Purificadores limpam combustíveis e lubrificantes, bem como processam água de porão e lodo, mas a bordo de embarcações eles são principalmente parte do sistema de tratamento de combustível e óleo. Os purificadores geralmente estão sob a responsabilidade de um segundo oficial de máquinas e, às vezes, se tornam verdadeiros pesadelos para alguns deles, principalmente por falta de conhecimento sobre o princípio de funcionamento, falta de confiança e negligência.
Os purificadores marítimos usam tecnologia de separação envolvendo um separador de pilha de discos, conhecido como centrífuga.
Isso é usado para centrifugação na qual várias fases de sólidos e líquidos são isoladas umas das outras com base na diferença de densidades.
A bordo das embarcações geralmente há dois ou três purificadores centrífugos autolimpantes de óleo combustível pesado instalados (dependendo do tamanho do motor principal e do consumo de combustível), um purificador de óleo diesel, um purificador de óleo lubrificante do motor principal e um ou dois purificadores de óleo lubrificante dos motores auxiliares (ou um para cada motor auxiliar – diesel gerador). Um dos purificadores HFO (óleo combustível pesado) também pode ser usado como purificador DO (de óleo diesel), em caso de emergência ou quando necessário. Normalmente, um purificador HFO está em uso com o segundo em espera ou em processo de manutenção. Cada purificador é equipado com bomba de alimentação, filtro duplex e aquecedor de vapor e todo o equipamento está localizado na sala do purificador.
Normalmente, a vazão do purificador HFO é ajustada para corresponder ao consumo de combustível nos motores principal e auxiliar e na caldeira auxiliar. Se a vazão estiver excedendo o consumo, o excesso entregue ao tanque de serviço transbordará de volta para o tanque de decantação quando o tanque de serviço ficar cheio.
Misturas líquidas aquecidas e misturas sólido-líquido entram no purificador e a força centrífuga criada pela cuba rotativa faz com que a mistura líquida se separe em seus diferentes constituintes dentro da pilha de discos. As partículas sólidas suspensas no óleo se depositam na parte inferior dos discos e deslizam para o espaço de retenção de sólidos na periferia do recipiente. A superfície lisa do disco permite que os sólidos deslizem para baixo e proporciona a autolimpeza dos discos. Um anel regulador determina a posição da interface entre o óleo e a água separada coletada e é ajustado de acordo com a densidade do óleo a ser limpo. Maior densidade de óleo requer menor diâmetro interno do anel regulador. Duas bombas são montadas no lado de saída do purificador e são uma bomba sensora que descarrega a água suja e uma bomba centrípeta que converte a energia cinética do óleo em pressão para descarregar no tanque receptor. Aqui abaixo você pode ver o princípio de funcionamento do sistema de separação Alfa Laval S e P Flex:
Os purificadores podem ser usados e operados em um modo de purificação ou clarificação. Ao operar no modo purificador, a tampa da câmara sobre a bomba centrípeta possui orifícios e, ao operar no modo clarificador, a tampa não possui orifícios. No entanto, purificadores modernos como o da Alfa Laval, eliminam o disco de gravidade para permitir o ajuste automático da densidade do combustível.
Hoje em dia, sendo os purificadores do tipo autolimpantes, os sólidos acumulados no compartimento de retenção são ejetados em intervalos pré-determinados dependendo da qualidade do óleo. O ciclo de limpeza é alcançado automaticamente, várias válvulas de controle acionadas por ar comprimido de serviço agem para permitir que o óleo contorne o purificador e abra a cuba por um período de tempo definido. O processo de autolimpeza ocorre com descarga parcial ou total da cuba. Para isso, o reservatório deve ser primeiro enchido com água de deslocamento após o fechamento da entrada de óleo sujo. Dependendo do processo de descarga, a cuba será parcial ou totalmente preenchida com água de deslocamento. A água de controle é introduzida na câmara de abertura da cuba para abri-la, assim a pressão exercida pela água de controle move a válvula de pistão que abre as portas de descarga de lodo.
Devido às altas forças centrífugas e à velocidade do líquido gerado dentro da cuba, quase todo o lodo é expelido. O-rings de vedação danificados ou superfícies riscadas/danificadas da câmara de lodo e dos discos tornam o processo de autolimpeza mais difícil e às vezes impossível, sendo sinalizado através de um alarme de mau funcionamento da máquina. A água de controle flui para fora da cuba durante a descarga de lodo e a cuba é fechada novamente. Segue abaixo um exemplo onde você pode realmente ver a velocidade gerada devido a altas forças centrífugas (este teste é feito em oficina em um ambiente controlado):
Normalmente, existe um sistema de monitoramento de água que controla a descarga de água e um sistema de monitoramento de lodo que controla a descarga de lodo.
A água que é separada do óleo se acumula na parte externa da cuba. O disco separador no recipiente direciona continuamente um pequeno fluxo da parte externa do recipiente para a bomba de líquido sensor, que descarrega esse fluxo para um sensor de condutividade. se o sensor de condutividade detectar a presença de água, significa que há uma quantidade razoável de água na cuba. O sistema de controle que abre uma válvula operada por solenoide para descarregar a água pela saída de água suja; o separador está funcionando como um purificador. Quando a água tiver sido descarregada, a válvula é fechada e o separador retoma a operação como clarificador.
A remoção do lodo do recipiente normalmente ocorre em intervalos programados, que são alterados para se adequar à qualidade do óleo a ser tratado. Um sensor no sistema de monitoramento de lodo detecta o acúmulo de água de lodo no espaço de lodo da cuba. se a quantidade de lodo se tornar excessiva, o sistema ativará o processo automático de remoção de lodo, mesmo que não seja necessária uma operação de remoção de lodo programada. Normalmente, se houver mais de duas operações de remoção de lodo não cronometradas, um alarme é ativado e isso requer a intervenção do oficial de máquinas de plantão responsável pela operação segura da casa de máquinas.
O alarme pode ser visualizado no painel operacional do purificador, onde todos os dados relevantes do processo e condição de alarme são exibidos. Os componentes que são controlados ou monitorados pelo sistema de controle incluem, mas não estão limitados a:
- válvula de entrada/desvio de óleo (válvula de circulação de três vias)
- água de descarga
- água de operação
- circuito e válvula de descarga de água
- sensor de água
- temperatura de entrada de óleo
- alarmes sonoros
A atribuição de software para cada purificador é realizada na fábrica e/ou pelo oficial de máquinas de serviço usando uma função de senha. Qualquer alteração nos parâmetros definidos deve ser realizada por um oficial de máquinas qualificado e autorizado. Alterações nas configurações de parâmetros não são um requisito operacional dos purificadores e normalmente não são necessárias uma vez que o sistema tenha sido comissionado para o tipo de óleo que está sendo tratado. Se for necessária qualquer alteração na configuração do parâmetro (por motivos de emergência), isso só deve ser realizado com a aprovação do Chefe de máquinas e após consulta ao manual do sistema de controle. É essencial que a temperatura de separação correta seja definida para o tipo de combustível ou óleo lubrificante sendo centrifugado. Uma temperatura muito baixa pode resultar em purificação ineficiente, mas uma temperatura muito alta pode causar rachaduras (especialmente no óleo lubrificante).
Geralmente, o intervalo de tempo de descarga é inicialmente definido para que o reservatório abra e descarregue o lodo e a água antes que o espaço do lodo seja preenchido. Se o intervalo de tempo de remoção do lodo for muito curto, há excesso de lodo e a eficiência do sistema pode ser alterada negativamente. Cada purificador descarrega o lodo do purificador para o tanque de lodo situado, geralmente embaixo dos purificadores.
