Neste artigo abordaremos a estrutura e funcionamento de casas de caldeiras. As casas de caldeiras a vapor, também conhecidas como casas de caldeiras industriais, têm desempenhado um papel crítico na geração de energia desde a revolução industrial.
São fundamentais em vários setores, incluindo manufatura, geração de energia, processamento de alimentos e vários outros.Acompanhe este texto e saiba tudo sobre o funcionamento de uma caldeira e tire as suas dúvidas sobre essa temática. Vamos lá!
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Estrutura E Funcionamento De Casas De Caldeiras A Vapor: Entenda O Funcionamento De Uma Caldeira!
As caldeiras flamotubulares são normalmente usadas para pressões de vapor de até 25 bar e capacidades de até 25 t/h. Este tipo de caldeira tem um invólucro externo cilíndrico contendo um ou dois tubos de forno (ou câmaras de combustão), incluindo um queimador, câmaras de reversão e tubos de gás quente. Os tubos de gás quente e as câmaras de reversão são circundados por caldeira.
O queimador é conectado à parte frontal do tubo corrugado da caldeira, onde ocorre o processo de combustão. O vapor gerado sai da caldeira a uma temperatura de saturação correspondente à pressão do vapor.
O vapor pode ser superaquecido se necessário. O superaquecedor necessário para este propósito está localizado na câmara de reversão frontal. Ele aquece o vapor acima da temperatura de saturação enquanto mantém uma pressão constante.
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Economizador E Sua Função No Funcionamento De Uma Caldeira
O economizador (pré-aquecedor de água de alimentação) é normalmente instalado na chaminé e é usado para recuperar o calor residual dos gases de combustão. Vale a pena o esforço se lembrarmos que os gases de combustão saem de uma caldeira com 10 bar de pressão de vapor a uma temperatura de aprox. 220 °C.
O calor residual dos gases de combustão pode ser usado para aquecer a água de alimentação, que sai do desaerador para caldeira a 105 °C, a uma temperatura de 130 °C antes de entrar na caldeira a vapor. Entre 4 e 5% do consumo de gás pode ser economizado com um pré-aquecedor de água de alimentação.
Controle Contínuo Do Nível De Água De Alimentação
Para garantir que a quantidade correta de água de alimentação seja fornecida através do economizador para uma determinada taxa de fluxo de gás de combustão, a caldeira deve ser equipada com um sistema de controle contínuo do nível de água.
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Condensador De Gás De Combustão Em Casas De Caldeira
Os condensadores de gás de combustão são instalados na chaminé a jusante do economizador. Além do calor sensível, eles também recuperam a energia dos vapores, resfriando-os abaixo de sua temperatura de saturação, liberando a entalpia de evaporação. Este calor é ideal para pré-aquecer a água de alimentação fornecida pela estação de tratamento de água. Os condensadores de gás de combustão requerem uma quantidade suficiente de água fria para funcionar com eficiência.
Retorno De Condensado
O condensado que é formado durante o processo de troca de calor na planta, mas não entrou em contato com a atmosfera (ou outros contaminantes) não precisa ser atomizado no desaerador para caldeira, embora geralmente seja injetado nele abaixo do nível da água.
Tanque De Condensado No Funcionamento De Uma Caldeira
O condensado que entrou em contato com a atmosfera e, portanto, absorveu oxigênio – e possivelmente outros gases atmosféricos também – é geralmente fornecido ao desaerador por meio de um recipiente de coleta de condensado. Água de alimentação fria e amolecida também é fornecida a este vaso. O condensado atmosférico e a água de alimentação amaciada são pulverizados no espaço de vapor do desaerador e aquecidos a uma temperatura de aprox. 105 °C.
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Tratamento Químico
O tratamento químico remove íons de dureza, como cálcio e magnésio, da água de alimentação. A dureza é a causa da incrustação nos tubos da chama e do fogo. A incrustação, por sua vez, reduz a taxa de transferência de calor e esses depósitos podem levar ao superaquecimento do material do tubo de incêndio, vazamentos graves e até explosão.
Válvula De Descarga Contínua (Ou STD)
Impurezas como cloreto e sulfato entram na caldeira através da água de alimentação. O vapor que sai da caldeira, por outro lado, é limpo. A concentração de impurezas na água da caldeira aumenta com o processo de evaporação: diz-se que a água está “concentrada”. Para evitar que a concentração ultrapasse um nível aceitável, uma quantidade de água é drenada da caldeira por meio da válvula de descarga. O processo de purga pode ser controlado automaticamente com base na condutividade.
