Caldeiras T. 5831- Automação e Controle industrial

Definição de Caldeira É um equipamento de produção de vapor para ser empregado como utilidade quente em um processo químico ou para geração de energia elétrica T. 5831- Automação e Controle industrial

Estrutura de uma caldeira Câmara de combustão ou fornalha, onde o combustível é queimado Câmara de água, que contém a água a ser aquecida Câmara de vapor, situada acima do nível d’água, que recebe o vapor formado Paredes d’água, formadas por tubos que interligam as câmaras de água e vapor, sendo laterais, frontais, teto e piso, delimitando o espaço vazio denominado de câmara de combustão. É nessas paredes que ocorre a geração de vapor saturado T. 5831- Automação e Controle industrial

Circulação É o movimento da água ou vapor ou uma mistura dos dois através dos tubos aquecidos. Nas caldeiras pode haver circulação natural ou forçada. T. 5831- Automação e Controle industrial

Vantagens da circulação forçada em relação à circulação natural A taxa de geração de vapor é maior Maior flexibilidade para corresponder a variações de carga Atinge mais rápido as condições operacionais a partir da partida fria Menor deposição de sólidos devido à maior velocidade de circulação O aquecimento mais uniforme reduz a possibilidade de superaquecimento e tensões térmicas Tubos de menor diâmetro Projeto mais folgado quanto à disposição da fornalha, componentes tubulares e arranjo geral Potencial de variação da capacidade, temperatura e pressão de operação T. 5831- Automação e Controle industrial

Classificação das Caldeiras QUANTO À FONTE DE ENERGIA AUXILIAR CALDEIRA ELÉTRICA – usa energia elétrica e normalmente não é economicamente viável. Porém, é usada em locais onde outras formas de energia não estão disponíveis CALDEIRA A COMBUSTÍVEL - Óleo combustível – queima óleo e gera vapor pela troca de calor com os gases de combustão - Gás – queima gás, que pode ser gás natural ou uma corrente de gases oriunda do processo - Sólidos – queima combustíveis sólidos - Mista – queima mais de um combustível, às vezes simultaneamente T. 5831- Automação e Controle industrial

Superaquecedores, reaquecedores e economizadores T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira elétrica T. 5831- Automação e Controle industrial

Classificação das Caldeiras a combustível QUANTO AO TIPO DE CONSTRUÇÃO Caldeira fogotubular ou flamotubular – é um trocador de calor casco e tubo, onde os gases de combustão passam pelos tubos e a água é vaporizada no casco. Usada para gerar vapor saturado de baixa pressão (10 bar) e baixa capacidade (25 ton/h) Caldeira aquatubular – os gases de combustão passam por fora de um banco de tubos, onde circula a água a ser vaporizada Caldeira de fluido térmico – geralmente não ocorre vaporização do fluido térmico, mas apenas aquecimento nos tubos T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Flamotubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Flamotubular AWN T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeiras Flamotubulares T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Aquatubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Aquatubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Aquatubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira Aquatubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Comparação Aquatubular X Flamotubular T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira de fluido térmico geralmente não ocorre vaporização do fluido térmico, mas apenas aquecimento nos tubos. T. 5831- Automação e Controle industrial

Elementos de uma caldeira industrial Queimadores Feixe tubular Ventilador Chaminé Balão de vapor e de água Válvulas de segurança Instrumentação de controle Sistemas auxiliares de manuseio de combustíveis T. 5831- Automação e Controle industrial

Classificação das Caldeiras a combustível QUANTO À TIRAGEM DE AR Caldeira de tiragem forçada – o ar de combustão é “soprado” mecanicamente para a queima de combustão do queimador. É o tipo mais comum Caldeira de tiragem induzida – os gases de combustão são “aspirados” mecanicamente para fora da câmara e o ar de combustão é aspirado pelo vácuo da câmara de combustão Caldeira de tiragem combinada ou balanceada – o ar de combustão é soprado e existe um outro ventilador que aspira os gases de combustão Caldeira a tiragem natural – os gases de combustão são aspirados pelo “efeito chaminé” T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira de tiragem forçada T. 5831- Automação e Controle industrial

Caldeira de tiragem induzida T. 5831- Automação e Controle industrial

Emissões de uma caldeira T. 5831- Automação e Controle industrial

Sistema de vapor e condensado T. 5831- Automação e Controle industrial

Seleção e especificação de caldeiras Avaliar a pressão do vapor necessário ao processo e qual deve ser a pressão de produção de vapor Definir se será vapor saturado ou superaquecido e o tipo de água de caldeira Calcular a capacidade de geração de vapor da caldeira (balanço de massa e energia) Definir tipo de caldeira Definir combustível T. 5831- Automação e Controle industrial

Seleção e especificação de caldeiras Calcular o consumo de combustível (considerar o PCI do combustível e a eficiência de queima) Avaliar a recuperação de condensado e estimar as perdas Calcular a purga e make-up de água Definir a estratégia de controle e segurança do processo (sistema fortemente normatizado) T. 5831- Automação e Controle industrial

Componentes: Marcos Vinicios Caldas Pedro Brasileiro Freitas Rodolfo Lima Gonçalves Silas Almeida dos Santos Vitor Santos Brito T. 5831- Automação e Controle industrial

Obrigado!!!! T. 5831- Automação e Controle industrial