Caldeiras
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Caldeiras
T. 5831- Automao e Controle industrial
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Definio de Caldeira -IPC
um equipamento de produo de vapor para ser empregado como utilidade quente em um processo qumico ou para gerao de energia eltrica
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Estrutura de uma caldeira Cmara de combusto ou fornalha, onde o combustvel queimado Cmara de gua, que contm a gua a ser aquecida Cmara de vapor, situada acima do nvel dgua, que recebe o vapor formado Paredes dgua, formadas por tubos que interligam as cmaras de gua e vapor, sendo laterais, frontais, teto e piso, delimitando o espao vazio denominado de cmara de combusto. nessas paredes que ocorre a gerao de vapor saturadoT. 5831- Automao e Controle industrial
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Circulao o movimento da gua ou vapor ou uma mistura dos dois atravs dos tubos aquecidos. Nas caldeiras pode haver circulao natural ou forada.
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Vantagens da circulao forada em relao circulao natural A taxa de gerao de vapor maior Maior flexibilidade para corresponder a variaes de carga Atinge mais rpido as condies operacionais a partir da partida fria Menor deposio de slidos devido maior velocidade de circulao O aquecimento mais uniforme reduz a possibilidade de superaquecimento e tenses trmicas Tubos de menor dimetro Projeto mais folgado quanto disposio da fornalha, componentes tubulares e arranjo geral Potencial de variao da capacidade, temperatura e presso de operaoT. 5831- Automao e Controle industrial
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Classificao das CaldeirasQUANTO FONTE DE ENERGIA AUXILIAR CALDEIRA ELTRICA usa energia eltrica e normalmente no economicamente vivel. Porm, usada em locais onde outras formas de energia no esto disponveis CALDEIRA A COMBUSTVEL
- leo combustvel queima leo e gera vapor pela troca de calor com os gases de combusto
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- Gs queima gs, que pode ser gs natural ou uma corrente de gases oriunda do processo - Slidos queima combustveis slidos - Mista queima mais de um combustvel, s vezes simultaneamente6
Superaquecedores, reaquecedores e economizadores
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Caldeira eltrica
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Classificao das Caldeiras a combustvelQUANTO AO TIPO DE CONSTRUO Caldeira fogotubular ou flamotubular um trocador de calor casco e tubo, onde os gases de combusto passam pelos tubos e a gua vaporizada no casco. Usada para gerar vapor saturado de baixa presso (10 bar) e baixa capacidade (25 ton/h) Caldeira aquatubular os gases de combusto passam por fora de um banco de tubos, onde circula a gua a ser vaporizada Caldeira de fluido trmico geralmente no ocorre vaporizao do fluido trmico, mas apenas aquecimento nos tubos
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Caldeira Flamotubular
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Caldeira Flamotubular AWN
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Caldeiras Flamotubulares
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Caldeira Aquatubular
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Caldeira Aquatubular
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Caldeira Aquatubular
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Caldeira Aquatubular
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Comparao Aquatubular X Flamotubular
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Caldeira de fluido trmicogeralmente no ocorre vaporizao do fluido trmico, mas apenas aquecimento nos tubos.
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Elementos de uma caldeira industrial Queimadores Feixe tubular Ventilador Chamin Balo de vapor e de gua Vlvulas de segurana Instrumentao de controle Sistemas auxiliares de manuseio de combustveis19
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Classificao das Caldeiras a combustvelQUANTO TIRAGEM DE AR Caldeira de tiragem forada o ar de combusto soprado mecanicamente para a queima de combusto do queimador. o tipo mais comum Caldeira de tiragem induzida os gases de combusto so aspirados mecanicamente para fora da cmara e o ar de combusto aspirado pelo vcuo da cmara de combusto Caldeira de tiragem combinada ou balanceada o ar de combusto soprado e existe um outro ventilador que aspira os gases de combusto Caldeira a tiragem natural os gases de combusto so aspirados pelo efeito chaminT. 5831- Automao e Controle industrial
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Caldeira de tiragem foradaGases de combusto
Vapor
