INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS
DE CONTROLE
DE CALDEIRAS
Tipos de caldeiras flamotubulares
Caldeiras flamotubulares ou fogotubulares são
aquelas em que os gases provenientes da
combustão (gases quentes) circulam no
interior dos tubos e a água a ser aquecida ou
vaporizada circula pelo lado de fora.
CALDEIRAS DE TUBOS VERTICAIS
As fornalhas externas são
utilizadas principalmente no
aproveitamento da queima
de
combustíveis de baixo poder
calorífico, tais como:
serragem, palha, casca de
café e de amendoim e óleo
combustível (1A, 2A ... etc.)
Tipos de caldeiras de tubos
horizontais
Suas principais características são:
pressão máxima de operação de
10 kgf/cm², vaporização específica
12 a 14 kg de vapor/m² e máximo
de 100m² de superfície.
Parte mecânica da caldeira
O feixe tubular, ou tubos
de fogo, é composto de
tubos que são
responsáveis pela
absorção do calor contido
nos gases de exaustão
usados para o
aquecimento da água.
Ligam o espelho frontal
com o posterior, podendo
ser de um, dois ou três
passes.
Caldeiras aquatubulares
As caldeiras flamotubulares têm o inconveniente
de apresentar uma superfície de aquecimento
muito pequena, mesmo se o número de tubos
for aumentado.
A necessidade de caldeiras de maior
rendimento, rapidez de geração de grandes
quantidades de vapor com níveis de pressão
mais elevados, levou ao surgimento da
caldeira aquatubular (1)
Caldeiras aquatubulares de tubos
retos
As caldeiras aquatubulares de
tubos retos consistem de
um feixe tubular de
transmissão de calor, com
uma série de tubos retos e
paralelos, interligados a
uma câmara coletora
Esse tipo de caldeira,
incluindo as de tubulão
transversal, conforme
figuras abaixo são as
primeiras concepções
industriais, que supriram
uma gama de capacidade
de produção de 3 até 30
toneladas-vapor/hora,
com pressões de até 45
kgf/cm². Os projetos
foram apresentados pelas
empresas Babcok &
Wilcox e a Steam Muller
Corp.
Caldeiras aquatubulares de tubos
curvos
Vantagens das caldeiras
aquatubulares de tubos curvos:
redução do tamanho da
caldeira;
· queda da temperatura de
combustão;
· vaporização específica maior,
variando na faixa de 30 kg
de vapor/m² a 50 kg de
vapor/m2 para as caldeiras
com tiragem forçada;
· fácil manutenção e limpeza;
· rápida entrada em regime;
· fácil inspeção nos
componentes.
DISPOSITIVOS...
CALDEIRA AQUATUBULARES E
MISTA
GERADORES DE VAPOR
• FOGOTUBULAR
Válvulas de Segurança
Garrafa
nível
Feixe
Tubos
Queimador
Fornalha
Tubulão
Painel
Purga de
Fundo
Iremos exibir na próximo modulo dispositivos pertencentes a seu equip.
MODULO 4
ÁGUA
AR
COMBUSTÃO
VAPOR
Dispositivos do sistema
ÁGUA
GARRAFA DE NÍVEL
Problemas comuns- variação de nível,
Falta de nível
Nivel falso...
Através de sensores
(eletrodos) internos,
comandam os níveis
alto e baixo no
interior da caldeira,
ligando e desligando
a reposição de água.
arraste
IMPORTÂNCIA
O nível de água em uma caldeira é um dos principais
parâmetros que garante o seu correto
funcionamento. Se as superfícies metálicas expostas
ao contato dos gases quentes estiverem banhadas
pela água, nenhum dano ocorre ao equipamento,
mas se o nível ultrapassar o limite mínimo ao
estabelecido cria-se condições de ruptura das
paredes metálicas ou, mesmo, de explosões, devido
o superaquecimento da placa metálica,
comprometendo a segurança da unidade.
Detalhes garrafa de nível
Garrafa de nível - compartimento
Ligação dos eletrôdos.
Indicadores Magnéticos
de Nível de Líquido
PARTES...
Visor de nível da caldeira
VALVULA QUE
CONTEM UMA
SEGURANÇA
CONTRA
VAZAMENTO NÃO
PERMITINDO O
VAZAMENTO PELA
TUBULAÇÃO
Conexções do visor de nível.
