Trabalho caldeiras

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Figura 8 – Caldeira Flamotubular Horizontal Escocesa.

3.2 Caldeiras Aquatubulares

Neste tipo de caldeira a água a ser aquecida passa no interior de tubos que são envolvidos pelos gases de combustão como mostra na figura 9. São caldeiras de pequeno porte, sendo bastante utilizadas em pequenas industrias, hospitais, hotéis entre outros.

A caldeira aquatubular tem um custo de até 50% mais elevado que as flamotubulares, exigindo uma construção mais complexa e tratamento de água muito cuidadosa sendo utilizadas em modernos projetos industriais pois produzem grandes quantidades de vapor e elevadas temperaturas.

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Figura 9 – Caldeira Aquatubular.

3.2.1. Caldeiras Para Usinas de Força Termelétrica

São projetadas para produzir vapor com alta pressão e temperatura, visando ao melhor rendimento na geração de energia.

3.2.2. Caldeiras Industriais

São projetadas para produzir vapor saturado ou levemente superaquecido, empregado em aquecimento, evaporação e outros.

3.2.3. Caldeiras Combinadas

As caldeiras combinadas são tanques ou recipientes utilizados principalmente para a transferência de energia térmica a partir de uma fonte de calor para a água ou córrego, de acordo com a demanda de água quente. As combinadas são diferentes dos modelos convencionais, pois elas não armazenam água quente, mas aquecem rapidamente conforme a demanda.

4. FUNCIONAMENTO DE UMA CALDEIRA

O princípio básico por trás da operação de caldeiras é relativamente simples, a água é aquecida pela queima de um combustível produzindo vapor, enquanto a água evapora o nível da água naturalmente abaixa assim é necessário bombear água para o interior da caldeira que forma manter o nível elevado. O nível de água pode ser extremamente sensível as circunstancias alteradas como o aumento da demanda de vapor.

Os principais objetivos do sistema de controle de caldeiras é garantir que o nível de água permaneça entre os limites mínimo e máximo. Se o nível ficar muito baixo, as superfícies de aquecimento podem ficar muito expostas e a caldeira sofreria um superaquecimento e se estiver muito alto a água poderia entrar no ponto de saída do vapor e ser arrastada o que apresentaria um vapor de baixa qualidade.

O projeto compacto das caldeiras modernas significa que o intervalo entre estes limites é bem pequeno e o controle exato é cada vez mais importante para operação segura e eficiente.

Para controlar o nível de água em uma caldeira é necessário antes medir, os calibradores de nível servem para efetuarem essas respectivas medições medindo o nível da água em ebulição logo abaixo da camada de bolhas e a razão entre águas e bolhas é bastante representativa no interior da caldeira onde pode ser visto através do calibrador. As sondas de nível devem estar instaladas no interior da caldeira sendo inseridas em tubos protegidos, sondas de níveis exatos e confiáveis são essenciais para o controle seguro e preciso do nível da caldeira.

A água deve ser inserida em uma caldeira para substituir a água convertida em vapor. Quando o nível de água atinge um ponto predeterminado a bomba de alimentação é ligada enchendo a caldeira até o nível necessário, e a operação se repete sendo uma operação bastante simples, porém afeta o equilíbrio no interior da caldeira pois a temperatura da água é diminuída de imediato e a taxa de ebulição abaixa consequentemente a produção de vapor é interrompida não podendo ser retomada enquanto a água não atinja novamente o ponto de ebulição. Assim que a bomba de alimentação é ligada a taxa ebulição diminui e o nível aumenta, quando a bomba é desligada a taxa de ebulição lentamente se recupera e o nível aumenta continuamente a cima do ponto de saída do vapor devido o reaparecimento das bolhas de vapor, formando uma névoa logo depois que a bomba de alimentação é ligada, isto ocorre porque o vapor está condensando no espaço do vapor devido a repentina diminuição da temperatura da água, a névoa desaparece logo depois que a bomba de alimentação desliga e a temperatura começa a se elevar novamente.

5. EFICIÊNCIA DA CALDEIRA

Eficiência térmica é a medida da eficácia da troca de calor da caldeira. Ela mede a habilidade em transferir calor do processo de combustão para a água ou vapor na caldeira. Por ser unicamente uma medida da eficácia da troca de calor da caldeira, ela não leva em conta a radiação e perdas de convecção do casco da caldeira, coluna d´água, ou outros componentes. Desta forma não é verdadeira sua indicação do uso do combustível na caldeira; Contudo, aliada à verificação da combustão, pode nos fornecer uma boa indicação de como está a eficiência da caldeira. De fato, se você verifica que não há pontos com temperaturas muito altas, no casco ou outras partes da caldeira, não há vazamentos de vapor ou gases de combustão. Uma simples análise da temperatura e composição dos gases da chaminé pode nos oferecer dados confiáveis para o cálculo da eficiência. Além disto a Steammaster fornece um gráfico com a estimativa das perdas diversas de acordo com a carga de trabalho.

5.1.1. Perdas de Calor

O método de medida de eficiência Equilíbrio de Calor é baseado na consideração de todas as perdas de calor da caldeira. O método para cálculo atual consiste da subtração de 100% do total das perdas, sendo que o valor resultante é a eficiência combustível-vapor da caldeira.

4. CONCLUSÃO

As Caldeiras são máquinas que tem ofício de gerar