gua Combustvel Ar Queimador
VentiladorT. 5831- Automao e Controle industrial
Caldeira
Chamin
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Caldeira de tiragem induzidaGases de com busto
Vapor
gua C om bustvel Ar Queim ador Ventilador C aldeiraT. 5831- Automao e Controle industrial
C ham in
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Emisses de uma caldeira
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Sistema de vapor e condensadoConsumidores no processo Vapor de Mdia Cond. de Mdia Consumidores no processo ATM Vaso de Condensado Condensado Vapor de Baixa Cond. de Baixa
Gases de combusto
Emisses
Vapor p Desaerao / gua de Make -up
Combustvel Ar Queimador Pr-aquecedor
gua de Alimentao de Caldeira
Ventilador
Caldeira
Bomba de BFW Bomba de Condensado Purga Chamin
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Vaso de Flash Desaerador
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Seleo e especificao de caldeiras Avaliar a presso do vapor necessrio ao processo e qual deve ser a presso de produo de vapor Definir se ser vapor saturado ou superaquecido e o tipo de gua de caldeira Calcular a capacidade de gerao de vapor da caldeira (balano de massa e energia) Definir tipo de caldeira Definir combustvelT. 5831- Automao e Controle industrial
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IPC
Seleo e especificao de caldeiras Calcular o consumo de combustvel (considerar o PCI do combustvel e a eficincia de queima) Avaliar a recuperao de condensado e estimar as perdas Calcular a purga de gua Definir a estratgia de controle e segurana do processo (sistema fortemente normatizado)T. 5831- Automao e Controle industrial
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AULA N 2 CALDEIRASVERIFICAO ROTINEIRA
Verificao rotineira importante Verificar se no h vazamento na rede de gs Verificar o funcionamento correto do sensor ultravioleta Verificar o funcionamento dos ventiladores e tambm se as prpurgas e ps-purgas esto sendo realizadas normalmente. Verificar instrumentos e vlvulas Verificar os pressostatos Verificar o ignitor piloto, as ligaes eltricas, os eletrodos de ignio. Verificar a limpeza da tubulao de gs Verificar a estanqueidade das vlvulas. Verificar a vlvula de bloqueio de gs, na entrada do queimados e do ignitor piloto. Verificar o sensor ultravioleta
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VAZAMENTO O QUE FAZER? Isolamento e evacuar a rea envolvida. Abrir as janelas e portas para permitir intensa ventilao. Utilizar todos os meios para eliminar as possveis fontes de ignio, tais como cigarros, fsforos, isqueiros, dispositivos eltricos de ligao, esmeril, fagulhas, etc. Usar somente lmpadas e fios em boas condies de segurana Evitar desligar os circuitos eltricos nas chaves ou painis eltricos, existentes na rea envolvida, pois as chaves eltricas podem gerar fascas. Desligar a energia eltrica em um local afastado. Bloquear imediatamente o suprimento de gs. Procurar onde houver vazamento e consertar imediatamente. Verificar, cuidadosamente, se nas reas prximas houver tambm acmulo de gs. Inspecionar as instalaes e test-las antes de o gerador voltar a funcionar.
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MANUTENO DA CALDEIRA Fazer inspees e ajustes frequentemente. Realizar testes de estanqueidade das vlvulas e da tubulao. Corrigir, imediatamente, qualquer irregularidade que houver, mesmo pequena. Manter atualizado o pronturio e o registro de segurana. Manter limpa a casa de caldeiras. Verificar, diariamente, o sistema de deteco de chama. Manter limpo o sensor ultravioleta. Verificar os intertravamentos eltricos dos pressostatos. Manter os instrumentos calibrados. Verificar sempre o sistema de ar combusto Obs: fundamental que no haja vazamento de gs, pois isto acarreta extremo perigo.29
SOBRE A OPERAO As maiores perdas: Perde-se calor, principalmente, pela radiao, pelos gases que saem da chamin e pelas descargas. As Flamotubulares Eficientes que operam com gs natural apresentam as condies tpicas: 15 a 30% de excesso de ar 9 a 10% de CO2 3 a 5% de O2IPC
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Mas, o fazer para alcanar estes valores Relao ar-comprimido Teor de CO2 e O2 Percentual de perdas nos gases da chamin. Condies das superfcies da troca de calor Sistemas de recuperao de calor Minimizao das descargas de fundo Programa racional de funcionamento Suprimento de gua de alimentao, com a mais alta temperatura possvel Medidores de vazo a vapor, de vazo de gua, de consumo de energia. Estudo de possibilidade de instalar vlvulas redutoras de presso do vapor. O mais perto possvel do local de consumo. Possibilidade de se instalarem sistemas de recuperao de calor dos gases de combusto.
