nr13 - nova

8/16/2019 NR13 - Nova

1/19

NR 13 | Caldeiras, Vasos de Pressão e Tubulações

Safety World – Consultoria de Segurança, Saúde, Meio Ambiente e Higiene Ocupacional LTDA

Endereço: Rua Alfredo Whately, 65, Sala B – Campos Elíseos – Resende / RJ

Tel.: 24-3355-1943

www.safetyworld.com.br

E-mail: [email protected]

1

SUMÁRIO

1. DEFINIÇÃO .......................................................................................................... 2

1. TIPOS DE CALDEIRAS ........................................................................................ 2

2. NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES ............................................ 6

3. COMPONENTES DE UMA CALDEIRA ................................................................ 9

4. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS................................................... 12

5. TEOR DE SÍLICA ............................................................................................... 13

6. MANUTENÇÃO DAS CALDEIRAS ..................................................................... 13

7. ALGUMAS CONSIDERAÇÕES DA NR-13 ......................................................... 15

8. IDENTIFICAÇÃO DE CALDEIRAS: .................................................................... 16

9. INSTALAÇÃO ..................................................................................................... 17

10. OPERAÇÃO .................................................................................................... 19

8/16/2019 NR13 - Nova

2/19




Tel.: 24-3355-1943



2

1. DEFINIÇÃO

NR-13: “Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular

vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, ... “

1. TIPOS DE CALDEIRAS

1) Flamotubular: Os produtos de combustão circulam pelo interior dos tubos, que

ficam imersos na água a ser vaporizada.

Características

• Baixo rendimento térmico;

• Maior espaço ocupado;

• Ideal para pequenas instalações;

• Simples construção e

manutenção

2) Flamotubulares Verticais: Os tubos são colocados verticalmente num corpo

cilíndrico fechado nas extremidades por placas, chamadas espelhos ;

• A fornalha interna fica no corpo cilíndrico logo abaixo do espelho inferior.

8/16/2019 NR13 - Nova

3/19




Tel.: 24-3355-1943



3

• Os gases de combustão sobem através dos tubos, aquecendo e

vaporizando a água que está em volta deles.

3) Flamotubulares Horizontais: Abrangem vários modelos, desde as caldeiras

Cornuália, Lancaster e Multitubulares de grande volume de água, até as modernas

unidades compactas.

Destinada à queima de óleo ou

gás;

Ou de combustíveis sólidos.

8/16/2019 NR13 - Nova

4/19




Tel.: 24-3355-1943



4

4) Flamotubulares Horizontais - Escocesa: O modelo de caldeira industrial

mais difundido no mundo.

Destinada à queima de óleo ou gás;

Ou de combustíveis sólidos.

5) Aquatubulares: A água a ser vaporizada circula pelos tubos, e os produtos de

combustão pelo exterior deles.

Características

• Maior Rendimento;

• Maior produção de Vapor;

• Maior Superfície de Aquecimento

• Maior complexidade construtiva e de manutenção

8/16/2019 NR13 - Nova

5/19




Tel.: 24-3355-1943



5

6) Caldeiras Aquatubulares

Motivação:

As informações sobre as caldeiras flamotubulares servem para demonstrar oprocesso de evolução pelo qual passou a tecnologia de caldeiras.

O aumento da eficiência destas caldeiras somente era aumentado com o aumento

do numero de tubos e, consequentemente, do tamanho da estrutura.

Isto tudo não era compatível com as demandas das indústrias relacionadas ao

aumento de produtividade e da eficiência das instalações (otimização dos custos).

Neste tipo de caldeira a água passa por dentro dos tubos e os gases decombustão por fora.

Princípio de funcionamento:

8/16/2019 NR13 - Nova

6/19




Tel.: 24-3355-1943



6

2. NOÇÕES DE GRANDEZAS FÍSICAS E UNIDADES

Escalas de Temperatura

• Celsius (°C): Escala centesimal adotadas pelo SI (0 / 100 °C –

Congelamento /Ebulição da água.)

• Fahrenheit (°F): Sistema Inglês de medidas (°F = 1,8 °C + 32).

• Kelvin (°K): Escala de temperatura absoluta (centesimal, °K = °C + 273) –

Celsius absoluto.

• Rankine (°R): Escala de temperatura absoluta (°R = °F + 460) – Fahrenheit absoluto.

Calor

Definição: Forma de energia que se transfere de um sistema para outro em

virtude da diferença de temperatura entre eles.

8/16/2019 NR13 - Nova

7/19




Tel.: 24-3355-1943



7

Unidades de calor

• Caloria (cal): No sistema métrico decimal equivale a quantidade de

energia necessária para elevar a temperatura de 1 g de água em 1 °C (14,5 para

15,5 °C) – 1.000 cal = 1 kcal.

• British Thermal Unit (BTU): Unidade de calor no sistema inglês – 1 kcal

= 3,96 BTU.

