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MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E
MANUTENÇÃO
CALDEIRA A VAPOR
Modelo: CCB
BENECKE IRMÃOS & CIA. LTDA.
Fone: +55 (047) 338...
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Prezados Senhores
Parabéns por adquirir a caldeira a vapor modelo CCB – Caldeira Compacta Benecke.
A caldeira CCB é um e...
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ÍNDICE
1. OBRA CIVIL.......................................................................................................
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4.17.3. Responsabilidades do Operador de Caldeira .........................................................................
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1. OBRA CIVIL
1.1. Engenheiro Civil
Este item é, normalmente, de responsabilidade do cliente, exceto quanto especificado...
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equipamento em local coberto e completamente cheio com água tratada. Para quaisquer
esclarecimentos, consultar empresas ...
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− Montar o exaustor e os dutos de gases, verificando: cotas, funcionamento e vazamentos
(verificar manual de instalação ...
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Obs: Não esqueça de desligar a chave geral do painel, como também a chave que alimenta o
painel e, finalmente, certifiqu...
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Figura 1 - Detalhe da Válvula de Segurança.
4.3. Válvulas de Descarga de Fundo
Estas válvulas encontram-se na tubulação ...
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− Feche a válvula de interligação com a caldeira (2) e abra o dreno da garrafa (3). A bomba
irá religar;
− Aguarde cerc...
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Figura 4 - Representação esquemática da Instalação do Injetor
O injetor não funciona com pressão abaixo de 30 libras (2...
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ar e enviando-o sob a grelha. Quando o pré-aquecedor de ar não existir, o ar é mandado para a
grelha sem elevar-se a su...
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O processo de combustão ocorre na câmara de combustão, que é formada pela grelha,
paredes refratárias e arco refratário...
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4.11.1.2. Unidade de atuação
A unidade de atuação tem a função de converter a energia hidráulica contida no óleo em
ene...
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1. Suporte do mancal (fixo);
2. Console do mancal (móvel);
3. Lateral (móvel);
4. Rolete esférico;
5. Trilho inferior;
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4.12. Sistema de Queima
A fornalha é o local da caldeira onde ocorre a combustão, também denominada de câmara
de combus...
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I – Vista lateral. II – Vista superior.
Figura 9 – Controle das válvulas direcionais da unidade hidráulica.
Cada carro ...
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C) Em geral, para combustíveis úmidos a rampa refratária deverá estar preenchida de
combustível, o sistema de alimentaç...
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4.12.1.2. Regulagem do ar de combustão
A distribuição do ar primário sob a grelha deve ser realizada de tal forma que a...
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-Fornalha fria; - Aguardar o desenvolvimento
da combustão;
- Ajustar distribuição de ar nos
dampers de ar primário;
-Ar...
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Queima de combustível
irregular sobre a grelha
- Alimentador de
combustível deslocado
alimentando somente
um lado da fo...
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A instalação do economizador é vantajosa, pois além de proporcionar um aumentando do
rendimento térmico da unidade gera...
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1. Domo
2. Reservatório
3. Sistema de controle de nível com eletrodos
4. Sistema de controle de temperatura com válvula...
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4.14.4. Controle de Nível
O controle de nível é do tipo ON/OFF realizado através de eletrodos de nível:
1. Eletrodo ind...
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desregulada, vapor entra de
forma descontrolada. Falta de
ar comprimido.
controlador, esta deverá estar na faixa estabe...
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Verificar se há água nos reservatórios.
Verificar se o sistema de água de reposição está
atendendo a necessidade.
Verif...
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Este controle de vapor superaquecido é realizado por aspersão de vapor entre os módulos
primário e secundário dos supea...
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1. Dessuperaquecedor tipo spray;
2. Tubulação retilínea para homogeneização da mistura;
3. Sistema de purga.
A: Entrada...
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• Caldeira a vapor esteja internamente limpa e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho
ao sistema. A limpeza incor...
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b) Requisitos de tratamento de água da caldeira devem estar conforme recomendações das
normas aplicáveis;
c) Certificar...
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Válvula by-pass estação à válvula de controle de
redução de pressão de controle de temperatura
do desgaseificador (quan...
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d) Após o fogo iniciado, acione o sistema de alimentação e distribuição de combustível na
grelha no modo manual, de for...
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10)Importante lembrar que para partidas após o startup, o economizador deverá ser
escorvado e o superaquecedor deverá s...
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CALDEIRAS QUE POSSUEM SUPERAQUECEDOR
Válvulas de suspiro de ar, superior ao balão de
vapor
K04 ABERTA
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o) Passado um tempo de operação e aquecimento, a válvula de suspiro de ar irá começar a
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Betrieb der Dampfkesselanlagen Teil 1 und Teil 2.
4.17.1. Procedimentos de parada de emergência por nível baixo
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A maioria dos problemas apresentados por geradores de vapor podem ser evitados com
operação correta do equipamento.
a) ...
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b) Todo operador de caldeiras deve possuir qualificação de acordo com o estabelecido pelo
ministério do trabalho na NR-...
Manual de Instalação, Operação e Manutenção
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Manual de caldeira flamotubular; Inspeção de caldeira, NR-13, prontuário de caldeira, instalação, operação e manutenção de caldeira, máquinas e equipamentos a vapor

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  1. 1. 1 MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO CALDEIRA A VAPOR Modelo: CCB BENECKE IRMÃOS & CIA. LTDA. Fone: +55 (047) 3382-2222 Fax: +55 (047) 3382-2290 http://www.benecke.com.br E-mail: benecke@benecke.com.br Rua Fritz Lorenz, 2170 – 89120-000 – Timbó – Santa Catarina – Brasil
  2. 2. 2 Prezados Senhores Parabéns por adquirir a caldeira a vapor modelo CCB – Caldeira Compacta Benecke. A caldeira CCB é um equipamento que possui alto grau de automatização, projetada tanto para gerar vapor saturado, como possui sua versão para vapor superaquecido. Seu projeto de sistema de queima garante a combustão com alto rendimento de uma grande variedade de combustíveis sólidos de baixa granulometria. Suas características de projeto e automação garantem uma boa eficiência operacional, bom rendimento térmico, bem como excelente qualidade na produção de vapor e baixo consumo de combustível. A caldeira que os senhores adquiriram possui componentes de alta tecnologia empregados. Componentes mecânicos e eletrônicos de classe mundial da mais alta confiabilidade. Para obter o máximo aproveitamento de seu equipamento e, consequentemente, de seu processo consumidor de vapor, é indispensável a operação e manutenção adequada do mesmo. Quando utilizado de acordo com as condições de serviço para o qual foi selecionado (vazão, pressão, parâmetros operacionais, temperatura) e um tratamento de água adequado, o equipamento irá proporcionar uma longa vida útil. Atenciosamente, Benecke Irmãos e Cia Ltda.
