Caldeiras

Caldeiras

1. O que é?

   • Equipamento que transforma água em vapor

2. Vapor

   • Gerado através de uma troca térmica entre o calor liberado pela queima de um combustível e a água
   • Aplicação
     • Indústria madeireira
       • Cozimento de toras
       • Secagem de tábuas
     • Indústria laticínio
       • Esterilização de recipientes
     • Indústria metalúrgica
       • Banhos químicos
     • Indústria têxtil
       • Alvejar e Tingir tecidos
     • Indústria de bebidas
       • Nas lavadoras de garrafas
     • Indústria química
       • Autoclaves
     • Indústria de vulcanização
     • Indústria de petróleo
       • Torres de fracionamento
     • Curtumes
       • Secagem de couros
     • Frigoríficos
       • Estufas para cozimento
     • Geração de energia
       • Usinas termelétricas

3. Tipos

   • Flamotubulares
     • São aquelas em que são os gases circulam no interior dos tubos e a água a ser aquecida e vaporizada circula pelo lado de fora.
     • Partes básicas
       • Carcaça
         • Chapas de aço
           • Calandras
       • Espelhos
         • São chapas planas cortadas em forma circular
       • Feixe tubular
         • Tubos por onde passam os gases quentes
       • Caixa de fumaça
         • É o local por onde os gases da combustão fazem a reversão do seu trajeto
       • Fornalha
         • É o local onde se dá a queima do combustível
     • Vantagens
       • Baixo custo de construção
       • Baixo custo de manutenção
       • Tamanho compacto
       • Pouca alvenaria
     • Desvantagens
       • Baixa taxa de vaporização
       • Demora na produção de vapor
       • Baixo rendimento térmico (75 a 78%)
       • Produção de vapor saturado
       • Partida lenta
       • Não produz vapor super aquecido
   • Aquatubulares
     • São aquelas em que a água circula no interior dos tubos e os gases quentes encontram-se em contato com sua superfície externa.
     • Cortina de água
       • Consiste de vários TUBOS dispostos verticalmente, um ao lado do outro, circulando lateralmente toda a fornalha.
       • DIMINUI O GRADIENTE DE TEMPERATURA ENTRE A FORNALHA E O MEIO AMBIENTE ALÉM DE AUMENTAR A CAPACIDADE DE PRODUÇÃO DE VAPOR
     • Vantagens
       • Operação em pressões mais elevadas
       • Maior produção de vapor
       • Partida relativamente rápida
       • Produção de vapor superaquecido
       • economia de energia
     • Desvantagens
       • Alto custo
       • Construção complexa
       • Pessoal qualificado para operação
       • Tratamento de água mais rigoroso
     • Partes básicas
       • Tubulão superior
         • onde é injetada a água de alimentação e de onde é retirado o vapor.
       • Tubulão inferior
       • Feixe tubular
         • conjunto de tubos que interliga o tubulão superior com o inferior
         • constitui a principal região de troca de calor na caldeira
       • Fornalha
         • é o local onde se processa a queima do combustível
       • Queimadores
         • Lançam o combustível na fornalha
       • Superaquecedores
         • são superfícies de absorção de calor destinadas a aumentar a temperatura do vapor saturado
         • quando se aquece 37% O VAPOR SATURADO, tem-se um ganho termodinâmico de eficiência de 3%
       • Economizadores
         • São trocadores de calor com a finalidade de aquecer a água de alimentação
       • Pré-aquecedores
         • São trocadores de calor que aproveita parte da energia calorífica dos gases de combustão.
         • Tipos
           • Rotativo
             • é constituído de placas de aço, finas e corrugadas (não lisas, onduladas), que são aquecidas quando da passagem dos gases de combustão e resfriadas quando da passagem do ar.
           • Tubular
             • Consiste de um feixe tubular encerrado em um invólucro de aço.

4. Purgador

   • Dispositivo automático que separa e elimina o condensado formado nas tubulações de vapor, sem deixar escapar o vapor.
   • Razões para eliminar o condensado
     • Reintroduzi-lo na caldeira
     • Evitar o golpe de aríete
     • Evitar que as linhas de transporte de vapor fiquem bloqueadas
   • Minimiza os custos de tratamento da água
   • Economia de combustível, pois reduz a quantidade de água fria a ser aquecida

5. Controle de Segurança

   • Risco de explosão
     • Acendimento da chama
       • Fornalha inundada de combustível
         • Solução: apagar o queimador
   • Chama se apagando
     • falha na ignição ou subsequente à ignição

6. Tiragem

   • processo que retira os gases queimados da caldeira possibilitando a entrada de nova quantidade de ar e combustível
   • Objetivo: conseguir uma queima constante
   • Se a tiragem for insuficiente: os gases de combustão demoram a deixar a fornalha, podendo aparecer pulsações na chama.
   • Se a tiragem for excessiva: introduz-se um grande volume de ar na chama, resfriando a fornalha.
   • Tipos
     • Natural
       • Se estabelece por meio da chaminé.
         • deve ser de grande diâmetro e altura elevada
     • Forçada
       • utiliza um ventilador que insufla o ar para dentro da fornalha
     • Induzida
       • utiliza um exaustor que retira os gases quentes de combustão da caldeira lançando-os na atmosfera através da chaminé.