caldeiras aquatubular
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Trabalho sobre caldeira aquatubularTRANSCRIPT
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Caldeiras AquatubularPor:
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DefinioQualquer equipamento em que ocorra a vaporizao da gua uma caldeira.
Caldeiras a vapor so equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob presso superior atmosfera, utilizando qualquer fonte de energia.
Combustveis utilizados:SlidosLquidosGasosos
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Histrico
Primeiros registros de utilizao de vapor para trabalho: 150 A.C1769 James Watt patenteou a primeira mquina a vaporSurgiu a necessidade crescente de gerao de vaporAtualmente so capazes de produzir acima de mil toneladas de vapor por hora;Necessita de investimentos elevadosAvano tecnolgico x segurana (NR-13)
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Para qu gerar vapor?Processos de fabricao e beneficiamento;Gerao de energia eltrica;Gerao de trabalho mecnico;Aquecimento de linhas e reservatrios de leo combustvel;Prestao de servios;
Na indstria petroqumica o vapor utilizado em:Refervedores;Trocadores de calor;Torres de fracionamento e destilao;Fornos;vasos de presso;Reatores;Turbinas;
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Gerao de vaporProcesso fsico envolve aquecimento da fase lquida at oPonto de ebulio na presso desejada.Etapas:
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Conceitos bsicosPor que se gera vapor atravs da gua?Baixo custo e fcil obteno;Limpo, inodoro e no txico;Alto poder de armazenamento de energia sob a forma de calor.
Temperatura de saturaoSuperaquecimentoRendimento trmicoCapacidadePresso de regimePresso mximaRamonagem
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ClassificaoFlamotubulares os gases da combusto circulam no interior de tubos ou serpentinas imersas em gua
Aquotubulares gua circula no interior de tubos que cercam a regio de combusto e a passagem dos gases.
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Caldeiras aquatubularesOs gases de combusto envolvem os tubos por onde circula, internamento, a gua.Grandes capacidadesProduzem vapor de mdia e alta presso;Geralmente incorporam uma seo de superaquecimento do vapor;
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ClassificaesQuanto a aplicao:Para usina de fora termoeltrica produzem vapores de alta presso e temperatura para gerao de energia eltrica.Caldeiras industriais gerao de vapor saturado ou levemente superaquecido para consumo na rea industrial;Caldeiras combinadas usadas para as duas finalidades.
Quanto presso:Baixa presso: 6 a 16 kgk/cmMdia presso: 22 a 39 kgf/cmAlta presso: 60 a 140 kgf/cmSuperalta presso: acima de 230 kgf/cm
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Tipos de Caldeiras
caldeiras aquatubulares de tubos retos, com tubulo transversal ou longitudinal; caldeiras aquatubulares de tubos curvos, com diversos tubules transversais ou longitudinais; caldeiras aquatubulares de circulao positiva; caldeiras aquatubulares compactas.
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Caldeiras Aquatubulares de Tubos RetosComo desvantagens apresentam: necessidade de dupla tampa para cada tubo, (espelhos); baixa taxa de vaporizao especfica; rigoroso processo de aquecimento e de elevao de carga (grande quantidade de material refratrio).As principais vantagens das caldeiras deste tipo so: facilidade de substituio dos tubos; facilidade de inspeo e limpeza; no necessitam de chamins elevadas ou tiragem forada.
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Caldeiras Aquatubulares de Tubos CurvosVantagens das caldeiras aquatubulares de tubos curvos: reduo do tamanho da caldeira; queda da temperatura de combusto; vaporizao especfica maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m a 50 kg de vapor/m2 para as caldeiras com tiragem forada; fcil manuteno e limpeza; rpida entrada em regime; fcil inspeo nos componentes.
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Caldeira de Circulao PositivaVantagens e desvantagens As vantagens das caldeiras de circulao positiva so: tamanho reduzido; no necessitam de grandes tubules; rpida gerao de vapor; quase no h formao de incrustaes, devido circulao forada.As desvantagens so: paradas constantes, com alto custo de manuteno; problemas constantes com a bomba de circulao, quando operando em altas presses.
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Circulao da guaNatural pela ao da gravidade;Decorrente da diferena de densidade da gua que circula no interior dos tubosForada pela ao de uma bomba;Usada quando h pequena diferena de densidade entre gua e vapor. Utilizada em caldeiras que operam em condies crticas ou subcrticas.
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Componentes Cmara de combusto Tubos Coletores Tubulo (superior/ inferior) Superaquecedor Sopradores de fuligem Pr-aquecedor de ar. Economizador Alvenaria (refratrios) Queimadoras Ventiladores Chamin Vlvulas de segurana
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Operao da CaldeiraUma unidade nova deve ser inspecionada e testada para comprovao das especificaes apresentadas pelo fabricante.
