UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA UFBA UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA SISTEMAS TÉRMICOS Marcelo José Pirani
GERADORES DE VAPOR (CALDEIRAS)
Geradores de Vapor – Equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sobre pressão superior a atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia.
Gerador de Vapor
Histórico
Classificação De maneira geral podem ser classificadas em dois grandes grupos: – Caldeiras flamotubulares – Caldeiras aquotubulares.
Caldeira Flamotubular
Caldeira Flamotubular Vantagens Atendem a aumentos instantâneos na demanda de vapor, pois possuem grande volume de água; Possui relativamente menor custo; Construção fácil, sendo totalmente pré-fabricada. Existem diversos fabricantes; Fácil de operar; Não exige tratamento de água muito apurado; Normalmente necessitam de pouca ou nenhuma alvenaria; Fácil limpeza da fuligem; Fácil substituição de tubos.
Caldeira Flamotubular Desvantagens Partida lenta devido ao grande volume de água; Limitada quanto à capacidade de pressão; Ocupam muito espaço com relação à área de aquecimento; Circulação de água deficiente; Grande peso por metro quadrado de superfície de aquecimento; Dificuldade de adaptação de equipamentos, tais como superaquecedor, economizador de ar e preaquecedor.
Caldeira Aquotubular
Caldeira Aquotubular
Caldeira Aquotubular
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação - Tubos Aletados
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação - Tubos Aletados
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação - Tubulões
Caldeira Aquotubular Caldeira de Recuperação - Tubulão
Caldeira Aquotubular Vantagens Trabalha a altas pressões; Elevada capacidade de geração de vapor; Partida rápida devido ao pequeno volume de água relativo à superfície de aquecimento Ocupam pouco espaço com relação à capacidade de produção obtida; Apresentam facilidades de adaptação de equipamentos, tais como superaquecedor, economizador de ar e pre-aquecedor Apresentam a possibilidade de colocação de tubos de água nas paredes da fornalha, que, além de protegerem o refratário, auxiliam na produção de vapor; Possuem grande flexibilidade de operação.
Caldeira Aquotubular Desvantagens Exigem pessoal altamente qualificado para sua operação; Exigem tratamento de água adequado e rigoroso; Tem pouca capacidade no que diz respeito à demanda, devido ao, relativamente, pequeno volume de água; São de construção mais complexa que as flamotubulares; São de preço elevado.
Outras Classificações Quanto à força motriz de circulação do fluido de trabalho – Circulação natural; – Circulação forçada; – De passe único.
Outras Classificações Quanto à força motriz de circulação do fluido de trabalho Água Bomba Vapor Saturado Calor
Outras Classificações Quanto ao nível de Pressão – Baixa e média pressão....... < 100bar – Alta pressão......................... 100 a 170bar – Pressão super alta ............ >170 a 221bar – Pressão super crítica.......... >221bar – Pressão deslizante.............. Pressão variável
Outras Classificações Quanto ao tipo de combustível ou fonte de calor Combustíveis sólidos como carvão mineral, biomassa e resíduos sólidos urbanos; Combustíveis líquidos como óleo combustível e óleo diesel; Combustíveis gasosos como gás natural, gás de processo e calor residual.
Outras Classificações Quanto ao tecnologia da combustão De grelha fixa e ou grelha rotativa, para queima de biomassa ou resíduos agro-industriais em caldeiras de pequeno porte; De queima em suspensão, para queima de combustível sólido pulverizado, óleo combustível e gás natural; Leito fluidizado (borbulhante ou circulante), para queima de combustíveis sólidos em geral. No Brasil esta tecnologia é utilizada para a queima de resíduos de cortiça de árvores na indústria de papel e celulose.
Outras Classificações Quanto ao tecnologia da combustão
Outras Classificações Quanto ao processo de tiragem do ar e gases de combustão Tiragem natural, criada por efeito exclusivo da chaminé; Tiragem forçada, exercida por sopradores na entrada da fornalha; Tiragem induzida, garantida por ventiladores de exaustão que geram uma pressão ligeiramente negativa no interior da fornalha; Tiragem balanceada, como resultado da combinação de tiragem forçada com tiragem induzida.
Outras Classificações Quanto ao processo de tiragem do ar e gases de combustão
Outras Classificações Quanto à disposição da fornalha e superfície de aquecimento
Principais Componentes • Fornalha Local destinado à queima do combustível, onde o calor é gerado através de reações de combustão. O combustível pode ser sólido, líquido ou gasoso.
Fornalha Fornalha
Principais Componentes Tubulão Fornalha
Principais Componentes Fornalha
Principais Componentes • Tambor de Vapor (Tubulão) Vaso fechado sob pressão contendo água que será trasformada em vapor
Tambor de Vapor - Tubulão
Tambor de Vapor - Tubulão
Tambor de Vapor - Tubulão
Tambor de Vapor - Tubulão Suspensão do Tubulão Portas de visita
Tambor de Vapor - Tubulão
Principais Componentes • Superaquecedor Consiste de um ou mais feixes tubulares inseridos na fornalha da caldeira, destinados a obtenção de vapor superaquecido a partir de vapor saturado. Radiante
Principais Componentes Superaquecedor
Principais Componentes • Economizador Trocador de calor constituído por feixe de tubos que aquece a água de alimentação utilizando o calor residual dos gases de combustão
Principais Componentes Economizador
Principais Componentes • Pré-aquecedor de ar Trocador de calor cuja finalidade é aquecer o ar que será utilizado na queima do combustível, aproveitando o calor restante dos gases de combustão. • Chaminé Componente que tem a função de retirar os gases da instalação lançando-os na atmosfera, realizando assim a “tiragem” dos gases.
Principais Componentes Chaminé Pré-aquecedor de ar
Pré-aquecedor de Ar
Principais Componentes • Grelhas Componentes utilizados para amparar o material dentro da fornalha. • Cinzeiro Local de deposição das cinzas e restos de combustível que caem da fornalha.
Principais Componentes Grelha
Principais Componentes
FIM