ineficientes, mas também perigosas.

Critério #3 — outros parâmetros do equipamento

Além da forma e pressão mencionadas, eles diferem pelos seguintes parâmetros:

• Volume – de algumas centenas de mililitros a vários metros cúbicos, dependendo da propensão do gasoduto a formar condensado, da composição da mistura gasosa, das condições climáticas, do volume de gás transportado e do local de instalação do coletor de condensado.
• Material de fabricação do receptor de condensado – geralmente aço inoxidável. Sem tratamento adicional, pode resistir por muito tempo ao ambiente agressivo de umidade e butano líquido. No entanto, frequentemente os coletores de condensado, especialmente de grandes volumes, também são feitos de aço comum. Para proteção adicional, eles são tratados não apenas externamente, como todo o gasoduto, mas também internamente – por exemplo, com composto epóxi.
• Quanto ao local de instalação, os coletores de condensado podem ser subterrâneos ou acima do solo. Nos segundos, é obrigatória a marcação «Gás», «Inflamável».
• Impermeabilização externa deve ser igual à do gasoduto. Na maioria das vezes, são fitas adesivas de polietileno, mas também pode ser mástique betuminoso ou revestimento betuminoso-polimérico. Para equipamentos acima do solo, é suficiente proteção com tinta resistente à água, obrigatoriamente amarela.
• Bocais para conexão ao gasoduto diferem em diâmetro e também podem ser projetados para solda ou para conexão permanente de aço com plástico.
• Equipamento adicional. Além do bocal de entrada e saída, há obrigatoriamente um tubo para drenagem ou bombeamento do condensado coletado. Também podem estar presentes conectores para manômetro, sensor de nível de líquido, indicador de enchimento do reservatório e para equalização de pressão.

Os consumidores particulares, em geral, adquirem um coletor de condensado para gasômetros particulares, ao configurar o abastecimento autônomo de gás de uma propriedade.

Os gasômetros para casas particulares têm diferentes volumes, a qualidade do gás e as condições de operação também diferem – isso influencia a escolha do coletor de condensado.

Para tais fins, geralmente são usados pequenos dispositivos com um recipiente vertical, em forma de copo, e um longo tubo para extrair o condensado. Geralmente são instalados no subsolo, diretamente na entrada do tanque de gás, e normalmente não possuem equipamentos adicionais.

Os coletores de condensado de alta pressão são instalados em gasodutos principais, em pontos de distribuição de gás e antes de grandes consumidores industriais. Eles têm grande volume e formato de tanque, e quase sempre são equipados com sensores e alarmes adicionais.

Procedimento de instalação do coletor de condensado

A forma e o procedimento de conexão do coletor de condensado dependem do local de sua instalação.

Os principais locais para coleta e remoção do condensado do gás são:

1. Na saída do tanque de gás em sistemas autônomos de fornecimento de gás.
2. Em trechos baixos do tubo de gás ou no ponto de conexão de tubos com inclinação oposta.
3. No início («cabeça») do gasoduto – em uma refinaria, após uma estação de distribuição de gás ou um tanque de armazenamento.
4. Antes do compressor, para evitar falhas em seu funcionamento, bem como antes de fábricas e outros consumidores industriais.
5. Na saída do gás do compressor – aqui o condensado é coletado se o compressor foi parado, ou se bombeavam óleo dos tanques, enchendo-os com gás.

O desenvolvimento do plano de localização dos coletores de condensado é tarefa do engenheiro-chefe da empresa que transporta e distribui gás aos consumidores.

Ele determina não apenas os locais de instalação desses equipamentos e a distância entre eles, mas também o tipo, tamanho e outras características. Após a montagem, a localização do equipamento deve ser sinalizada precisamente por placas especiais, indicando a direção e a distância até ele.

O coletor de condensado subterrâneo instalado deve estar a uma distância de corpos d'água, poços, árvores e construções; placas indicam sua localização.

Ao escolher o local para o coletor de condensado, também é considerada a conveniência da manutenção futura. Deve haver não apenas acesso livre ao tubo para extração do condensado, mas também a possibilidade, se necessário, de desenterrá-lo para manutenção, reparo ou substituição. O próprio dispositivo é instalado a pelo menos 2 m da parede mais próxima, e sua conexão com o tubo não pode estar a menos de 1 m da parede. Também é proibida a instalação desses dispositivos acima do ponto de congelamento do solo.

Consumidores particulares podem enfrentar a necessidade de instalar um coletor de condensado apenas no tanque de gás – vamos nos deter nessa questão com mais detalhes. O tanque de gás é instalado a uma distância da casa, conforme requisitos normativos – não menos que 10 m, e portanto o tubo até a entrada do porão é geralmente colocado horizontalmente no subsolo.