Vaso Flash De Descarga
A água de purga tem um alto conteúdo de energia que se perde se for despejada no sistema de esgoto. Além disso, o sistema de esgoto pode ser danificado devido à alta temperatura de descarga, também pode ser ilegal. A água de sopro pressurizada deve ser direcionada para um recipiente de flash e o vapor de flash (limpo) usado no desaerador para caldeira. O calor do condensado também pode ser usado, por meio de um trocador de calor, para aquecer a água de alimentação de entrada.
Válvula De Descarga De Fundo
Lodo químico e partículas de sujeira podem se acumular no fundo de uma caldeira de alta pressão de tubo de incêndio. A válvula de purga inferior é normalmente aberta totalmente uma vez por dia por um curto período de tempo para permitir que a sujeira seja drenada.
O vapor instantâneo que é produzido durante o processo de purga manual é descarregado na atmosfera. A água remanescente é descarregada em um tanque de purga antes de transbordar para o sistema de esgoto.
Válvulas de purga manuais não devem ser usadas enquanto uma caldeira de tubo de água estiver operando, porque elas interferirão na circulação da água da caldeira. O mesmo se aplica se a válvula de descarga estiver conectada a uma caldeira de tubo de incêndio com tubos de água na câmara de reversão.
Manutenção E Segurança Em Casas De Caldeiras A Vapor
A manutenção e segurança de uma casa de caldeira a vapor são de suma importância para assegurar a eficácia operacional e minimizar os riscos de acidentes catastróficos.
Isso envolve uma série de processos e regulamentações cuidadosamente delineados para o funcionamento de uma caldeira. Veja só:
Manutenção De Casas E Caldeiras De Vapor
A manutenção adequada de uma casa de caldeiras a vapor é essencial para a operação segura e eficiente do sistema.
As inspeções regulares são fundamentais, com um foco específico na integridade estrutural dos componentes de uma caldeira.
Isso pode incluir a verificação da espessura da parede da caldeira para garantir que não haja corrosão excessiva ou erosão, e a inspeção de selos e juntas para vazamentos.
A manutenção dos sistemas de controle também é vital. Os sistemas de controle são responsáveis por regular a taxa de queima do combustível, a pressão do vapor, a temperatura e outros fatores operacionais críticos.
Manter esses sistemas em bom estado de funcionamento é essencial para a operação eficiente da caldeira.
Os dispositivos de segurança, como válvulas de alívio de pressão e alarmes, devem ser regularmente testados e mantidos. Esses dispositivos são a última linha de defesa contra uma falha catastrófica e, portanto, são críticos para a segurança do sistema.
Segurança No Funcionamento De Uma Caldeira E Casas De Caldeiras
Além da manutenção, a segurança é uma preocupação primordial na operação de casas de caldeiras a vapor.
Uma série de normas e regulamentos governa a operação e o funcionamento de uma caldeira a vapor para garantir a segurança.
Estas regras podem ditar tudo, desde os procedimentos de operação segura, até a manutenção regular e a formação necessária para os operadores de caldeiras.
As medidas de segurança específicas podem incluir limites na pressão de operação permitida, requisitos para dispositivos de segurança, como válvulas de alívio de pressão, e especificações sobre a construção e o material da caldeira.
Além disso, pode haver regulamentos sobre o armazenamento e manuseio do combustível, para prevenir incêndios e explosões.
O cumprimento destas normas e regulamentos não é apenas uma questão legal, mas também uma questão de segurança prática.
A falha em aderir a essas diretrizes pode levar a acidentes, incluindo explosões de caldeiras e incêndios.
Portanto, a manutenção e segurança adequadas das casas de caldeiras a vapor são críticas não apenas para a eficiência operacional, mas também para a prevenção de acidentes graves.
É um aspecto que requer a devida atenção dos operadores de caldeiras, gestores de manutenção e pessoal de segurança.
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Invista Em Componentes De Uma Caldeira Com Qualidade
As casas de caldeiras a vapor continuam a ser uma parte integrante de muitas indústrias, desempenhando um papel vital na geração de energia e nos processos industriais.
A compreensão detalhada da sua estrutura e funcionamento de uma caldeira, juntamente com a manutenção e segurança rigorosas, é fundamental para garantir sua operação eficaz e segura.
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