Controle de temperatura em caldeira, fluido térmico e reator encamisado

No aquecedor de fluido térmico e na caldeira de água quente, o controle de temperatura tem dois papéis, em dois aparelhos. O controlador mede o fluido na saída e dosa o queimador ou as resistências para segurar o setpoint. O limitador, com sensor e relé próprios, corta o aquecimento quando a temperatura passa do valor ajustado e só libera com rearme. Na linha West: o 6170+ para queimador com válvula motorizada, o 6100+ para resistências, o West 6700+ ou o TB 45-2 para o limite e, no reator encamisado, o Pro-EC44 em cascata. A visão geral está no guia de controlador de temperatura industrial.

O que dá errado quando falta cada função?

Alarme e detecção de sensor rompido não substituem o limite: com o SSR em curto ou o contator colado, a saída de controle já está desligada e o aquecimento continua. Veja alarme de malha e sensor aberto.

Como controlar o queimador ou as resistências?

Queimador modulante. O 6170+ move a válvula em pulsos, por duas saídas, uma para abrir e outra para fechar: é o controle de 3 pontos, em malha aberta, sem depender do sinal de posição. Em teste da West, a autossintonia baixou os movimentos da válvula de 30 a 40 por minuto para poucos. Se o termopar ou o PT100 rompe, o controlador manda fechar a válvula. O acionamento direto do motor vai até 120 Vca e 2 A no relé e 140 V e 1 A no triac; acima disso, entram relés auxiliares. O controlador modula; partida, chama e bloqueio do combustível são do sistema de segurança do queimador.

Resistências elétricas. O 6100+ comanda SSR (com dissipador e fusível: veja relé de estado sólido e dissipador) ou contator, ou manda um sinal linear (4 a 20 mA ou 0 a 10 V, por exemplo) a um controlador de potência.

Várias caldeiras na mesma central. Num caso publicado pela West, o KS 98-1 comanda até seis unidades num sistema de caldeiras de vapor ou de água quente: liga e desliga as unidades conforme a demanda, pula a que está em manutenção e faz rodízio para igualar o desgaste. O equivalente indicado pela West é o KS 98-2 (96 x 96 mm, tela sensível ao toque, até 30 malhas), programado com blocos de função na ferramenta ET/KS 98-2. A Comander fornece o aparelho e os módulos; o programa é parte do projeto de automação.

6700+ ou TB 45-2: qual limitador usar?

Os dois têm sensor próprio, relé que abre no excesso e rearme só depois que a temperatura volta ao lado seguro. Mudam o formato, a aprovação e o jeito de rearmar.

Três cuidados do manual do TB 45 como limitador:

• só o TB 45-2 com a opção D, na função limitador, vale como limitador pela EN 14597 (o elemento TB do display acende); na função monitor, o relé religa sozinho;
• com termopar, o limitador exige termopar duplo; segundo o datasheet, a aplicação pela EN 14597 vale com sensores aprovados;
• o filtro de entrada (t.F1) pode atrasar a resposta: os tempos do ensaio pela DIN foram medidos com t.F1 de 0,5 segundo.

Para SIL 2, há o STB 50 (painel) e o STB 55 (trilho), com DIN EN 14597 e SIL 2, segundo o fabricante. Relé com trava, rearme e normas estão em quando usar controlador de limite.

O relé do limitador corta por um caminho próprio, num contator só do limite ou na cadeia de segurança do queimador, sem depender do SSR, do contator ou da válvula do controle. O relé comanda a bobina do contator, não a carga. No 6700+, o relé de limite fica energizado no lado seguro: use o contato fechado com o relé energizado, e a falta de energia no limitador também corta. No TB 45, o datasheet pede supressor RC nesse contator, conforme o fabricante do contator. Risco elétrico: ligue tudo com o painel desligado, por pessoa treinada e autorizada, com chave ou disjuntor perto do aparelho e a tensão da etiqueta conferida, como pede o manual.

Onde entra a NR-13?

A NR-13 vigente (Portaria MTP nº 1.846/2022) não se aplica ao aquecedor de fluido térmico (item 13.2.2, alínea e). Isso não dispensa o empregador de inspecioná-lo e mantê-lo, com um responsável técnico acompanhando ou fazendo o serviço, pelas recomendações do fabricante e pelos códigos aplicáveis (item 13.2.3). Um vaso de pressão da instalação, como um reator encamisado sob pressão, entra na norma quando cumpre os critérios do item 13.2.1, que olham o produto da pressão pelo volume (P.V) e a classe do fluido. Fluido combustível a 200 °C ou mais é da classe A (item 13.5.1.1.1), e vaso com fluido da classe A entra qualquer que seja o P.V (item 13.2.1, alínea c). Confira o enquadramento com o profissional habilitado da planta.

A NR-13 trata da integridade estrutural do equipamento (item 13.1.1), e trocar o controlador não muda o enquadramento. A exigência do limitador vem do projeto do fabricante do aquecedor, da análise de risco, do cliente, da seguradora ou da norma europeia que o equipamento segue.

Como controlar a temperatura do reator encamisado?

No reator com camisa de fluido térmico, a camisa responde rápido e o produto, devagar. Com uma malha só, o controlador aquece a camisa até o produto chegar ao setpoint; como a camisa está mais quente, o produto passa do ponto. Na cascata, a malha principal mede o produto e define o setpoint da camisa; a secundária mede a camisa e dosa o aquecimento, com um valor máximo que segura a temperatura dela. Segundo o white paper da West, a malha da camisa deve responder, de preferência, pelo menos cinco vezes mais rápido que a do produto, e a sintonia começa por ela, com setpoint fixo.

O Pro-EC44 com duas malhas faz a cascata num aparelho só. O KS 98-2 entra quando o mesmo aparelho também cuida de sequência, receita ou lógica. O limite continua num limitador separado, com sensor onde o excesso aparece primeiro.

Resumo

O que mandar para cotar certo?

• o equipamento (aquecedor de fluido térmico, caldeira de água quente ou reator) e quantos circuitos;
• como aquece: queimador com válvula motorizada (tensão do motor e se o atuador tem sinal de posição) ou resistências (potência, tensão e acionamento por contator, SSR ou controlador de potência);
• a temperatura de trabalho e a de corte do limite;
• os sensores de controle e de limite: tipo de termopar, PT100 ou sinal;
• a aprovação pedida: FM, EN 14597, SIL ou nenhuma;
• o formato (painel 1/16, 1/8 ou 1/4 DIN, ou trilho DIN) e a tensão do comando;
• RS485 com Modbus para o CLP e rearme remoto, se precisar;
• no reator, as duas malhas (produto e camisa) e se precisa de registro.

Com esses dados, a equipe da Comander, distribuidor oficial West, confere o código de cada aparelho antes da cotação. Os controladores e limitadores West têm garantia de 3 anos. O envio sai em até 24 h para produtos em estoque; nos demais, o prazo é confirmado na cotação.

Mande pelo WhatsApp ou pelo formulário desta página: no projeto novo, a lista acima; na reposição, o código da etiqueta ou a foto do aparelho parado e a temperatura de corte.