Bomba de alimentação
Bomba centrifugas
com múltiplos
estágios, + de um
estágio e para vencer
pressão.
Bomba de alimentação
Bomba centrífuga
multiestágio de alta pressão,
de instalação horizontal ou
vertical, para fluidos puros e
quimicamente agressivos.
cavitação
Trabalham com até
300 mmca de
alimentação, free de
manutenção... Pode
trabalhar até 98ºC
BOMBA GRUNFOSS
PLACA DA BOMBA DE ÁGUA
Tanque de alimentação:
Volume 15 m3
Pressão máxima de trabalho
interno 10kg/cm²
Visor de nível
do sistema
PROBLEMAS
FALTA DE ÁGUA POR NIVEL BAIXO
FALTA DE ÁGUA POR CAVITAÇÃO
FILME
FALTA DE ÁGUA POR EXCESSO DE TEMPERATURA
NO TANQUE
Sistema de abrandagem da
Caldeira
Sal para regeneração
Capsula 1 e 2 de abrandagem
resina de abrandagem.
Filtro de celula: objetivo
retirar material particulado
do sistema, lama.
Filtro de carvão: objetivo retirar o ter de
cloro ativo na água para aumentar a
eficiência da abrandagem
Válvula de controle de vazão.
Bomba tem
alimentação
contínua
Modulante. conforme a
vazão aumenta a válvula
abre ou fecha.
Injetor da calderia
É indispensável instalar, antes do injetor, na linha de
vapor, uma válvula globo, a fim de regular a
passagem, evitando sobrecarregar o aparelho,
desnecessariamente, com a pressão direta.
A linha de vapor não deve ter desvios e deve ser bem
isolada, de forma que o injetor receba vapor bem
seco. A tomada de vapor deve ser feita na parte mais
alta da caldeira.
Entre o injetor e a caldeira, na saída da água de
alimentação, instala-se uma válvula de retenção, a
qual deverá ser periodicamente inspecionada.
O cano de sucção deverá ter no máximo, 1,30m.
Poderá ser ligado a um reservatório ou diretamente à
rede de água, através de uma válvula.
O vapor condensado, descarregado pelo injetor, deve
ser conduzido para fora do reservatório, para evitar o
aumento da temperatura da água.
Injetor de água
na caldeira
video
Válvula de alimentação manual
(injetor
manual)
Valvula de
Valvula de
retenção
desvio
Válvula de
injeção
manual
Filtro de
entrada de
água
Transdutor de nível de água –
porcentagem de volume do balão
No transdutor de volume
a indicação é em %, ele
mede o volume de vapor
no balão e não o nível de
água .
DESCARGA DE FUNDO
4 PONTOS
2 DESCARGAS DO BALÃO
2 DESCARGAS DA
FORNALHA
Descarga de fundo
Como se deve realizar descargar:
Tanque de Descarga para Caldeira
CICLO DE CONCENTRAÇÃO
Água de
Alimentação
Após 1/2 h
Após 3/4 h
Após 1 h
APÓS PURGA
DE FUNDO
MODULO 4
CONTINUA.......
AR
COMBUSTÃO
VAPOR
Fim
Dispositivos do sistema
VAPOR
VAPOR...
Câmara de vapor:
1/3 de volume de todo balão
Temperatura 189 – pressão 10 kg
Vapor saturado
Manômetro de vapor
O Manômetro (português
brasileiro) ou Manómetro (português
europeu) (do gr. μανός, ligeiro, pouco
denso, e -metro) é
um instrumento utilizado
para medir a pressão de fluidos
contidos em recipientes fechados.
Existem, basicamente, dois tipos:
os de líquidos e os de gases.
Tipos....
Estes manômetros são
para aplicações de 0,6
até 7.000 bar.[1]
VALVULA DE SAIDA DE VAPOR.
•Classe de pressão 300
PSI
•VALVULA ASCENDENTE
•SAIDA PRINCIPAL DE VAPOR
VALVULA DE SEGURANÇA
Válvula de segurança e Alívio ou
mais
comumente
chamada
de PSV (do inglês Pressure Safety
and Relief Valve) é um dispositivo
automático de alívio de pressão que
pode ser usado como uma válvula de
alívio ou de segurança, dependendo
da aplicação. Uma válvula de
segurança é usada para proteger o
pessoal e equipamentos, impedindo o
acúmulo excessivo.