• Watt x h (wh): Unidade elétrica – 1 cal = 0,001163 wh.

Formas de transmissão de calor

• Condução: Transferência de calor que ocorre devido significativamenteentre sólidos em virtude do contato entre eles.

• Convecção: Transferência de calor que ocorre significativamente em

fluidos (líquidos ou gases) e simultaneamente com transporte de massa.

• Radiação: Transferência de calor que ocorre significativamente através

de ondas eletromagnéticas que transportam a energia térmica através sem a

necessidade de um meio condutor.

Pressão

Trata-se da relação de grandeza entre a força aplicada sobre uma área. É

expressa mais comumente como:

8/16/2019 NR13 - Nova

8/19




Tel.: 24-3355-1943



8

• Atmosfera (atm): é a pressão correspondente a 0,760m (760mm) de

Mercurio, com densidade de 13,5951 g/cm³ a uma aceleração da gravidade de

9,8 m/s².

• Bar: é a unidade de pressão no Sistema CGS de unidades (cm-g-seg) e

vale 106 dyn /cm².

• PSI: ( pound per square inch), libra por polegada quadrada, é a unidade de

pressão no sistema inglês/americano, onde 1 psi = 0,07 bar.

• Pascal (Pa): é a unidade padrão de pressão no Sistema Internacional.

Equivale a força de 1 Newton aplicada uniformemente sobre uma superfície de 1

m2.

• Milímetros de mercurio (mmHg): também chamada de Torricelli, é uma

unidade de pressão antiga inventada com o surgimento do barômetro, onde 1

mmHg = 133,332 Pa.

• Milímetros de água (mmH2O): é uma unidade relativa a pressão

necessária para elevar em um metro o nível de uma coluna de água em um

barômetro, sendo 1 mH2O = 9806,65 Pa.

• Kilograma força por centimetro quadrado (kgf/cm2): representa o peso

normal do ar ao nível do mar por cm², sendo 1 kgf/cm² = 98066,52 Pa.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricellihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricellihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricellihttp://pt.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricelli

8/16/2019 NR13 - Nova

9/19




Tel.: 24-3355-1943



9

3. COMPONENTES DE UMA CALDEIRA

Queimadores

Os queimadores são peças destinadas a promover, de forma adequada e

eficiente, a queima dos combustíveis fluidos em suspensão (óleos, diesel, gás natural

etc).

Fornalhas

São câmaras destinadas a promover, de forma adequada e eficiente, a queima

dos combustíveis sólidos (madeira, bagaços, materiais compostos etc).

Válvulas de segurança

As válvulas de segurança e de alívio de pressão são dispositivos que protegem

automaticamente os equipamentos de processo de um eventual excesso de pressão.

Caldeiras e vasos de pressão obrigatoriamente necessitam desses dispositivos de

segurança para sua proteção, em cumprimento à legislação através de normas como a

NR-13, e atendendo aos códigos nacionais e internacionais de projeto.

8/16/2019 NR13 - Nova

10/19




Tel.: 24-3355-1943



10

Indicadores de nível

Os indicadores de nível tem por objetivo indicar o nível de água dentro do

equipamento. Em geral, são constituídos por um vidro tubular.

Sistemas de controle de água de alimentação

Os sistemas de controle de água de alimentação devem regular o abastecimento

de água ao tubulão de evaporação para manter o nível entre limites desejáveis. Esse

limites devem ser observados no indicador de nível. A quase totalidade das caldeiras

são equipadas com sistemas automatizados, que proporcionam maior segurança,

maiores rendimentos e menores gastos de manutenção (boias, eletrodos etc.)

8/16/2019 NR13 - Nova

11/19




Tel.: 24-3355-1943



11

Sensores de temperatura

Os sensores fazem a medição da temperatura dos fluidos. São mais utilizados osPT-100. Medem a temperatura dos gases de combustão, do ar de entrada, da água de

entrada, do vapor gerado e do combustível.

Sensores de pressão - Manômetros

É um instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em

recipientes fechados.

8/16/2019 NR13 - Nova

12/19




Tel.: 24-3355-1943



12

4. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS

• Eliminação da dureza;

• Precipitação com fosfatos;

• Controle do pH e da alcalinidade;

• Eliminação do oxigênio dissolvido;

• Eliminação de sílica;

• Controle do teor de cloretos e sólidos totais;

A água para caldeiras deve receber tratamento que permita a remoção total ou

parcial de sais de cálcio e magnésio, os quais produzem incrustações.

O processo mais antigo, designado por abrandamento da água pela cal sodada,

consiste na injeção de soluções de CaO (cal) e NaCO3 (carbonato de sódio) para

precipitar o carbonato de cálcio e formar hidróxido de magnésio floculado.

Outros processos mais modernos, como troca iônica, são muito utilizados na

padronização de água para caldeiras.

