Caldeiras
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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
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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
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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.
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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
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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
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Superaquecedores, reaquecedores e economizadores
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Caldeira elétrica
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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
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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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Comparação Aquatubular X Flamotubular
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Caldeira de fluido térmico
geralmente não ocorre
vaporização do fluido
térmico, mas apenas
aquecimento nos tubos.
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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
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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”
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Caldeira de tiragem forçada
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Caldeira de tiragem induzida
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Emissões de uma caldeira
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Sistema de vapor e condensado
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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
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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)
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Componentes:
Marcos Vinicios Caldas
Pedro Brasileiro Freitas
Rodolfo Lima Gonçalves
Silas Almeida dos Santos
Vitor Santos Brito
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Obrigado!!!!
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