Os vasos possuem uma pressão máxima, dita PMTP ou PMTA (pressão máxima
de trabalho admissível) acima da qual se rompem. Para evitar o rompimento por
uma variação eventual de processo ou desvio, a PSV é instalada para aliviar a
pressão do sistema antes de seu rompimento.
PLACA DE ORIFÍCIO
É um dos meios mais usados para
medição de fluxos. Dados de
entidades da área de instrumentação
mostram que, nos Estados Unidos,
cerca de 50% dos medidores de
vazão usados pelas indústrias são
desse tipo.
Certamente as razões para tal
participação devem ser as vantagens
que apresenta: simplicidade, custo
relativamente baixo, ausência de
partes móveis, pouca manutenção,
aplicação para muitos tipos de fluido,
instrumentação
externa,
etc.
Desvantagens
também
existem:
provoca considerável perda de carga
no fluxo, a faixa de medição é restrita,
desgaste da placa, etc.
BALÃO DE TOMADA DE VAPOR
TRANSDUTOR DE
PRESSÃO DE TOMADA DE
PRESSÃO ...
PRESSOSTADO DE SEGURANÇA
Pressostato é um instrumento
de medição de pressão utilizado
como componente do sistema de
proteção de equipamento ou
processos industriais. Sua função
básica
é
de
proteger
a
integridade de equipamentos
contra
sobrepressão
ou
subpressão
aplicada
aos
mesmos
durante
o
seu
funcionamento.
MODULO 4
CONTINUA.......
AR
COMBUSTÃO
Fim
AR
CAMARA DE COMBUSTÃO
0² + CO=
CO²
O2
CO
NO + SO +
Combustível + Oxigênio → Dióxido de
carbono + Água + Calor
CURIOSIDADE SOBRE O AR (O²)
O oxigénio (português europeu) ou oxigênio (português brasileiro) é um elemento
químico de símbolo O, número atômico 8 (8 prótons e 8 elétrons)
com massa atômica 16 u.
Na sua forma molecular, O2, é um gás a temperatura ambiente, incolor (azul
em estado líquido e sólido), insípido, inodoro, comburente,
não combustível e pouco solúvel em água.
Representa aproximadamente 20% da composição da atmosfera terrestre. É
um dos elementos mais importantes da química orgânica, participando de
maneira relevante no ciclo energético dos seres vivos, sendo essencial
na respiração celular dos organismos aeróbicos.
O² - prioridade em uma
combustão.
O sistema que faz essa alimentação
de ar e proporciona combustão.
É o sistema de DUTOS DE AR EXASTORES E
INSUFLADORES.
MOTOR PRINCIPAL
MODOR DO DAMPER
AUTOMÁTICO –
PARA ABAFAR A
CALDEIRA
VENTILADOR (INSUFLADOR)
DE AR SECUNDÁRIO
É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 25% DE
TODO AR NA FORNALHA ??? M3/H DE AR.
Damper de
regulagem de ar
superior
Damper regulagem
de ar inferior
Dutos de insuflação parte
superior e inferior fornalha
É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 25% DE
TODO AR NA FORNALHA ??? M3/H DE AR.
Dutos insuflação de ar parte
superior e inferior da fornalha
Motor do insuflador
Motor do damper
VENTILADOR (INSUFLADOR)
PRIMÁRIO
Silenciador
É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 75% DE
TODO AR NA FORNALHA ??? M3/H DE AR.
Dutos de ar primário
Exaustor principal
Retira todo o ar em
combustão dentro da caldeira
como ele tem vazão maior que
os insufladores ele
proporciona a circulação de ar.
Na caldeira.
Sistema completo de queima.
Combustão
Combustão ou queima é uma reação
química exotérmica entre
uma substância (o combustível) e
um gás (o comburente), geralmente
o oxigênio, para liberar calor e luz. Durante a
reação de combustão são formados diversos
produtos resultantes da combinação dos
átomos dos reagentes.