  3. 3. 3 ÍNDICE 1. OBRA CIVIL..........................................................................................................................................................5 1.1. ENGENHEIRO CIVIL..................................................................................................................................................5 1.2. CORROSÃO E GOTEJAMENTO PELA CONDENSAÇÃO........................................................................................................5 1.3. REQUISITOS DA OBRA CIVIL ......................................................................................................................................5 2. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM.......................................................................................................................5 3. MONTAGEM .......................................................................................................................................................6 3.1. MATERIAIS NECESSÁRIOS PARA A MONTAGEM.............................................................................................................6 3.2. PRINCIPAIS ITENS DE MONTAGEM:.............................................................................................................................6 3.2.1. Instalação Hidráulica ................................................................................................................................7 3.2.2. Instalação Elétrica.....................................................................................................................................7 4. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS ..................................................................................................................................8 4.1. GERADOR DE VAPOR...............................................................................................................................................8 4.2. VÁLVULAS DE SEGURANÇA........................................................................................................................................8 4.3. VÁLVULAS DE DESCARGA DE FUNDO...........................................................................................................................9 4.4. GARRAFA E VISOR DE NÍVEL......................................................................................................................................9 4.5. INJETOR DE EMERGÊNCIA (QUANDO EXISTIR)..............................................................................................................10 4.6. BOMBA DE ÁGUA .................................................................................................................................................11 4.7. VENTILADOR DE TIRAGEM (EXAUSTOR).....................................................................................................................11 4.8. VENTILADOR DE AR PRIMÁRIO ................................................................................................................................11 4.9. VENTILADOR DE AR SECUNDÁRIO.............................................................................................................................12 4.10. PRÉ-AQUECEDOR DE AR (QUANDO EXISTIR)...............................................................................................................12 4.11. GRELHA MÓVEL....................................................................................................................................................12 4.11.1. Unidade Hidráulica .................................................................................................................................13 4.11.1.1. Unidade de potência ...........................................................................................................................................13 4.11.1.2. Unidade de atuação ............................................................................................................................................14 4.11.1.3. Sistema de controle.............................................................................................................................................14 4.11.2. Mancais deslizantes................................................................................................................................14 4.11.3. Manutenção preventiva da grelha..........................................................................................................15 4.12. SISTEMA DE QUEIMA.............................................................................................................................................16 4.12.1. Regulagem do sistema de queima..........................................................................................................16 4.12.1.1. Regulagem da grelha...........................................................................................................................................16 4.12.1.2. Regulagem do ar de combustão..........................................................................................................................19 4.13. ECONOMIZADOR (QUANDO EXISTIR).........................................................................................................................21 4.14. DESGASEIFICADOR TÉRMICO (QUANDO EXISTIR)..........................................................................................................22 4.14.1. Principais componentes ..........................................................................................................................22 4.14.2. Princípio de funcionamento....................................................................................................................23 4.14.3. Controle de Temperatura........................................................................................................................23 4.14.4. Controle de Nível.....................................................................................................................................24 4.14.5. Defeito, provável causa e solução...........................................................................................................24 4.15. SUPERAQUECEDOR (QUANDO EXISTIR)......................................................................................................................26 4.16. CONTROLE DE VAPOR SUPERAQUECIDO (QUANDO EXISTIR)............................................................................................26 4.16.1. Dessuperaquecedor ................................................................................................................................27 4.17. PROCEDIMENTOS OPERACIONAIS .............................................................................................................................28 4.17.1. Antes do Primeiro Funcionamento..........................................................................................................28 4.17.2. Procedimento start-up e queima dos refratários....................................................................................28 4.17.3. Procedimento de partida da caldeira fria ...............................................................................................33 4.17.1. Procedimentos de parada de emergência por nível baixo......................................................................36 4.17.2. Procedimentos e parâmetros operacionais de rotina.............................................................................36
  4. 4. 4 4.17.3. Responsabilidades do Operador de Caldeira ..........................................................................................37 4.18. TRATAMENTO DE ÁGUA.........................................................................................................................................38 4.18.1. Problemas Oriundos da Falta de Tratamento.........................................................................................38 4.18.2. Orientações Gerais..................................................................................................................................39 5. MANUTENÇÃO PREVENTIVA.............................................................................................................................40 5.1. INSPEÇÃO DIÁRIA .................................................................................................................................................40 5.2. INSPEÇÃO SEMANAL..............................................................................................................................................42 5.3. PARADA SEMANAL................................................................................................................................................42 5.4. INSPEÇÃO MENSAL ...............................................................................................................................................43 5.5. INSPEÇÃO TRIMESTRAL ..........................................................................................................................................44 5.6. INSPEÇÃO SEMESTRAL ...........................................................................................................................................44 5.7. INSPEÇÃO ANUAL .................................................................................................................................................45 5.8. MEDIDAS DE PREVENÇÃO CONTRA ACIDENTES NA MANUTENÇÃO DA CALDEIRA..................................................................46 6. EFEITOS E CAUSAS ............................................................................................................................................47 7. ENTREGA TÉCNICA............................................................................................................................................49 8. BIBLIOGRAFIA...................................................................................................................................................49 9. ANEXOS ............................................................................................................................................................50 9.1. INSTRUÇÕES GERAIS PARA INSTALAÇÃO E USO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS .......................................................................50 9.2. INSTRUÇÕES PARA INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO DO INJETOR.............................................................................................53 9.3. VÁLVULA DE SEGURANÇA: INSTRUÇÕES GERAIS..........................................................................................................56 9.4. MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE VENTILADORES......................................................................58 9.5. OPERAÇÃO CORRETA DE VÁLVULAS DE ESFERA ............................................................................................................62 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 - DETALHE DA VÁLVULA DE SEGURANÇA. ........................................................................................................................9 FIGURA 2 - DETALHE DA GARRAFA E VISOR DE NÍVEL......................................................................................................................9 FIGURA 3 - DETALHE DA GARRAFA E VISOR DE NÍVEL (2)...............................................................................................................10 FIGURA 4 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA INSTALAÇÃO DO INJETOR..........................................................................................11 FIGURA 5 - REPRESENTAÇÃO DE BOMBA CENTRÍFUGA MULTIESTÁGIOS ............................................................................................11 FIGURA 6 - PRÉ-AQUECEDOR DE AR...........................................................................................................................................12 FIGURA 7 - ESTRUTURA BÁSICA DE UM ACIONAMENTO HIDRÁULICO. ................................................................................................13 FIGURA 8 - MANCAL DESLIZANTE. .............................................................................................................................................14 FIGURA 9 – CONTROLE DAS VÁLVULAS DIRECIONAIS DA UNIDADE HIDRÁULICA....................................................................................17 FIGURA 10 – DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL NA GRELHA – FORMA CORRETA..............................................................................18 FIGURA 11 - DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL NA GRELHA – FORMA INCORRETA. ..........................................................................18 FIGURA 12 - DAMPER DE REGULAGEM DE FLUXO DE AR.................................................................................................................19 FIGURA 13 - DESENHO GENÉRICO DE UM ECONOMIZADOR.............................................................................................................21 FIGURA 14 – DESGASEIFICADOR. ..............................................................................................................................................22 FIGURA 15 - ESQUEMA PILOTO DA ESTAÇÃO REDUTORA. ...............................................................................................................23 FIGURA 16 - CONTROLE DE TEMPERATURA POR ASPERSÃO.............................................................................................................27 FIGURA 17 – INSTALAÇÃO DO DESSUPERAQUECEDOR PARA CONTROLE DE TEMPERATURA.....................................................................27 FIGURA 18 – CURVA DE AQUECIMENTO DE CALDEIRAS FLAMOTUBULARES.........................................................................................35
  5. 5. 5 1. OBRA CIVIL 1.1. Engenheiro Civil Este item é, normalmente, de responsabilidade do cliente, exceto quanto especificado o contrário em contrato. O Cliente deve contratar um profissional de Engenharia devidamente habilitado para efetuar o correto dimensionamento e orientar na execução da obra. O engenheiro deverá observar atenciosamente as normas e legislações relacionadas à construção da casa de caldeira. Alertamos que o dimensionamento incorreto será antieconômico pelo excesso, e arriscado pela falta, o que poderá comprometer o funcionamento adequado do equipamento, bem como, o cancelamento da garantia. Respeitar o tempo de cura do concreto antes de iniciar a montagem. 1.2. Corrosão e Gotejamento pela Condensação A presença de umidade excessiva na casa da caldeira pode acelerar o processo de corrosão nas partes metálicas das estruturas da casa da caldeira e dos equipamentos. Para evitar esse inconveniente, recomenda-se a instalação do tanque de condensado na área externa à casa da caldeira, bem como, a canalização do vapor das válvulas de segurança para fora da casa da caldeira através de tubulação de diâmetro igual ou superior que a saída das válvulas. Se houver necessidade de curvas, estas devem ser suaves para dar livre expansão das descargas. 1.3. Requisitos da Obra Civil Alertamos que os requisitos dos desenhos da base deverão ser totalmente cumpridos para serem aceitos pelo nosso técnico na ocasião da montagem. A superfície da base deve ser rigorosamente plana e nivelada, em ambas as direções (longitudinal e transversal). Quaisquer mudanças ou divergências deverão ser comunicadas ao nosso departamento técnico tão logo sejam recebidos os desenhos, e só poderão ser feitas após a avaliação e aprovação pela Benecke. Obs: Para quaisquer esclarecimentos, favor consultar o nosso departamento de Assistência Técnica. 2. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM − As partes e peças são acondicionadas em embalagens de madeira para evitar danos durante o transporte; tenha cuidado ao descarregá-los. − Todo material deve ser armazenado em local coberto, arejado e protegido da chuva. − Ao descarregar com empilhadeira, preferencialmente usar cinta apropriada para não amassar nem riscar. − Consulte os manuais dos equipamentos (em anexo) para maiores informações sobre os procedimentos para transporte, recebimento e armazenagem. − As embalagens devem ser abertas na ocasião da montagem e na presença de nosso técnico, evitando extravios e perda de garantia. − Nunca armazenar no pátio, mesmo que sejam cobertos com lona impermeável. Sempre haverá risco de encharcar o isolamento térmico, danificar dispositivos elétricos, provocar corrosão em tubos, chapas, rolamentos, etc. − Quando a caldeira não for operar imediatamente após a sua entrega ou instalação, deverão ser tomadas medidas para evitar a corrosão de tubos e chapas, como manter o
  6. 6. 6 equipamento em local coberto e completamente cheio com água tratada. Para quaisquer esclarecimentos, consultar empresas especializadas. 3. MONTAGEM Planejar a montagem e solicitar montador ao departamento de assistência técnica com antecedência de pelo menos 10 dias. Por ocasião da montagem, a base civil deverá estar concluída, com o concreto devidamente curado. É conveniente que as redes de energia elétrica e de água também já estejam instaladas no local. Quando não implicar em dificuldades para instalação da caldeira sobre a base, a casa da caldeira deverá estar previamente pronta. 3.1. Materiais Necessários para a Montagem São necessários alguns equipamentos, materiais e mão de obra para a execução dos serviços de montagem da caldeira. Em função da dificuldade para deslocamento desse ferramental, é de suma importância que sejam providenciados pelos senhores. Portanto, são relacionados a seguir os materiais necessários: Descarregamento • Máquina ou equipamento de elevação de carga, conforme o tamanho da caldeira e peso individual das partes que compõe o equipamento; Instalação e Montagem • Aparelho de Solda, preferencialmente, de no mínimo 200A com retificador (para eletrodo de 3,25mm AWS 6013 ou 7018); • Máscara de Solda; • Maçarico; • Furadeira; • Morsa; • Macaco (10 ton); • Esmerilhadeira; • Compressor e pistola para pintura; • Mangueira de nível; • Cabo de aço; • Tubulação para ligar a bomba nos reservatórios; • Pedreiro, eletricista e ajudantes. 3.2. Principais Itens de Montagem: − Conferir se a base está conforme as medidas do desenho (ver item 1). − Certificar-se de que o concreto está devidamente curado. − Posicionar os pés da estrutura de sustentação. − Instalar a grelha e demais equipametos em suas respectivas posições, observando: cotas, alinhamento e prumo. − Instalar a bomba na base e fazer as interligações (verificar manual de instalação do equipamento). − Conectar e colocar em funcionamento as tubulações, válvulas e conexões auxiliares. − Encher o conjunto da caldeira com água, pressurizar e testar hidrostaticamente. − Assentar tijolos refratários da fornalha (obra civil), respeitando rigorosamente as orientações descritas na planta de fundação.
