Caldeira Aquatubular

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    Caldeira Aquatubular

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    Eng.Gilson Cardoso, M.Sc.

    Caldeira Aquatubular A necessidade de caldeiras de maior rendimento,

    rapidez de gerao de grandes quantidades de vaporcom nveis de presso mais elevados, levou aosurgimento da caldeira aquatubular (1).

    Nesse tipo de caldeira, os tubos que, nas caldeirasflamotubulares, conduziam gases aquecidos, passarama conduzir a gua, o que aumentou muito a superfciede aquecimento, aumentando bastante a capacidade deproduo de vapor.

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    Eng.Gilson Cardoso, M.Sc.

    Tipos de Caldeiras Aquatubulares

    Para fins didticos, divide-se as caldeirasaquatubulares em quatro grandes grupos:

    caldeiras aquatubulares de tubos retos, com tubulotransversal ou longitudinal;

    caldeiras aquatubulares de tubos curvos, comdiversos tubules transversais ou longitudinaisutilizados na gerao (mximo 5);

    caldeiras aquatubulares de circulao positiva;

    caldeiras aquatubulares compactas.

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    Caldeiras Aquatubular de Tubos Retos

    As caldeiras aquatubulares de tubos retos consistem deum feixe tubular de transmisso de calor, com uma sriede tubos retos e paralelos, interligados a uma cmaracoletora.

    Essas cmaras comunicam-se com os tubules devapor (superiores), formando um circuito fechado poronde circula a gua.

    A seguir mostram o sentido de circulao da gua e acirculao dos gases quentes mediante trs passes.

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    mediante trs passes.

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    Caldeiras Aquatubulares

    As Principais vantagens das caldeiras deste tipo so:

    facilidade de substituio dos tubos;

    facilidade de inspeo e limpeza;

    no necessitam de chamins elevadas ou tiragemforada.

    e as desvantagens so:

    necessidade de dupla tampa para cada tubo, (espelhos); baixa taxa de vaporizao especfica;

    rigoroso processo de aquecimento e de elevao decarga (grande quantidade de material refratrio).

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    Caldeiras Aquatubulares de Tubos

    Curvos As caldeiras aquatubulares de tubos curvos noapresentam limites de capacidade de produo devapor.

    A forma construtiva foi idealizada por Stirling,interligando os tubos curvos aos tubules por meio desolda ou mandrilagem.

    A seguir mostra um esquema de caldeira com quatrotubules, embora possa ter de trs a cinco, o queconfere a este tipo de gerador de vapor maiorcapacidade de produo.

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    Caldeiras Aquatubulares

    Partindo deste modelo, foram projetadas novascaldeiras. Com o objetivo de aproveitar melhor o calorirradiado na fornalha, reduziu-se o nmero e o dimetrodos tubos, e acrescentou-se uma parede de gua em

    volta da fornalha.

    Isso serviu como meio de proteo do material refratrio

    com o qual a parede da fornalha construda, alm deaumentar a capacidade de produo de vapor.

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    Caldeiras Aquatubulares

    Vantagens das caldeiras aquatubulares de tuboscurvos:

    reduo do tamanho da caldeira;

    queda da temperatura de combusto; maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m a 50 kg

    de vaporizao especfica vapor/m2 para as caldeirascom tiragem forada;

    fcil manuteno e limpeza;

    rpida entrada em regime;

    fcil inspeo nos componentes.

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    Caldeiras compactasCaldeiras compactas

    Caldeiras Compactas

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    Caldeiras Aquatubulares

    Dentro da categoria das caldeiras de tubos curvossurgiram as caldeiras compactas.

    Com capacidade mdia de produo de vapor em tornode 30 ton/h, elas so equipamentos apropriados parainstalao em locais com espao fsico limitado.

    Por se tratar de equipamento compacto, apresentalimitaes quanto ao aumento de sua capacidade deproduo.