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TIPOS DE COMBUSTVEIS DE CALDEIRAS CONVENCIONAIS Slidos Lquidos Gasosos ELTRICO Resistncias Eletrodos (submersos) Jatos de gua (cascata) DE RECUPERAO Gases de escape Produtos residuais. NUCLEAR Fisso de urnio. SOLAR Energia solar
IPC
As Caldeiras so classificadas em trs categorias de acordo com a classe de presso. Categoria A a presso igual ou superior a 1960 kpa(19,98 kgf/cm2) Categoria C a presso igual ou inferior a 588 kpa(5,99kgf/cm2) Categoria B todas que no se enquadram nas categorias 32 anteriores
MANUTENO DAS CALDEIRASObjectivos do tratamento de guas para caldeiras
Preveno de incrustaes ( inibidores de incrustaes ) Preveno de corroso (inibidores de corroso) Preveno de contaminao
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
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MANUTENO DAS CALDEIRAS ipcA produo industrial de vapor dominantemente constituda por um sistema fechado de 4 etapas. Quando a gua vaporiza na caldeira a expanso do vapor pressuriza o sistema. O vapor sai da caldeira custa da sua prpria presso e transportado para os diferentes pontos/etapas do processo, e as propriedades do vapor vo-se alterando. GERAO o calor produzido na combusto aquece a gua da caldeira DISTRIBUIO transporte do vapor aos pontos de utilizao
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
TRANSFERNCIA DE CALOR o uso qualquer que seja, uma transferncia de calor. medida que transfere energia produz-se gua condensada Reteno de Condensados. RETORNO/RECIRCULAO DE CONDENSADOS permite a reutilizao parcial da energia trmica
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PURGA DE CALDEIRAS parei
A purga de caldeiras um passo importante do tratamento de guas de caldeiras e tem como objetivo reduzir as impurezas da gua que utilizada na caldeira, quando existe recirculao. Excesso de purga >>> desperdcio de energia; Deficit de purgas >>> promove incrustaes. No existem regras fixas, mas as taxas variam entre 1% e 25% da gua de abastecimento da caldeira.37
PURGA DE CALDEIRASResfriador de Amostra
h h Troca de Calor h gua para fora gua entrada Dreno
O diagrama acima mostra Vapor flash recuperado para o sistema de distribuio de vapor e as de descarga quente de condensado que fluem para um trocador de calor para pr-aquecer a gua de make-up de entrada.
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PERDAS
Perdas da emisso e gases na chamin (18%)
Perdas por conveco Radiao (4%)
Eficincia trmica da Caldeira 75 a 77%
Entrada de energia do combustvel (100%)
CALDEIRA
Sada de energia
Perdas no blowdown= descargas/purgas da caldeira (3%)
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PURGA DE CALDEIRASDEFINIO:
Conveco Transmisso de energia feita atravs de um elemento de troca trmica (ar, gua, gases de combusto). Este termo frequentemente usado em conjuno com radiadores. O ar do ambiente movimenta-se pela superfcie do trocador de calor. Durante este movimento, a energia de calor transferida.
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MANUTENO DAS CALDEIRASDesarejador Remove gases no condensveis da gua de alimentao. Promove-se o aquecimento da gua de makeup (reconstituio/reposio) Minimiza-se a solubilidade de gases no condensaveis (ex. Oxignio, CO2, etc.). Pr aquece-se a gua que ir ser utilizada (injectada) na caldeira. Os desarejadores so instalados a cota elevada para criarem carga favorvel ao funcionamento das bombas de gua que abastecem a caldeira, contornando a possibilidade de ocorrerem eventuais condies de cavitao.
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LIMITAES A gua deve estar livre de impurezas que possam Entupir os aspersores ou colmatar os tabuleiros.
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
IPC
Sais minerais que promovem incrustaes: FERRO CLCIO MAGNSIO SLICA
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MANUTENO DAS CALDEIRASTratamento externo TRATAMENTO EFETUADO NO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA Clarificao (remove slidos) Filtrao (remove slidos) Amaciamento e Desmineralizao (removes sais minerais) Tratamento Interno Adio de correctivos qumicos (controle de pH, Remoo de Oxignio, outros) Purga (remove slidos acumulados por recirculao de gua em ebulio = mudana do estado lquido para o gasoso)
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MANUTENO DAS CALDEIRASFORNECIMENTO DE ARUm dos cuidados necessrios ao funcionamento de uma caldeira, para evitarmos problemas srios de combusto estabelecer o suprimento de ar adequado.1. AR DE COMBUSTO (queima )2. AR DE VENTILAO 3. VOLUME TOTAL DE AR REQUERIDO
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
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MANUTENO DAS CALDEIRAS
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Obrigado!!!!
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