  7. 7. 7 − Montar o exaustor e os dutos de gases, verificando: cotas, funcionamento e vazamentos (verificar manual de instalação do equipamento). − Montar o pré-aquecedor de ar, quando existir, com o ventilador e os dutos, verificando: cotas, funcionamento e vazamentos. − Instalar o filtro multiciclone de ferro fundido ou em chapa de aço, conforme orientações do desenho. − Montar rede de vapor e condensado do equipamento. Verificar se os tubos estão desobstruídos e limpos. − Verificar, novamente, todas as conexões e interligações para certificar-se da correta instalação de equipamentos e tubulações. 3.2.1. Instalação Hidráulica Devem ser construídos dois reservatórios de água e duas redes de alimentação, respectivamente, independentes entre si, para abastecer a caldeira. Um sistema de alimentação servirá de reserva para o caso do principal apresentar problemas, e deve ser acionado periodicamente para evitar o emperramento. Quando for possível reaproveitar o condensado, um reservatório poderá armazenar água quente. Entretanto, este deve ser instalado a uma altura suficiente para que não ocorra o fenômeno denominado de cavitação na bomba (consultar o catálogo do fabricante), e a rede de alimentação deste reservatório não poderá abastecer o injetor, pois este não funciona com água quente. O reservatório de água fria é utilizado sempre que a caldeira tiver o injetor como sistema de alimentação de emergência ou quando não for possível reaproveitar o condensado. Este tanque deverá ter a capacidade de armazenar um volume de água, no mínimo, igual à produção horária de vapor. Na execução da instalação hidráulica, nunca reduza a bitola das tubulações. Utilize sempre tubulação com diâmetro igual ou maior que as conexões de bombas, filtros, válvulas, etc. É impreterível para o bom funcionamento do conjunto que o dimensionamento da tubulação seja compatível com a vazão utilizada. Recomenda-se instalar o menor número possível de conexões e o emprego de curvas ao invés de joelhos. Também devem ser previstas válvulas para o fechamento da tubulação quando for executar manutenção nos equipamentos. Para maiores informações sobre a instalação da rede de vapor ou de condensado verifique o manual de distribuição de vapor que acompanha este manual, ou contate o nosso departamento de Assistência Técnica. 3.2.2. Instalação Elétrica − Montar painel elétrico. − Fazer aterramento da estrutura, dos motores e do painel elétrico. − Verificar se a tensão trifásica e de comando estão compatíveis com as especificações contidas no formulário de entrega técnica. − Interligar os motores elétricos e demais acessórios ao painel e este à rede elétrica, com cabos devidamente dimensionados. − Verificar se os equipamentos funcionam corretamente e se os motores estão girando no sentido correto. − Verificar a corrente de cada fase dos motores. Anotar no formulário de entrega técnica. − Re-apertar todos os conectores do painel elétrico.
  8. 8. 8 Obs: Não esqueça de desligar a chave geral do painel, como também a chave que alimenta o painel e, finalmente, certifique se realmente desligou a chave correta. Excesso de autoconfiança também provoca acidente! 4. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS 4.1. Gerador de Vapor Constitui-se num invólucro ou casco, construído em chapas de aço, dentro do qual encontram-se diversos tubos, montados entre espelhos, no interior dos quais circulam os gases da combustão no seu percurso até a chaminé. Os tubos são montados de forma que a água circule ao redor destes e receba o calor proveniente dos gases. A água possui materiais sólidos, que se depositam na parte mais inferior do gerador. Para que rendimento do gerador de vapor não seja prejudicado deve-se fazer a descarga de fundo conforme indicado pelo responsável do tratamento químico. Outro fator que influi negativamente no rendimento do gerador de vapor é a limpeza dos tubos. É importante fazer a limpeza periódica dos tubos com escova de aço apropriada, pois a sujeira, além de prejudicar o rendimento térmico, ainda danifica os tubos. 4.2. Válvulas de Segurança A caldeira é projetada para suportar uma determinada pressão de trabalho, chamada de Pressão Máxima de Trabalho Admissível (P.M.T.A.). Desta forma, são instaladas válvulas de segurança para promover o escape do excesso de vapor para a atmosfera como proteção contra eventuais pressões acima da máxima permitida. Este dispositivo já vem calibrado de fabrica e lacrado. Mesmo assim, deve-se conferir, periodicamente, se estão funcionando corretamente. Estas válvulas estão instaladas na parte superior da caldeira. Em função de sua forma construtiva e de vedação, as válvulas de segurança danificam-se facilmente por choques ou vibrações. Desta forma, recomenda-se: − Ao transportar as válvulas deve-se mantê-las na posição vertical; − Deve-se evitar tombar ou bater as válvulas, pois podem ocorrer desalinhamento das partes internas ou imperfeições na vedação. Recomenda-se também a inspeção regular das válvulas durante a operação. Caso seja observado algum vazamento, deve-se providenciar a imediata manutenção da mesma, desde que executada por pessoal qualificado. Acionamento Manual Saída de Vapor Flange de Entrada de Vapor
  9. 9. 9 Figura 1 - Detalhe da Válvula de Segurança. 4.3. Válvulas de Descarga de Fundo Estas válvulas encontram-se na tubulação de descarga de fundo localizada na parte inferior do gerador, da fornalha e da grelha. É acionada sempre que for necessário fazer a descarga dos sais e lama que se depositam no fundo da caldeira. Obs: É responsabilidade do cliente contratar empresa ou profissional qualificado para analisar a água utilizada e sugerir o tratamento químico adequado, bem como o número de descargas de fundo necessárias por dia. 4.4. Garrafa e Visor de Nível A garrafa de nível funciona em conjunto com a bomba de alimentação, de modo a manter o nível de água no interior do gerador. Este sistema de controle consiste em quatro eletrodos devidamente posicionados dentro da garrafa. Os eletrodos possuem as seguintes funções: − Eletrodo de nível máximo: desliga a bomba; − Eletrodo de nível mínimo: liga a bomba; − Eletrodo de Emergência: desliga automaticamente todo o equipamento, exceto os alarmes, equipamentos de segurança e a bomba. − Eletrodo de Referência: fecha o circuito elétrico, permitindo a passagem de corrente, necessária para energizar os relés de controle. O volume de água deve ser suficiente para assegurar o permanente resfriamento das superfícies de aquecimento. Em nenhuma hipótese deve faltar água a ponto de colocar em risco a integridade da caldeira. A garrafa e o visor de nível possuem válvulas de dreno, as quais devem ser acionadas ao menos uma vez por dia para eliminar o lodo e as impurezas que, eventualmente, se acumulem no fundo. O acumulo de lama na garrafa de nível pode isola-la completamente da caldeira, deixando o regulador de nível sem ação e provocando a falta de água. Figura 2 - Detalhe da Garrafa e Visor de Nível. Para fazer a descarga da garrafa de nível proceda da seguinte maneira: Garrafa de Nível Visor de Nível Manômetro Válvulas de interligação com a Caldeira Eletrodos Dreno da Garrafa 1 2 3
  10. 10. 10 − Feche a válvula de interligação com a caldeira (2) e abra o dreno da garrafa (3). A bomba irá religar; − Aguarde cerca de 15 segundos, então feche o dreno (3) e re-abra a válvula de interligação (2); − Repita o procedimento, fechando a válvula de interligação (1) e abrindo novamente o dreno (3). Por fim, re-abra a válvula de interligação (1) e feche o dreno (3). A B Figura 3 - Detalhe da Garrafa e Visor de Nível (2). 4.5. Injetor de Emergência (quando existir) Este dispositivo consiste em um sistema alternativo para alimentação de água na caldeira, em caso de falha na bomba ou falta de energia elétrica. Sendo assim, é importante que este equipamento esteja sempre em perfeitas condições de uso. Desta forma, é necessário operá-lo ao menos uma vez por dia para evitar que trave por falta de uso. O injetor aproveita a energia do vapor para promover a sucção da água do tanque de alimentação e, em seguida, pressurizá-la até o nível de operação da caldeira. Para operar o injetor deve-se, primeiramente, abrir a válvula da tubulação de água fria. Ressalta-se que o injetor não funciona com água quente e, portanto, deve estar conectado, independentemente, ao reservatório de água fria. Em seguida, abra totalmente o injetor e a válvula de interligação com a caldeira. Observe no visor do injetor que a água é despejada pelo escape. Abra a válvula de vapor e, usando a maçaneta do injetor, ajuste o dispositivo até que não haja mais perca de água pelo escape. Válvula de Vapor Válvula de Água Fria Caldeira Injetor Descarga Fechada Fechada Caixa d’água fria
  11. 11. 11 Figura 4 - Representação esquemática da Instalação do Injetor O injetor não funciona com pressão abaixo de 30 libras (2 kgf/cm²), e não fornece o mesmo rendimento com pressão acima de 145 libras (10 kgf/cm²). Além disso, para sua segurança, nunca utilize o injetor com pressão acima de 175 libras (12 kgf/cm²). Em anexo encontram-se maiores instruções para a instalação e operação dos injetores, as quais devem ser rigorosamente seguidas, pois o injetor trata-se de um dispositivo de segurança. 4.6. Bomba de Água A bomba de água é responsável pela sucção, pressurização e transporte da água, desde o reservatório até o interior do gerador. A quantidade de água no gerador de vapor é controlada pelos eletrodos situados no interior da garrafa de nível. As bombas utilizadas nesta aplicação são, normalmente, centrífugas de múltiplos estágios. Estes equipamentos trabalham transformando a energia motriz, recebida do motor, em energia cinética (movimento) e energia potencial (pressão), que é entregue ao fluído na passagem por cada estágio. Na tubulação entre a bomba e a caldeira é instalada uma válvula de retenção para impedir o retorno de líquido ou vapor. Esta válvula sofre, naturalmente, desgaste mecânico e deve ser substituída periodicamente, conforme identificado a perda de desempenho. Em anexo encontram-se as instruções gerais para o uso de bombas centrífugas, onde é possível obter as informações necessárias para: instalação, operação e manutenção. Figura 5 - Representação de Bomba Centrífuga Multiestágios 4.7. Ventilador de Tiragem (Exaustor) Estes equipamentos são utilizados para promover a tiragem forçada e/ou induzida dos gases através do gerador de vapor. No caso da tiragem forçada o ventilador é instalado na entrada de ar, enquanto que na tiragem induzida o ventilador é instalado na saída de gases do gerador de vapor, e é denominado, comumente, exaustor. Os ventiladores são usualmente conectados diretamente aos motores de acionamento. Em anexo encontram-se maiores informações para instalação, operação e manutenção dos ventiladores. 4.8. Ventilador de Ar Primário Este equipamento é utilizado para insuflar a quantidade de ar necessária para a combustão completa do material de combustão depositado sobre a grelha. Normalmente ele pega o ar ambiente e o manda para o pré-aquecedor de ar (quando este existir), elevando a temperatura do
