Causas de Anomalias e Consequencias Para o Lado Gas de Combustão

Assessoria em Caldeiras e Vasos de Presso Paulo Afonso Zappile Eng. Ind. Mec. CREA 121254/D Contatos:- tel. 11 9804-6220 E-mail :- [email protected]

Causas mais comuns de anomalias e deteriorao do lado gs em caldeiras 29/01/2011

OCORRENCIAS

MECANISMO

MOTIVOS

Trincas e deformaes em fornalha, espelhos etc

Formao de film boiling

-Erro de projeto da fornalha;( carga calorfica pequena, dimensional errneo , caldeiras convertidas de leo para gs - Excesso anormal de carga calorfica alm de projeto, (proposital ou por descontrole dos parmetros de combusto) promovendo esbarros de chama localizado no final da fornalha(chama longa) a fornalha fica subdimensionada ! - Operao com muito excesso de ar concentrando o calor no inicio da fornalha (distribuio anormal de calor, chama curta ) - Incrustaes no lado gua;

Deposio de fuligem sobre as superfcies de aquecimento

- queimador operando de forma anormal

- Desproporo ar x combustvel - Desajuste de parmetros de atomizao (p/queima com oleo) e presses de ar/combustvel; - Esbarros de chama por desalinhamento devido a falta de manutenes e limpezas -Parmetros de combusto muito justo para a operao diurna , gerando fuligem a noite durante a mudana de temperatura; - Combustvel adulterado;


OCORRENCIAS

MECANISMO

MOTIVOS

Detonaes de fornalha (podendo jogar o queimador para a frente , chamin para o alto e problemas estruturais no vaso de presso

- queimador operando de forma anormal

Parametros de combusto muito justo para a operao diurna , gerando fuligem a noite durante a mudana de temperatura; - Falta de manuteno adequada em vlvulas, ventiladores, filtros eletrodos dispositivos de automao do queimador etc - Impercia e falta de treinamento do operador - Combustvel adulterado; - Falta de manuteno eltrica e mecanica Acidentes conhecidos:- vlvulas de bloqueio ofertando passagem quando fechadas

Trincas e deterioraes de refratarios

diversos

- ver sobre trincas e deformaes em espelhos; - qualidade do refratrio e/ou especificao - impercia na execuo , instalao e limpezas; - excesso de umidade (combusto, tubos furados etc)


O FILM BOILING ( ebulio em filmes)


GRAFICO DE DEMONSTRAO DA TAXA DE CALOR X TIPO DE EBULIO

Obs:-1) Diferencial de temperatura at 5C no existe a formao de ebulio em filme Qq= 10.000 w/m2 2) Diferencial de temperatura entre 5 a 10 C ebulio em ncleo; Q= 100.000 w/m2

3) Diferencial entre 10 a 30 C ebulio em filme , Q= 1000.000 w/m2 Fonte:- Veddi Y..A. enghel, Termodinmica e trasmissione del calore, McGraw-Hill, 16.11 (pagg. 633-638).


CASO 1 - CALDEIRA FLAMOTUBULAR 3 PASSES TRASEIRA SECA

DETALHE DO TUBO FORNALHA IMPLODIDO

Causa :- Concentrao de calor na frente da fornalha, operao continua em potencia minima e com alto excesso de ar ....................................................................................................................................................................................................................


CASO 2 - AQUECEDOR DE FLUIDO TERMICO

Detalhe do tubo fornalha

Causa :- Erro dimensional no que tange a carga de fornalha

Assessoria em Caldeiras e Vasos de Presso Paulo Afonso Zappile Eng. Ind. Mec. CREA 121254/D Contatos:- tel. 11 9804-6220 E-mail :- [email protected] CASO 3 DEFORMAES POR ESBARROS DE CHA MA

Causa :- Queimador desalinhado concentrando calor em um ponto


CASO 4 CALDEIRA FLUXO REVERSO c/ FUNDO DA FORNALHA ROMPIDA

Causas:- Erro de projeto, o comprimento do tubo fornalha esta incompatvel com as caractersticas do queimador e o fundo no

tem refrigerao adequada (fundo seco)

( Ex. queimador proporciona um comprimento de chama de 2550 mm. Para a potencia mxima de 1000.000Kcal; o equipamento possui um comprimento de 1950 mm.

Assessoria em Caldeiras e Vasos de Presso Paulo Afonso Zappile Eng. Ind. Mec. CREA 121254/D Contatos:- tel. 11 9804-6220 E-mail :- [email protected] Grafico de chama constante no pronturio do queimador

Exemplo:- Para uma potencia nominal de 1.000.000 Kcal/h segundo o grfico do queimador seria necessrio uma fornalha com dimenses mnimas de dimetro de 650 mm com um comprimento de 2.550 mm, No caso, o aquecedor falho possua um dimetro de 850 mm, mas com um comprimento de 2550 mm.