As principais grandezas de qualidade da água a serem monitoradas são: Dureza

total, Sílica pH, Alcalinidade, Sólidos suspensos e totais, teor de ferro entre

outros.

8/16/2019 NR13 - Nova

13/19




Tel.: 24-3355-1943



13

5. TEOR DE SÍLICA

A sílica, associada ao Cálcio e Magnésio, produz uma incrustação muito dura e

muito perigosa. Os tratamentos normalmente empregados no interior da caldeira

durante o processo não eliminam a sílica. Os métodos mais usados para essa

finalidade são a troca iônica e tratamento com óxido de magnésio calcinado.

6. MANUTENÇÃO DAS CALDEIRAS

Todo tratamento para obter bons resultados depende de um controle eficiente e

sistemático, quer dos parâmetros químicos e físicos, como de certas operações e

procedimentos.

• Controle químico para proteção de caldeiras contra corrosão e

incrustação (durante processo produtivo)

• Limpeza química e mecânica das caldeiras (Paradas de manutenção)

8/16/2019 NR13 - Nova

14/19




Tel.: 24-3355-1943



14

Os tratamentos se baseiam na aplicação de técnicas (muitas da vezes dosagem

que produtos químicos ou métodos mecânicos) para a redução dos impactos causados

pela dureza, pH, alcalinidade, oxigênio dissolvido, cloretos e do teor total de sólidos.

8/16/2019 NR13 - Nova

15/19




Tel.: 24-3355-1943



15

7. ALGUMAS CONSIDERAÇÕES DA NR-13

Pressão Máxima de Trabalho Permitida - PMTP ou Pressão Máxima de Trabalho

Admissível – PMTA

Maior valor de pressão compatível com o código de projeto, a resistência dos

materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus parâmetros operacionais.

“13.1.4 Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes

itens:

a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou

inferior a PMTA;

b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado;

c) injetor ou outro meio de alimentação de água, independente do sistema

principal, em caldeiras combustível sólido;

d) sistema de drenagem rápida de água, em caldeiras de recuperação de álcalis;

e) sistema de indicação para controle do nível de água ou outro sistema que evite

o superaquecimento por alimentação deficiente.”

8/16/2019 NR13 - Nova

16/19




Tel.: 24-3355-1943



16

8. IDENTIFICAÇÃO DE CALDEIRAS:

• Fabricante;

• Número de ordem dado pelo fabricante;

• Ano de fabricação;

• Pressão máxima de trabalho admissível;

• Pressão de teste hidrostático;

• Capacidade de produção de vapor;

• Área de superfície de aquecimento;

• Código de projeto e ano de edição;

• Categoria da caldeira.

• Código de projeto e ano de edição;

• Especificação dos materiais;

• Procedimentos utilizados na fabricação, montagem, inspeção final e

determinação da PMTA;

• Conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento

da vida útil da caldeira;

• Características funcionais;

• Dados dos dispositivos de segurança;

• Ano de fabricação;

• Categoria da caldeira;

8/16/2019 NR13 - Nova

17/19




Tel.: 24-3355-1943



17

9. INSTALAÇÃO

Instalação em área aberta

“13.2.3 Quando a caldeir a for instalada em ambiente aberto, a "Área de Caldeiras"

deve satisfazer aos seguintes requisitos:

• Afastada de, no mínimo, 3 metros de instalações;

• Dispor de pelo menos 2 saídas amplas em direções distintas;

• Dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção

da caldeira;

• Ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado,

provenientes da combustão, para fora da área de operação atendendo às

normas ambientais vigentes;

• Dispor de iluminação conforme

normas;

• Ter sistema de iluminação de

emergência caso operar à noite.”

8/16/2019 NR13 - Nova

18/19




Tel.: 24-3355-1943



18

Instalação em área fechada

“13.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente fechado, a "Casa de

Caldeiras" deve satisfazer aos seguintes requisitos:

• Construído de material resistente ao fogo,

podendo ter apenas uma parede adjacente a

outras instalações;

• Dispor de pelo menos 2 saídas amplas;

• Dispor de ventilação permanente com entradas de ar;

• Dispor de sensor para detecção de vazamento de gás;

• Não ser utilizada para qualquer outra finalidade;

• Dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção

da caldeira;

• Ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado;

• Ter iluminação e sistema de iluminação de emergência.”

8/16/2019 NR13 - Nova

19/19




Tel.: 24-3355-1943 19

10. OPERAÇÃO

“13.3.1 Toda caldeira deve possuir " Manual de Operação" atualizado, em língua

portuguesa, contendo:

• Procedimentos de partidas e paradas;

• Parâmetros de rotina;

• Procedimentos para situações de emergência;”

“13.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos

calibrados e em boas condições operacionais constituindo condição de risco grave eiminente o emprego de artifícios que neutralizem sistemas de controle e segurança da

caldeira.”

Exemplo de sistema supervisório:

Operação e controle automatizados

nr13 - nova

Documents