  12. 12. 12 ar e enviando-o sob a grelha. Quando o pré-aquecedor de ar não existir, o ar é mandado para a grelha sem elevar-se a sua temperatura. Com a introdução de ar forçado sob a grelha, aviva-se o fogo de forma mais rápida que no processo sem o ventilador. 4.9. Ventilador de Ar Secundário Este equipamento é utilizado para insuflar ar sobre as chamas com a finalidade de garantir a combustão dos voláteis. Este ar poderá ser pego do pré-aquecedor de ar (ar já aquecido) ou simplesmente do ambiente (ar na temperatura ambiente). 4.10. Pré-Aquecedor de Ar (quando existir) Este equipamento consiste em um trocador de calor que aproveita parte da energia dos gases de combustão para elevar a temperatura (pré aquecer) do ar utilizado na combustão, antes deste entrar na fornalha. A instalação de pré-aquecedor de ar proporciona economia de combustível e é indicado para combustíveis úmidos com baixo poder calorífico. Figura 6 - Pré-aquecedor de ar. Os gases quentes passam pela parte interna dos tubos enquanto que o ar a ser aquecido passa pela parte externa dos tubos de troca. A limpeza dos tubos do pré-aquecedor é importante para garantir a eficiência do equipamento e, consequentemente, da caldeira. Sendo assim, deve-se limpar periodicamente ou sempre que for detectada queda no rendimento. 4.11. Grelha móvel A grelha móvel, também chamada de Grelha de Avanço Contínuo Inclinada, tem a função de realizar o processo de combustão necessário para a geração de vapor da caldeira. Neste processo, ocorrem diversas reações químicas que liberam energia, na forma de calor e luz, ou seja, ocorre a transformação de energia química contida no combustível, em energia térmica. A grelha móvel oferece uma grande flexibilidade quanto às características dos combustíveis a serem queimados. Pode ser desenvolvida para a queima de material de baixa granulometria, tanto com baixa quanto com alta umidade. Tubos de troca
  13. 13. 13 O processo de combustão ocorre na câmara de combustão, que é formada pela grelha, paredes refratárias e arco refratário. A grelha consiste em um conjunto de fileiras móveis e fixas de barras de grelha, que são posicionadas alternadamente. Através de movimentos de vaivém das fileiras móveis de barras de grelha, o material combustível é remexido e movimentado em direção à extremidade da grelha. O acionamento é realizado por cilindros hidráulicos. O ajuste da velocidade de avanço e recuo da grelha permite a regulagem da espessura da camada de combustível sobre a grelha, visando formar uma cama de combustão adequada. As barras de grelha são confeccionadas de fundido especial, com boa resistência à temperatura e abrasão. O resfriamento das barras de grelha será feito por meio do próprio ar de combustão que é insuflado sob a grelha e flui através dos jatos para a região de combustão. Para se obter um controle mais preciso do processo de combustão, a grelha de avanço é dividida em zonas (carros) que podem ser movimentadas independentemente e ser supridas distintamente com ar primário. 4.11.1. Unidade Hidráulica O conjunto da unidade hidráulica de acionamento da grelha consiste nas seguintes unidades: - Unidade de potência; - Unidade de atuação; - Sistema de controle. Figura 7 - Estrutura básica de um acionamento hidráulico. 4.11.1.1. Unidade de potência A unidade de potência consiste na geração de energia hidráulica para movimentação do sistema de atuação e consequentemente movimentação das grelhas, e constitui-se dos principais componentes: - Motor elétrico; - Bomba hidráulica; - Reservatório de óleo; - Válvula de alívio; - Filtro de óleo;
  14. 14. 14 4.11.1.2. Unidade de atuação A unidade de atuação tem a função de converter a energia hidráulica contida no óleo em energia mecânica de forma a proporcionar a força necessária para movimentação do cilindro hidráulico e dos carros de movimentação da grelha. Os principais componentes que constituem a unidade de atuação são: - Válvulas direcionais; - Cilindros hidráulicos Para instalação, manutenção e inspeção da unidade hidráulica, favor observar o manual do fabricante da unidade hidráulica, fornecido juntamente com este manual. 4.11.1.3. Sistema de controle O sistema de controle tem a função de controlar a movimentação das grelhas, para que todo o sistema funcione de forma adequada, dentro dos parâmetros necessários para uma boa queima e segurança. O CLP (controlador lógico programável) da caldeira interpreta os sinais das variáveis de operação da unidade sob sua lógica de funcionamento, e os envia para o sistema de atuação, para que este realize sua função de movimentação da grelha. A configuração dos parâmetros de controle da grelha móvel é realizada por um técnico especializado da Benecke no momento do startup da caldeira, e após a regulagem, a grelha funciona automaticamente e não necessita receber parâmetros operacionais no seu funcionamento. 4.11.2. Mancais deslizantes O carro móvel se apoia e desliza sobre um conjunto de mancais deslizantes. Estes mancais são fundidos, de construção robusta, projetados com boa resistência ao desgaste para suportarem grandes cargas. Embora possuam construção robusta, sofrem desgaste natural com sua utilização. Logo, é necessário uma inspeção periódica e substituição de peças tão logo apresentem desgaste, para evitar que prejudiquem o funcionamento ou danifiquem todo o conjunto. Figura 8 - Mancal deslizante. 3 1 5 4 6 2
  15. 15. 15 1. Suporte do mancal (fixo); 2. Console do mancal (móvel); 3. Lateral (móvel); 4. Rolete esférico; 5. Trilho inferior; 6. Trilho de encaixe superior 4.11.3. Manutenção preventiva da grelha - A manutenção preventiva da grelha deverá ser periódica. Os intervalos de manutenção dependem das características do combustível que é queimado, podendo variar em intervalos de 1 até no máximo 3 meses. Se houver uma eventual parada da caldeira por qualquer motivo, é recomendado que se faça uma rápida inspeção nesta ocasião. - Deverá ser removido todo e qualquer resíduo que esteja impedindo a passagem de ar pelas aberturas das grelhas. As camadas de resina com cinza e barro que estiverem sobre as grelhas e na parede refratária, também terão que ser removidas para que não haja perda de eficiência de queima e danos ao sistema. - As grelhas que apresentarem desgaste acentuado deverão ser substituídas, porque afetará a distribuição de ar e aumentará o desgaste das demais grelhas. Uma boa prática é trocar a posição das grelhas da região de combustão, as quais sofrem maior desgaste, pelas grelhas das regiões de secagem ou término de queima. Desta forma, é possível aumentar o tempo de uso das grelhas, antes de substituí-las por novas. - Deve ser feito limpeza no acúmulo de cinzas nas câmaras de ar sob a grelha e ao final da grelha em algum eventual acumulo de cinza. - Sempre verificar o alinhamento da grelha. - Realizar inspeção na caixa de extração de cinzas da extração da grelha e avaliar o estado do helicoide da rosca. Em caso de apresentar desgaste excessivo na altura ou espessura, de forma a afetar sua capacidade de transporte, o mesmo deve ser reparado ou substituído. - Os mancais da grelha deverão ser verificados no máximo a cada 4 meses, para avaliar o estado dos roletes esféricos (item 4) e dos trilos inferiores (item 5) da Figura 8. Em caso de desgaste das peças, as mesmas deverão ser substituídas para que a mesa da grelha se mantenha no nível adequado. A operação com estas peças desgastadas acarretará em danos ao conjunto do mancal. - Inspecionar as guias de alinhamento das hastes dos cilindros, em caso de desgaste, a mesma deverá ser substituída por uma guia nova; - Inspecionar e fazer limpeza nos mancais deslizantes periodicamente; - Verificar distância dos sensores de fim de curso dos atuadores hidráulicos, distância maior que 5 mm não garante o seu funcionamento; - Inspecionar fixação dos suportes dos sensores de fim de curso; - Inspecionar fiações elétricas dos sensores de fim de curso e das válvulas solenoides; - Inspecionar nível de óleo da unidade hidráulica conforme orientações que constam no manual do equipamento; - Inspecionar filtro de ar e óleo da unidade hidráulica conforme orientações que constam no manual do equipamento; - Verificar constantemente a temperatura do óleo da unidade hidráulica: faixa de temperatura de trabalho, estimada entre 30 e 60°C;
  16. 16. 16 4.12. Sistema de Queima A fornalha é o local da caldeira onde ocorre a combustão, também denominada de câmara de combustão. A grelha está disposta no fundo da fornalha e é sobre ela que processasse a queima do combustível. O desempenho da caldeira está estreitamente ligado aos processos desenvolvidos nesta região. 4.12.1. Regulagem do sistema de queima Uma boa regulagem da caldeira e consequentemente uma boa combustão irá apresentar uma fumaça clara e homogênea na chaminé. Na primeira zona da grelha, é comumente observado um visível desprendimento de vapor do combustível (vaporização). Na parte central da grelha, observa-se uma chama clara, de boa densidade e isenta de fumaça. Nas últimas filas da grelha, usualmente, não são observadas labaredas, apenas um fogo brando na forma de braseiro, caracterizando término de queima. As cinzas geralmente tem aparência clara e baixa granulometria. Entretanto, a aparência das cinzas está relacionada com o tipo de combustível que a caldeira irá queimar. As regulagens da caldeira podem ser realizadas, manualmente, por pessoas experientes e devidamente orientadas sobre o funcionamento dos diversos equipamentos. O emprego de alguns equipamentos como analisador de gases, auxilia na obtenção de uma boa regulagem da combustão. É recomendado que a regulagem seja realizada com a caldeira em sua capacidade nominal de produção de vapor. 4.12.1.1. Regulagem da grelha Variações na umidade e forma de apresentação do material, como mistura, impurezas, entre outros, vão acarretar em necessidades diferentes de ar de combustão, velocidade de avanço da grelha e parâmetros de regulagem da grelha. Logo não é possível estabelecer regras rígidas de regulagem nas quais se obtenha a melhor performance do equipamento. Com o treinamento fornecido por nossos técnicos e através da prática adquirida na operação e regulagem do equipamento será possível o operador encontrar a regulagem ideal para a queima de combustível. A grelha funciona de maneira automática através do sistema de controle de combustão. Sempre que for necessário, deverá ser feita a regulagem da velocidade de avanço e retorno dos cilindros hidráulicos que movem os carros da grelha móvel. A velocidade de cada carro pode ser regulada independentemente, de forma a otimizar a velocidade de avanço do material em cada região de queima. O número de carros que a grelha possui irá depender do projeto da caldeira. A regulagem é feita através das válvulas reguladoras de vazão de óleo dos atuadores, observe na Figura 9, as setas indicam os reguladores de vazão.