Objetivos da operao:
Garantir alto nvel de segurana.Mximo aproveitamento do combustvel.Transferir para o vapor a maior quantidade possvel de energia trmica.Evitar a formao de incrustao ou depsitos sobre as superfcies.Operar com o menor nmero possveis de paradas da unidade.Conduzir a operao de maneira a assegurar a longevidade do equipamento
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Operao da CaldeiraPartida:
A caldeira deve entrar em funcionamento lentamente, com carga abaixo do normal e com a vlvula principal de vapor totalmente aberta. Se a caldeira possuir, deve-se deixar os drenos do superaquecedor abertos para eliminao do condensado. Aps determinado tempo acompanhando os parmetros da operao, pode-se gradualmente chegar carga mxima. Deve-se ter cuidado especial com o nvel de gua na caldeira.
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Operao da CaldeiraParada:
Preferencialmente, deve-se diminuir gradualmente a carga da caldeira. Para os equipamentos em que utiliza mais de um tipo de combustvel (ex.: leo Diesel e leo BPF), antes de parar totalmente a caldeira, deve abrir totalmente o by-pass do pr-aquecedor de leo diesel para introduzir o combustvel no sistema, e assim realizar a parada.Aps a parada deve-se fechar totalmente a vlvula de sada de vapor e se necessrio, completar de gua a caldeira.
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Funcionamento da Caldeira
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Partes de CaldeirasFeixe tubular Feixe tubular reto: Feixe tubular curvado Feixe tubular com fluxo cruzado Feixe tubular com fluxo axial
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Partes de CaldeirasParede dgua Parede dgua com tubos tangentes Paredes de gua com tubos aletados
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Partes de CaldeirasFornalha Fornalhas para queima de combustvel slido:
Fornalhas para queima de combustvel em suspenso:
Fornalha com grelhas basculantes:
Fornalha com grelha rotativa:
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Partes de CaldeirasQueimadoresOs queimadores so peas destinadas a promover, de forma adequada e eficiente, a queima dos combustveis em suspenso. auxiliar na homogeneizao da mistura ar/combustvel, graas ao seu formato; aumentar a eficincia da queima, dar forma ao corpo da chama. direcionar a mistura nebulizada na cmara de combusto.
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Partes de Caldeiras (Equipamentos perifricos)SuperaquecedorSuperaquecedores operam sempre mesma presso da caldeira, respondendo pela elevao da temperatura do vapor saturado, aproveitando o calor sensvel dos gases de combusto.Existem alguns tipos de caldeiras nas quais o superaquecedor instalado separadamente da caldeira e outros que ficam dentro da caldeira aproveitam os gases de combusto.
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Partes de Caldeiras (Equipamentos perifricos)EconomizadorPr-aquecedor de arSopradores de fuligemVlvulas de segurana
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gua de alimentao para as caldeirasTratamentos usuais;
Desmineralizao da gua;
Desaerao mecnica da gua;
Desaerao qumica;
Correo do pH;
Tratamento do vapor condensado;
Sempre uma gua de maior pureza, quanto maior for a presso de trabalho da caldeira;
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Manuteno das Caldeiras Para garantir a segurana e a boa operao do equipamento deve-se seguir rigorosamente o plano de manuteno pr-estabelecido pelo fabricante. Alm disso, ter os seguintes controles: Controle qumico
Inspees peridicas Limpeza qumica das caldeiras
Proteo de caldeiras contra corroses
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Manuteno das Caldeiras Superaquecimento: a elevao da temperatura, normalmente localizada, dos materiais acima dos limites de projeto.
Causas: - Deposio nas paredes dos tubos;incidncia de chama provocada por mal funcionamento dos queimadores;circulao deficiente de gua;deteriorao do refratrio.
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Manuteno das Caldeiras Corroso: D-se internamente nos tubos devido a deficincias no tratamento da gua e presena de gases dissolvidos.
Procedimentos: - limpeza frequente dos tubos;
manuteno da temperatura de sada dos gases acima dos limites de condensao do vapor dgua;
manter a temperatura da gua de alimentao acima de certos valores mnimos.
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Manuteno das Caldeiras Deteriorao mecnica: o aparecimento de trincas que podem levar ruptura, devido fadiga trmica, fluncia, choques trmicos, exploses na cmara de combusto etc.
Procedimentos: - Inspeo durante as paradas do equipamento.Tratamento da gua.
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NORMA REGULAMENTADORA NR 13 - Caldeiras e Vasos de Presso
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ConclusoPara se obter bons resultados, vai se depende de um controle eficiente e sistemtico, quer dos parmetros qumicos e fsicos, como de certas operaes e procedimentos.
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Referncias bibliogrficas
DANTAS, Joo. Caldeiras industriais. Departamento de Tecnologia mecnica e materiais. Centro Federal de Educao Tecnolgica da Bahia. Salvador, Bahia.2009http://www.tenge.ind.br/equipamentos_caldeiras.htmhttp://ferrimodel.tripod.com/hist_maq_vap_.htmhttp://www3.mte.gov.br/seg_sau/ManualTecnicoCaldeiras_2006.pdf