Grfico de chama de um queimador a oleo pesado


CASO 5 FORNALHA COM ESBARROS DE CHAMA

- Causas:- falta de manuteno do queimador; no momento a fornalha no apresenta indcios de deformaes ,mas esta com riscos futuros de sofre colapso.na regio frontal por excesso de calor e formao de film boiling

Assessoria em Caldeiras e Vasos de Presso Paulo Afonso Zappile Eng. Ind. Mec. CREA 121254/D Contatos:- tel. 11 9804-6220 E-mail :- [email protected] CASO 6 EQUIPAMENTO COM ERRO DE PROJETO NA FORNALHA , ALTA CARGA CALORIFICA


ANALISE PREVENTIVA DOS GASES DE COMBUSTO

Objetivo:- Verificar preventivamente a queima racional e proporo correta da mistura ar/gs , temperatura de chamin e incidncia de esbarros de chama nas reas de troca trmica .

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Gases Combustveis

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Registro............. 26

Data____09:51,11/01/2010

Combustvel LPG

O2 (%).............. 7.5

CO (ppm)............ 154

CO2 (%)............. 8.8

R tio CO/CO2).... 0.0017

Temp Salda (C)...... 284

Eficincia(N%)..... 77.2

Excesso Ar (%)....... 56

Presso (mmwg)..... -3.0

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Aquec. dados

N 010701

N 010702

N 010703

Parmetros de controle desejado

Data

11/01/2011 11/01/201 11/01/2010

Hora

9:51 10:05 10:18 -x-

O2 %

7,5 8,9 6,4 3 ~5

CO ppm

154 61 zero < 30

CO2 %

8,8 7,9 9,6 10~11,0

Exc.ar %

56 75 43 20 ~ 30

Eficincia. %

77,2 79,4 88,4 88 ~94

I,Fuligem. -

zero zero zero zero

T,ch. C

284 220 283 < 150

T.ar C

32 32 32 Conf. Ambiente

Save Sprint

26 27 28 N registro

Obs

Queima com excesso anormal de ar e chama curta sendo a melhor regulagem obtida no momento



Assessoria em caldeiras e vasos de presso Paulo A.Zappile CREA 121254D tel. 11- 9804-6220 e-mail:[email protected]

CAUSAS DA FALHA:- O equipamento foi projetado com uma carga de fornalha errnea ou seja, com carga de fornalha alta e comprimento pequeno; como resultado no se atingia a queima racional alem de ter uma temperatura muito alta de sada dos gases. Com o passar dos anos, foram efetuados modificaes tais como afastar o queimador com dispositivos mas sem xito pois a carga de fornalha continua pequena; - Houve diversos acidentes com detonaes com esse equipamento sendo que o tempo de pr-purga foi alterado para atuar com 3 minutos antes da partida. - O fabricante aceitou que houve um erro dimensional esta providenciando a troca dos queimadores para que fique compatvel com a fornalha ou seja, 40% a menor da carga calorfica atual. Como os equipamentos operam com folga, essa ao reduo de potencia no ira prejudicar a produo. Os tcnicos apesar de usarem e equipamento para regulagem de combusto tinham um erro de conceito pois buscavam a queima racional e deixavam operando assim sem verificar que havia esbarros de chama e formao excessiva de CO. O uso da bomba de fuligem nesses casos muito til, pois durante as inspees NR-13 eram utilizadas. Uma tcnica utilizada para a regulagem desses queimadores foi o do uso da ampola de CO2 real + bomba de fuligem + o uso do spygas , antes do uso do equipamento digital pois entrava em alarme e no deixava dar sequencia. Esse equipamento operou durante anos com uma eficincia de queima muito baixa proporcionando aos proprietrios um prejuzo imenso, mas desconhecido pois no se importavam com isso. Como exemplo operando durante 10 anos com eficincia de 77,2 , onde o normal seria por volta de 92 % , acarretou uma perda de aprox. 14 % .no consumo de combustvel, fora os problemas e riscos. Ento para se ter uma idia de perdas, para uma potencia de 100.000 Kcal/h o consumo terico de GLP seria 10 kg/h em carga mxima; com a perda de 14 % ento foi de 1,4 kg/h. Supondo uma carga de trabalho de 8 horas dirias com 25 dias e 10 anos, foi jogado fora por volta de 33.000 . Kg de GLP que daria um custo de R$ 84.000,00.


Caso 7 Deformao da fornalha por esbarros de chama potencializado por incrustaes no lado agua

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