  17. 17. 17 I – Vista lateral. II – Vista superior. Figura 9 – Controle das válvulas direcionais da unidade hidráulica. Cada carro da grelha possui um atuador (cilindro) hidráulico, que possui uma válvula direcional, esta válvula direcional controla o sentido do cilindro, mudando sua direção de maneira que este avance, retorne ou o mantenha parado. Este movimento de avanço e retorno possui sua velocidade controlada através do regulador de vazão, que está indicado nas setas da Figura 9. O regulador B controla o avanço do carro, ao girá-lo para o sentido horário (fechar) ocorrerá uma restrição do fluxo de óleo e a velocidade de avanço irá diminuir, tornando o movimento de avanço do carro mais lento. Quando houver necessidade de movimentos de avanço mais rápidos do carro, o regulador B do respectivo carro deverá ser girado para o sentido anti-horário (abrir). O regulador A controla o retorno do carro, ao girá-lo para o sentido horário (fechar) ocorrerá uma restrição do fluxo de óleo e a velocidade de retorno irá diminuir, tornando o movimento de retorno do carro mais lento. Quando houver necessidade de movimentos de retorno mais rápidos do carro, o regulador A do respectivo carro deverá ser girado no sentido anti-horário (abrir). Não há regras quanto à relação de número de voltas do regulador e a velocidade do carro, o operador irá descobrir a sensibilidade da válvula reguladora através do método de atuação observação, onde ele efetua uma regulagem e observa a velocidade do cilindro hidráulico. Há um regulador de pressão para cada carro, indicado na seta C da Figura 9, que não necessita ser regulado após a regulagem inicial da caldeira. Boas práticas de regulagem da grelha refletem diretamente de forma positiva na eficiência de combustão, eficiência da caldeira, consumo de combustível, emissões de gases poluentes à atmosfera, estabilidade na pressão e produção de vapor da caldeira. Em geral, o primeiro carro fica com velocidade de avanço e retorno maior e o último com velocidade menor, ficando o segundo carro, onde ocorre a maior parte da queima com uma velocidade intermediária, no caso de grelhas com 3 carros. Algumas características devem ser levadas em conta para uma boa regulagem da grelha e consequentemente uma boa combustão: A) O combustível deverá estar em fase de final de queima quando estiver no último estágio, de forma que não saia material não queimado, observar a qualidade das cinzas. B) A queima deverá se desenvolver na parte central da grelha, onde deverá ser distribuído a maior marte do ar de combustão; A B C
  18. 18. 18 C) Em geral, para combustíveis úmidos a rampa refratária deverá estar preenchida de combustível, o sistema de alimentação deve auxiliar para que esta característica seja garantida; D) A grelha deverá estar toda coberta de combustível, de forma uniforme. O combustível deverá formar um tapete sobre a grelha, cobrindo todas as extremidades e sem oscilações, conforme Figura 10: Figura 10 – Distribuição de combustível na grelha – FORMA CORRETA. E) A correta distribuição do combustível sobre a grelha reflete diretamente na eficiência de combustão. A Figura 11 mostra o exemplo de forma inadequada de distribuição do combustível sobre a grelha, pois neste caso o ar irá se movimentar nas camadas mais finas, e nas camadas mais espessas não haver á passagem de ar, consequentemente neste ponto haverá menos refrigeração, prejudicando a secagem e a combustão. Nestes pontos de obstrução, a falta de ar também irá causar alta temperatura de combustão, fusão das cinzas, formação de escórias “pedras” e danificação das grelhas por alta temperatura e por obstrução mecânica das escórias. Figura 11 - Distribuição de combustível na grelha – FORMA INCORRETA. A grelha móvel possui outro recurso que é o tempo de parada por sobre pressão de vapor, ou seja, no período que a pressão de vapor estiver acima da pressão de operação ajustada, a grelha irá funcionar de modo intermitente de acordo com o tempo de parada que fora configurado. Este tempo é configurado através da IHM – (Interface Homem Máquina) no painel da caldeira e permite a grelha parar por alguns segundos e após a parada, volta a trabalhar por um tempo determinado. Esta característica de operação é importante já que na situação de sobre pressão, as vazões de ar de combustão são reduzidas ao mínimo, a fim de diminuir a combustão. Logo não haverá perdas de combustível por combustível não queimado ao final da grelha e também não haverá sobre aquecimento das grelhas. Combustível Zona obstruída Ar Ar Ar Secagem Queima Pós-queima
  19. 19. 19 4.12.1.2. Regulagem do ar de combustão A distribuição do ar primário sob a grelha deve ser realizada de tal forma que a maior quantidade de ar seja liberada na parte central da grelha, onde ocorre a maior parte da combustão. Conforme observado na Figura 10, o desenvolvimento de queima ocorre em etapas, e a distribuição do ar está relacionada a estas etapas de combustão. A grelha móvel possui câmaras isoladas e permitem a distribuição de ar primário adequada em cada zona de combustão. A quantidade de câmaras dependerá de cada projeto. Cada câmara possui um damper manual, o qual permite dosar a vazão de ar necessária na câmara. A Figura 12 mostra um damper na posição de aberto. As indicação da letra (A) caracteriza o damper aberto e o (F) fechado. Figura 12 - Damper de regulagem de fluxo de ar. Para se obter o percentual correto de abertura do damper, deve se observar o comportamento dos resultados da combustão. O ar secundário também possui um damper regulador de ar, o qual deverá ser ajustado para se obter uma boa turbulência dos gases na fornalha e garantir o término de queima dos gases de combustão. Elaboramos a Tabela 1 para auxilio na regulagem das quantidades de ar necessário para a uma boa combustão. Nesta tabela, enumeramos a alguns efeitos e os relacionamos a possíveis causas e suas respectivas soluções. Tabela 1 – Análise de efeitos da regulagem do sistema de queima. Efeito Fatores causadores Ações de Regulagem Fumaça preta -Falta de ar de combustão; - Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar secundário; -Fornalha fria; - Aguardar o desenvolvimento da combustão; - Ajustar distribuição de ar nos dampers de ar primário; -Excesso de combustível; - Diminuir alimentação de combustível; Fumaça branca -Falta de combustível; - Aumentar alimentação de combustível; Direção do ar