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    Caldeira de Circulao Positiva

    A circulao da gua nas caldeiras ocorre por diferenas dedensidade, provocada pelo aquecimento da gua e vaporizao, ouseja circulao natural.

    Se a circulao for deficiente, poder ocorrer um superaquecimentolocalizado, com conseqente ruptura dos tubos.

    Algumas caldeiras com circulao positiva podem apresentarbombas externas, dependendo da vazo exigida, ou seja, da

    demanda de vapor para forar a circulao de gua ou vapor,independentemente da circulao natural, isto , por diferena dedensidade.

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    Alguns tipos de circulao de gua

    gua.

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    Caldeiras Aquatubulares

    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 circulaoforada.

    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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    Partes das caldeiras Aquatubulares

    As partes principais de uma caldeira aquatubular so:

    tubulo superior (ou tambor de vapor),

    tubulo inferior (ou tambor de lama),

    feixe tubular,

    parede de gua,

    fornalha e superaquecedor.

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    ELEMENTOS DA CALDEIRA

    AQUATUBULAR Fornalha; Screen; Superaquecedor; Banco gerador; Balo de vapor; Balo de lama;

    Economizadores; Paredes dgua; Sopradores de fuligem.

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    1- Fornalha baixa2- Fornalha intermediria3- Fornalha superior

    4- Superaquecedor5- Banco gerador6- Economizadores7- Balo8- Dutos de ar9- Aquecedores de ar10- Tq. Dissoluo11- Tq. Mistura12- Pr aquecedor licor13- Dessuperaquecedor (Dolezal)14- Tq. Alimentao gua

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    FORNALHA

    Local onde ocorrem os processos de asperso edistribuio do combustvel, secagem, liberao equeima de volteis, queima do carbono fixo(carvo) e recuperao de inorgnicos.

    formada por tubos onde circula a gua

    garantindo a refrigerao e absorvendo calor dacombusto para a gerao de vapor. O formato similar para a maioria dos fabricantes variandosimplesmente a conformao do fundo e algunsaspectos na distribuio de gua e materialconstrutivo.

    A troca de calor intensa e se d por radiaodireta da queima de volteis e carvo.

    Na fornalha esto instalados os bocais de injeode combustvel e os vrios nveis de injeo de arde combusto.

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    Fornalha

    A fornalha, tambm chamada de cmara de combusto, o local onde se processa a queima de combustvel. Deacordo com o tipo de combustvel a ser queimado, afornalha

    pode ser dividida em:

    Fornalhas para queima de combustvel slido;

    Fornalha com grelhas basculantes;

    Fornalha com grelha rotativa; Fornalhas para queima de combustvel em suspenso

    (aplicada p/ combustveis lquidos e slidos caldeira

    de leito fluidizado)

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    GRELHA

    Funes da Grelha:

    Receber e suportar o combustvel

    Distribuir homogeneamente o ar primrio Permitir a remoo contnua ou peridica

    das cinzas

    Garantir o tempo de residncia para oconsumo do combustvel

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    Algumas caractersticas operacionais econstrutivas de caldeiras com grelha:

    Combustveis com teor de umidade superior a 55% tmsua combusto dificultada em uma caldeira com grelha;

    Uma caldeira com grelha rotativa ter uma quantidade

    considervel de combustvel no processado sendodescartado com as cinzas;

    Devido ao seu aspecto construtivo complexo e seu altocusto, as caldeiras com grelha tem sua produo de

    vapor limitada em 250 t/h;

    Eng.Gilson Cardoso, M.Sc.

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    Classificaes de Grelha

    Por tipo de alimentao Por baixo (underfeed)

    Por cima (overfeed)

    Cruzada (crossfeed) Por tipo de movimentao

    Rotativa

    Basculante Vibratria

    Fixa

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    Grelha fixa

    Pequenas unidades para combusto de

    lenha em toras ou pedaos, se utilizam degrelha de barras fixa, ou grelha emescada

    Eng.Gilson Cardoso, M.Sc.

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    Eng.Gilson