COMBUSTÃO
No caso da queima em ar de hidrocarbonetos
(metano, propano, gasolina, etanol, diesel,
etc) são formadas centenas de compostos, por
exemplo CO2, CO, H2O, H2,CH4, NOx, SOx,
fuligem, etc,
Gaveta de pré alimentação
Final de esteira de alimentação
Compartimento de lenha hidráulico
Porta articulada
Processo de combustão...fornalha
Combustão completa
Em uma combustão completa, o reagente irá queimar no oxigênio,
produzindo um número limitado de produtos e uma chama oxidante,
azul. Quando umhidrocarboneto queima no oxigênio, a reação gerará
apenas dióxido de carbono e água. Quando elementos
como carbono, nitrogênio, enxofre eferro são queimados, o resultado
será os óxidos mais comuns. Carbono irá gerar o dióxido de carbono.
Nitrogênio irá gerar o dióxido de nitrogênio . Enxofre irá gerar dióxido de
enxofre . Ferro irá gerar óxido de ferro (III) . A combustão completa é
normalmente impossível de atingir, a menos que a reação ocorra em
situações cuidadosamente controladas, como, por exemplo, em um
laboratório.
Combustão incompleta
Na combustão incompleta não há o suprimento
de oxigênio adequado para que ela ocorra de forma completa. O
reagente irá queimar em oxigênio, mas poderá produzir
inúmeros produtos. Quando um hidrocarboneto queima
em oxigênio, a reação gerará dióxido de carbono, monóxido de
carbono, água, e vários outros compostos como óxidos de
nitrogênio, dependendo da composição do combustível.
Também há liberação de átomos de carbono, sob a forma
de fuligem. A combustão incompleta é muito mais comum que a
completa e produz um grande número de subprodutos. No caso
de queima de combustível em automóveis, esses subprodutos
podem ser muito prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, e ao
seu carro.
Combustão incompleta
Alto índice de combustível – CO alto e O2 baixo
Chaminé caldeira
Combustão completa
CO + O² = CO²
QUANTO MAIS ALTO
O CO² MELHOR
SERÁ A EFICIÊNCIA
DA CALDEIRA.
Combustão de combustíveis
sólidos
O ato da combustão consiste em três fases relativamente distintas, mas que se
sobrepõem:
Fase de pré-aquecimento, quando o combustível não queimado é esquentado
até o seu ponto de fulgor e depois para seu ponto de combustão. Gases
inflamáveis começam a ser envolvidos em um processo similar à destilação
seca.
Fase de destilação ou fase gasosa, quando a mistura dos gases inflamáveis
com oxigênio sofre ignição, energia é produzida em forma de calor e
luz. Fogo normalmente é visível nesta fase.
Fase de carvão ou fase sólida, quando a saída de gases inflamáveis é muito
pouca para a presença persistente de chama, e o combustível carbonizado
queima lentamente. Ele só fica incandescente e depois continua a arder sem
chama.
SISTEMA DE AR
TODO O SISTEMA DE AR PROPORCIONA A
EFICIÊNCIA EM QUEIMA DA CALDEIRA
QUANTO MELHOR A QUEIMA RELAÇÃO
COMBUSTIVEL E O² MELHOR SERÁ A
EFICIÊNCIA DA CALDEIRA.
RELEMBRANDO.
•Tanque de condensado
•Bomba de condensado
•Válvula modulante
•Abrandador
•Filtro
•Garrafa de nivel
•Visor de nivel
•Transdutor de nivel
•Descarga de fundo
RELEMBRANDO.
•Válvula de segurança
•Camara de vapor
•Manômetro de pressão vapor
• valvula de saida de vapor
•Pressostado de segurança
•Placa de orifício
•Pressostado de segurança
RELEMBRANDO.
•insuflador ar primário
•Insuflador de ar secundário
•Transdutor de diferencial de pressão
•Pirômetro chaminé
•Exaustor
RELEMBRANDO.
•Fornalha
•Portas articuladas
•Esteira de alimentação lenha
•Compartimento de pré alimentação
•Medidores de eficiência.
PROVA DE AVALIAÇÃO
PRÓXIMA SEMANA.
TERÇA FEIRA:05/06/2012
PROVA DE AVALIAÇÃO
QUINTA FEIRA:07/05/2012
5º MODULO
SEXTA FEIRA: 08/06/2012
PROVA (FALTANTES E 5ºMODULO)