  20. 20. 20 -Fornalha fria; - Aguardar o desenvolvimento da combustão; - Ajustar distribuição de ar nos dampers de ar primário; -Ar de combustão em excesso; - Reduzir vazão de ar primário; - Reduzir vazão de ar- secundário; Excesso de Fagulhas - Ar primário em excesso; - Reduzir vazão de ar primário; - Diminuir abertura do(s) damper(s) de ar primário; -Excesso de velocidade das grelhas; - Diminuir velocidade de avanço e retorno das grelhas; Formação de pedras de cinzas Excesso de temperatura de queima; - Abertura do(s) damper(s) de ar primário - Abertura do damper de ar- primário na zona de término de queima; Combustível pouco remexido; - Aumentar velocidade de avanço e retorno das grelhas; - Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha; Distribuição do combustível na largura da grelha não uniforme; - Verificar sistema de alimentação e distribuição de combustível da caldeira; Material não queimado nas cinzas - Falta de ar na última câmara; - Maior abertura do(s) damper(s) de ar primário da última câmara; - Tempo de parada por sobre pressão elevado; - Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha; - Falta de ar de combustão; - Aumentar vazão de ar primário; Temperatura da chaminé muito elevada Excesso de tiragem; - Diminuir abertura damper do exaustor; -Falta de ar de combustão; - Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar secundário; Arraste de particulado não queimado na chaminé Excesso de tiragem; - Diminuir abertura damper do exaustor; - Diminuir a intensidade da pressão negativa da fornalha (aumentar valor); Consumo excessivo de combustível Baixa eficiência de troca térmica da caldeira; - Promover limpeza dos tubos de chama do corpo da caldeira; -Ar de combustão em excesso; - Reduzir vazão de ar primário; - Reduzir vazão de ar- secundário;
  21. 21. 21 Queima de combustível irregular sobre a grelha - Alimentador de combustível deslocado alimentando somente um lado da fornalha; - Centralizar o alimentador; - Combustível pouco remexido; - Aumentar velocidade de avanço e retorno das grelhas; - Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha; - Pouca pressão de ar primário; - Aumentar vazão de ar primário; - Ajustar abertura do(s) damper(s) de ar primário; Excesso de temperatura na fornalha - Falta de ar de combustão; - Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar- secundário; - Excesso de combustível; - Diminuir alimentação de combustível; Lembrando que a regulagem é fixa, variações na vazão de produção de vapor irão alterar a necessidade de ar para a combustão em função da necessidade de combustível, e estas variações serão corrigidas automaticamente pelo sistema lógico de controle programado que controla a operação automática da caldeira. Em caso de alteração da umidade do combustível, possivelmente será necessário reajustar a frequência dos inversores para uma nova regulagem, de forma a se obter uma melhor eficiência de queima para esta nova umidade. 4.13. Economizador (quando existir) O economizador é um trocador de calor que têm a função de elevar a temperatura da água de alimentação da caldeira, mediante o aproveitamento de uma parcela da energia residual, ainda disponível nos gases da combustão. Figura 13 - Desenho genérico de um economizador. Serpentinas Coletores Extração de cinzas Janela de Inspeção
  22. 22. 22 A instalação do economizador é vantajosa, pois além de proporcionar um aumentando do rendimento térmico da unidade geradora de vapor, minimiza o choque térmico entre a água de alimentação e a água já existente no balão de vapor, proporcionando melhor estabilidade na pressão de operação da caldeira. Em operação contínua da caldeira, é importante que haja fluxo de água nas serpentinas do economizador, por isto deve assegurar-se de que pelo menos uma motobomba de alimentação de água da caldeira esteja sempre ligada e recalcando água. Verificar o funcionamento adequado da válvula de controle de vazão de água, em casos em que a caldeira possuir controle de nível modulante. A intermitência na passagem de água nas serpentinas do economizador poderá causar evaporação da água, consequentemente golpes de ariete que danificarão tubulações e válvulas. Ocasionalmente a caldeira poderá apresentar defeitos devido a altas taxas de temperatura localizadas de absorção de calor nas serpentinas. 4.14. Desgaseificador térmico (quando existir) A função do desgaseificador térmico é a eliminação dos gases (O2 e CO2) que atuam na caldeira e demais equipamentos de forma corrosiva. A desgaseificação térmica é realizada sob pressão e a água que alimenta a caldeira é aquecida por meio de vapor. A solubilidade do oxigênio (O2) e do dióxido de carbono (CO2) na água depende da pressão parcial. Na desgaseificação térmica a água a ser desgaseificada é levada à ebulição mediante a injeção / mistura de vapor aquecido. Desta forma, abaixa-se a pressão parcial dos gases O2 e CO2 tendendo a zero. Os gases desprendidos da água são eliminados para a atmosfera através de uma abertura na parte superior do equipamento. 4.14.1. Principais componentes Figura 14 – Desgaseificador. 3 10 11 2 4 9 8 6 12 13 1 7 A B C
  23. 23. 23 1. Domo 2. Reservatório 3. Sistema de controle de nível com eletrodos 4. Sistema de controle de temperatura com válvula de controle 6. Válvula de segurança 7. Válvula de exaustão de gases 8. Válvula quebra vácuo 9. Purgador 10. Visor de nível 11. Indicador de temperatura 12. Indicador de pressão 13. Janela de inspeção 4.14.2. Princípio de funcionamento A Figura 14 mostra a instalação do desgaseificador térmico. A água a ser desgaseificada é conduzida para a parte superior (Domo) através da conexão “A”, percorre o caminho de cima para baixo através de bandejas, com vários furos de irrigação até se depositar na parte inferior do equipamento (reservatório), onde se completa o processo de desgaseificação. O vapor necessário para o aquecimento é introduzindo por baixo do reservatório através da conexão “B”, onde é distribuído uniformemente ao longo do comprimento do equipamento, de forma a garantir um aquecimento homogêneo. A água já desgaseificada é conduzida para a caldeira pelas motobombas de alimentação da caldeira através da conexão C. 4.14.3. Controle de Temperatura A quantidade de vapor necessária para o aquecimento é controlada por meio de uma válvula de controle, que libera a quantidade necessária de vapor para manter a água em constante ebulição. Este controle é realizado com precisão através da leitura de pressão do equipamento, que controla a quantidade de vapor, a fim de manter a pressão de operação do equipamento no valor estabelecido. Para esta aplicação, o controle por pressão é mais vantajoso que os reguladores por temperatura em virtude do grau íngreme de inclinação da curva de pressão do vapor. Vapor saturado tem a grande vantagem de manter temperatura constante durante a condensação a pressão constante. Figura 15 - Esquema piloto da estação redutora. Na Figura 15 podemos observar o piloto controlador (em azul) da válvula redutora de pressão, este piloto deve ser regulado, de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual, de forma a ajustar a pressão de operação do desgaseificador em 0,5 kgf/cm² indicada no manômetro. Uma vez o regulador do piloto ajustado, não há mais necessidade de regulagem manual, pois a válvula de controle irá atuar a fim de manter sempre a pressão de operação conforme ajustado.