Nesse esquema, este tubo é dividido em 2 partes com inclinação oposta, e na junção delas, no ponto mais baixo, instala-se um coletor de condensado. Sob ele é feita uma pequena base de concreto, e o próprio agregado é colocado sobre pés, para minimizar a corrosão. A entrada e a saída do dispositivo são soldadas ao tubo de gás, e o tubo para drenagem do condensado é estendido até a superfície do solo, tampado com uma tampa e coberto com um tapete.

O coletor de condensado só pode ser conectado com conexões permanentes, soldagem, sendo inadmissíveis as conexões roscadas e flangeadas. Isso garante a segurança operacional e reduz o risco de vazamentos.

Se o gás é conduzido à superfície do solo verticalmente, diretamente do gasômetro, então o local para coleta de condensado é o início do tubo. Nesse caso, um tubo de conexão é soldado ao tubo, e o segundo – seja ao mesmo tubo, um pouco abaixo, ou ao próprio reservatório. O tubo para drenagem do condensado é disposto paralelamente à coluna de gás.

Nuances da manutenção do equipamento

De acordo com o cronograma elaborado pelo engenheiro da empresa fornecedora de gás, é realizada a purga dos coletores de condensado e a verificação do seu estado técnico. Esses trabalhos são considerados perigosos, pois o condensado contém não apenas água, mas também butano líquido facilmente inflamável, que muitas vezes constitui a maior parte do líquido. Portanto, a manutenção é realizada por dois especialistas, apenas durante o dia, não durante tempestades.

Também é proibido despejar o condensado diretamente em um caminhão-tanque – apenas em recipientes metálicos estacionários com cerca ou em uma escavação. Se houver um oleoduto nas proximidades, o condensado pode ser despejado nele.

Para esvaziar o coletor de condensado de baixa pressão, será necessária uma bomba, motobomba ou tanque a vácuo. Da extremidade do tubo, retira-se a tampa, conecta-se a mangueira da bomba, abre-se a válvula e liga-se a bomba. A drenagem continua até que não saia mais líquido da bomba, então ela é desligada, a válvula fechada, a mangueira desconectada e a tampa recolocada.

Com um coletor de condensado de pequeno volume, pode-se lidar também com uma bomba manual, e em alguns modelos para montagem acima do solo, o líquido escoa por gravidade.

Os coletores de condensado de média e alta pressão geralmente não precisam de bomba. Neles, são previstas 2 colunas: uma com condensado e outra com gás, cada uma com uma válvula, e normalmente apenas a da coluna de gás está aberta.

Para liberar o reservatório do líquido, giram-se ambas as válvulas: a de gás é fechada e a de condensado é aberta. O líquido sai sob pressão do gás da tubulação. Para economizar tempo e mão de obra, esse processo pode ser automatizado por meio de instrumentos de controle e medição e automação.

Se o condensado não for removido a tempo, o golpe de aríete ou o tampão pode não apenas obstruir o fornecimento de gás, mas também danificar o tubo.

Além de remover o condensado acumulado, os inspetores de gasodutos verificam a presença e a precisão das placas indicativas de sua localização, bem como o funcionamento da própria unidade e das válvulas de bloqueio associadas. Se necessário, o reparo é realizado imediatamente ou é elaborado um relatório, com base no qual uma equipe especializada é enviada posteriormente.

Como dispensar os coletores de condensado de gás?

Um coletor de condensado instalado em um gasoduto é garantia de segurança e preservação dos equipamentos.

Mas existem alternativas. Geralmente, elas visam prevenir a formação de condensado. Entre esses meios estão: evaporadores, que retornam o butano vaporoso ao reservatório de gás, isolamento térmico e aquecimento da tubulação, assentamento mais profundo do que o ponto de congelamento, e uso de tubos de maior diâmetro.

O aquecimento do gasoduto evitará a formação da parte mais perigosa do condensado – a fase líquida do butano, mas sua instalação e operação são caras.

No entanto, seu uso nem sempre é possível ou eficaz, além de geralmente ser mais caro do que a instalação de um coletor de condensado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Para visualizar melhor o princípio de funcionamento do coletor de condensado, sugerimos assistir ao seguinte vídeo:

Um guia visual sobre o que é condensado de gás no seguinte vídeo:

Analisamos para que servem os coletores de condensado de gás, quais tipos existem e como funcionam, e quais critérios considerar ao escolher o tanque adequado. Também discutimos como e onde eles são instalados e mantidos, e quais soluções alternativas existem.

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