  24. 24. 24 4.14.4. Controle de Nível O controle de nível é do tipo ON/OFF realizado através de eletrodos de nível: 1. Eletrodo indicador de nível máximo; 2. Eletrodo indicador de nível mínimo; 3. Eletrodo indicador de alarme; 4. Eletrodo indicador de referência de nível. As indicações de níveis servem de referência para o acionamento das motobombas que realizam o recalque da água de alimentação ao desgaseificador, ao indicar nível máximo, a motobomba desliga, no nível mínimo a motobomba aciona para enchimento do desgaseificador. Abaixo do nível mínimo, há um eletrodo de alarme, que quando o nível chega a esta posição, é acionado um sinal sonoro para alerta ao operador. O eletrodo de referência tem a função de fechar contato com os outros eletrodos para viabilizar o sinal elétrico. O nível de água do equipamento também pode ser observado através do indicador de nível visual (item 10 da Figura 14). 4.14.5. Defeito, provável causa e solução. Purgador está purgando muita água. Causa Solução Contra fluxo na água de alimentação da caldeira. A água da caldeira está retornando para desgaseificador. Verificar válvulas de retenção instaladas após as motobombas de alimentação de água da caldeira, elas podem estar danificadas, ou estarem emperradas por sujeira. Fazer limpeza e reparo das mesmas. Em caso de não haver possibilidade de reparo, a(s) válvula(s) de retenção deve(m) ser substituída(s). Motobomba se mantém ligada após nível da água exceder seu valor máximo, eletrodo indicador de nível máximo não está mandando sinal para desligar a motobomba O cabo de sinal entre o eletrodo e o Relé de Nível pode estar rompido, verificar a integridade do cabo e das conexões, reapertar as conexões elétricas. Motobomba se mantém ligada após nível da água exceder seu valor máximo, contatora da motobomba está com defeito Verificar funcionamento da contatora de acionamento da motobomba, em caso de estar danificada, fazer substituição da mesma. Válvula de segurança abre constantemente. Causa Solução Admissão de vapor está desregulada, vapor entra de forma descontrolada. Ajustar a mola do piloto controlador da válvula redutora de pressão de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual, de forma a obter pressão de operação do desgaseificador de 0,5 kgf/cm² indicada no manômetro do desgaseificador. Admissão de vapor está Verificar a pressão de ar comprimido no piloto
  25. 25. 25 desregulada, vapor entra de forma descontrolada. Falta de ar comprimido. controlador, esta deverá estar na faixa estabelecida de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual. Admissão de vapor está desregulada, vapor entra de forma descontrolada. Atuador da válvula redutora não atua. Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos. A temperatura da água está muito baixa, não atinge a temperatura desejada. Causa Solução Válvula de controle de pressão representa estar desregulada, o desgaseificador não atinge sua pressão de operação. Verificar a pressão de operação da caldeira, para pressões muito abaixo da pressão nominal de operação, a válvula redura de pressão terá dificuldades de trabalhar. Operar a caldeira na pressão de projeto. Atuador da válvula redutora não atua. Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos. A temperatura da água está muito elevada, muito acima da temperatura de projeto. Causa Solução Válvula de controle de pressão representa estar desregulada, o desgaseificador não atinge sua pressão de operação. Verificar a pressão de operação da caldeira, para pressões muito abaixo da pressão nominal de operação, a válvula redura de pressão terá dificuldades de trabalhar. Operar a caldeira na pressão de projeto. Atuador da válvula redutora não atua. Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos. Obs.: A temperatura de trabalho do desgaseificador pode subir acima da temperatura nominal de trabalho estabelecida no projeto por pequenos períodos de tempo de operação (picos). A temperatura da água está muito elevada, com a caldeira operando em mínima carga. Causa Solução Válvula de controle pode estar com suas vedações desgastadas e possibilitando passagem de vapor mesmo fechada. Substituir as juntas de vedação. Atuador da válvula redutora não atua. Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos. Alarme de nível baixo soa constantemente. Causa Solução Motobomba dos reservatórios não está recalcando água para o desgaseificador. Verificar se a motobomba está funcionando adequadamente. Verificar acionamento da motobomba.
  26. 26. 26 Verificar se há água nos reservatórios. Verificar se o sistema de água de reposição está atendendo a necessidade. Verificar se há suprimento da linha de retorno de condensado aos reservatórios. Nível do desgaseificador cai abaixo do mínimo e a motobomba não aciona. Causa Solução Eletrodo indicador de nível mínimo não está mandando sinal para acionar a motobomba O cabo de sinal entre o eletrodo e o Relé de Nível pode estar rompido, verificar a integridade do cabo e das conexões, reapertar as conexões elétricas. Contatora da motobomba está com defeito Verificar funcionamento da contatora de acionamento da motobomba, em caso de estar danificada, fazer substituição da mesma. 4.15. Superaquecedor (quando existir) O superaquecedor tem a função de aumentar a temperatura do vapor, preparando-o às condições ideais para geração de energia com turbina a vapor ou outros processos específicos. O superaquecedor consiste num conjunto de tubos em forma de serpentina e tubos coletores que permite o aquecimento do vapor através da troca térmica com os gases de exaustão da caldeira. Os gases de combustão saem do corpo da caldeira ainda com temperatura elevada e aquecem os tubos do superaquecedor ao passarem através das serpentinas. Os tubos por sua vez transferem o calor ao vapor que flui pelo interior dos mesmos, elevando a temperatura do vapor saturado até a temperatura de superaquecimento estabelecida. Sua localização tem por objetivo obter melhor aproveitamento do calor disponível nos gases de combustão. Os tubos empregados na fabricação do superaquecedor são próprios para altas temperaturas especificados de acordo com a pressão e temperatura definidas no projeto. Entretanto, se não houver uma vazão constante de vapor pelas serpentinas, ocorrerá inevitavelmente um superaquecimento dos tubos. Com isso, o material empregado na fabricação do tubo perderá suas propriedades mecânicas e não resistirá às deformações e oxidações, danificando-se permanentemente. No início e fim de operação da caldeira, é normal que haja um fluxo de gases muito maior que o fluxo do fluído interno das serpentinas, e para evitar superaquecimento das serpentinas e problemas relacionados ao fenômeno acima mencionado, é fundamentar seguir rigorosamente o procedimento de partida e fim de operação da caldeira conforme descrito no item 4.17.3. A caldeira é dotada de superaquecedor de 2 estágios com sistema de resfriamento (dessuperaquecedor) para regulagem da temperatura do vapor superaquecido. 4.16. Controle de vapor superaquecido (quando existir) O sistema de controle de vapor superaquecido tem a função de manter a temperatura do vapor na saída do superaquecedor na sua temperatura nominal projetada a partir de 70% da vazão nominal de vapor. A medida que a carga de produção de vapor de caldeira varia, a temperatura do vapor superaquecido também varia, logo torna-se necessário um sistema de controle de vapor preciso para manter a temperatura constante sobre variações de demanda de vapor. Como resultado se obtém uma temperatura controlada dentro dos limites estabelecidos com variações de temperatura previstas na saída de vapor da caldeira.
  27. 27. 27 Este controle de vapor superaquecido é realizado por aspersão de vapor entre os módulos primário e secundário dos supeaquecedores realizado pelo dessuperaquecedor de vapor. 4.16.1. Dessuperaquecedor O dessuperaquecedor tem a função de injetar água em forma de spray na linha de vapor, afim de baixar o grau de superaquecimento do vapor. O atuador da válvula dessuperaquecedora atua com base na temperatura do vapor superaquecido, que é lida na saída de vapor superaquecido do superaquecedor, com a seguinte lógica: - Quando a temperatura do vapor está abaixo da temperatura nominal do vapor superaquecido determinada, o atuador estrangula a passagem de água de forma reduzir vazão de água de resfriamento que é injetada em forma de spray. Desta forma a temperatura do vapor superaquecido aumenta gradativamente, até chegar na temperatura nominal do vapor superaquecido determinada; - Quando a temperatura do vapor está acima da temperatura nominal do vapor superaquecido determinada, o atuador abre a passagem de água de forma aumentar vazão de água de resfriamento que é injetada em forma de spray. Desta forma a temperatura do vapor superaquecido diminui gradativamente, até chegar na temperatura nominal do vapor superaquecido determinada. Figura 16 - Controle de temperatura por aspersão. A Figura 17 mostra a instalação típica do sistema de dessuperaquecimento com dessuperaquecedor tipo spray para controle de vapor superaquecido. Figura 17 – Instalação do dessuperaquecedor para controle de temperatura. E B A D C 1 32 Água de atomização Vapor superaquecido com temperatura contrladaVapor Superaquecedor Primário Superaquecedor Secundário
  28. 28. 28 1. Dessuperaquecedor tipo spray; 2. Tubulação retilínea para homogeneização da mistura; 3. Sistema de purga. A: Entrada de vapor superaquecido na linha do dessuperaquecedor / Saída de vapor superaquecido do superaquecedor primário; B: Fluxo de onde a mistura de vapor superaquecido e a água de resfriamento já atomizada percorrem um trecho retilíneo para a homogeneização da mistura; C: Linha de purga onde é drenado algum eventual excesso de água que possa ser aspergido eventualmente; D: Saída de vapor desssuperaquecido da linha do dessuperaquecedor / Entrada de vapor dessuperaquecido no superaquecedor secundário. E: Linha de suprimento de água de atomização que tem a função de resfriamento; 4.17. Procedimentos operacionais As caldeiras são trocadores de calor que produzem e acumulam vapor de água sob pressões superiores a atmosférica. Os combustíveis sólidos, provenientes de um reservatório qualquer, são queimados sobre a grelha (fixa ou móvel). Os gases de combustão (em alta temperatura) circulam pelo corpo do gerador até atingirem a chaminé, por onde são eliminados para a atmosfera. O vapor é gerado a partir absorção da energia térmica liberada na queima e transmitida pelos gases durante a passagem através do gerador. O calor dos gases de combustão também pode pré-aquecer o ar consumido na combustão ou superaquecer o vapor. 4.17.1. Antes do Primeiro Funcionamento Todas as caldeiras instaladas no Brasil devem ser submetidas à inspeção de segurança inicial, conforme a NR-13 do Ministério do Trabalho, por profissional habilitado. No caso da instalação em outros países, devem ser observadas as normas e legislações pertinentes. 4.17.2. Procedimento start-up e queima dos refratários O procedimento a seguir, trata das instruções básicas que devem ser seguidas para o 1º início de operação da caldeira a vapor. A caldeira é destinada para fornecimento de vapor superaquecido ou saturado para a aplicação final do cliente. O perfeito conhecimento deste procedimento não exime os operadores das responsabilidades de uso de EPIs (equipamento para proteção individual) e os cuidados e procedimentos de segurança de caldeiras a vapor que devem ser adotados no start-up da caldeira de forma a atender as normas e legislação local vigente. Condições de Start-up: A montagem de toda a caldeira deve estar completamente finalizada e este procedimento deverá ter a presença de um técnico da Benecke. 1) Preparação para Startup da caldeira: Atenção: Antes do start-up da caldeira deve ser assegurado que: • Reservatório da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) esteja(m) internamente limpo(s) e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema;
  29. 29. 29 • Caldeira a vapor esteja internamente limpa e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema. A limpeza incorreta das impurezas pode conduzir à flutuações violentas no nível de água, causar arraste na tubulação de vapor e alta manutenção nos filtros, válvulas, purgadores e na turbina. • As passagens de ar e gases de combustão devem estar completamente abertos e livres de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema, garantindo livre passagem não causando obstrução de fluxo. Objetos mal fixados ou soltos podem causar sérios danos aos ventiladores, causando perda do equipamento; • Todos os acessos, escadas e plataformas devem estar totalmente livres para a passagem do operador; • Operador deve possuir todas as instruções e formação conforme norma regulamentadora vigente da região para operação de caldeiras; • A casa da caldeira deve estar livre de qualquer objeto estranho ao sistema; • Todos os caminhos abertos e livre de obstrução; • Conexões temporárias utilizados para montagem da caldeira e/ou outros processos estejam desmontadas, e as conexões definitivas devidamente instaladas; • Verificar os manuais as instruções dos outros equipamentos em anexo, observado a características dos outros equipamentos em como bombas, ventiladores, grelhas e válvulas em geral; • Verificar o nível do selo de água dos tubos sifões dos manômetros e sensores de pressão; 2) Para ter certeza que as condições citadas acima estejam realmente em ordem, faz se necessário uma inspeção geral interna e externa na caldeira e no restante da instalação: a) Verificar no painel de controle (IHM - Interface Home Máquina) se o controle de todas as funções e os sinais de transmissores estão respondendo; b) Verificação e controle do sentido de rotação de todos os equipamentos de propulsão com acionamento elétrico, sendo como os principais: Motobombas de alimentação do desgaseificador, motobombas de alimentação da caldeira, ventiladores de tiragem forçada primário e secundário, ventiladores de tiragem induzida, ventiladores auxiliares de espargimento, válvulas quebra ninhos do espargidor,roscas diversas, transportadores, válvulas rotativas; c) Verificar a lubrificação de todos os componentes; d) Após parametrização dos inversores, faça teste de rodagem dos ventiladores; e) Teste de resposta ao controle dos ventiladores; f) Controle e teste de todos os silos, moegas e sistemas de transporte de alimentação de combustível; g) Controle de instalação correta de todas as válvulas de controle; h) Suprimento de ar comprimido: verifique a pressão no regulador de pressão de todas os atuadores pneumáticos (diafragmas e cilindros), certifique-se de que a pressão esteja na faixa de operação adequada; i) Realizar o escorvamento das bombas de alimentação de água da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir); j) Teste de funcionamento da grelha móvel; 3) Enchimento da caldeira a) O enchimento da caldeira não deve ocorrer antes que esteja pronta para ser ateado fogo (à exceção dos testes de estanqueidade);
  30. 30. 30 b) Requisitos de tratamento de água da caldeira devem estar conforme recomendações das normas aplicáveis; c) Certificar-se do nível de pH da água de alimentação está conforme recomendado; d) Condição pré-operacional das válvulas da caldeira: Registro do reservatório de água de alimentação da caldeira A01 ABERTO Válvulas de bloqueio de sucção da bomba desaerador (quando a caldeira possuir desgaseificador) A02 FECHADA Válvulas de bloqueio de recalque da bomba desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) A03 FECHADA Válvulas de bloqueio sucção da bomba da caldeira K09 ABERTA Válvulas de bloqueio recalque da bomba da caldeira K11 AEBRTA Válvula de regulagem de vazão mínima da bomba da caldeira (quando existir válvula de vazão mínima) K29 ABERTA Válvula de bloqueio água refrigerante do dessuperaquecedor (quando existir dessuperaquecedor) K29 FECHADA Válvula by-pass à válvula (K14) de controle de vazão proporcional da caldeira (quando a caldeira possuir controle de nível modulante) K12 FECHADA Válvulas de segurança K01, K02 FECHADA Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE NÃO POSSUEM SUPERAQUECEDOR K15 FECHADA Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE POSSUEM SUPERAQUECEDOR K15 ABERTA Válvulas de suspiro de ar, superior ao balão de vapor K04 ABERTA Válvulas de bloqueio das válvulas de descargas de fundo automáticas (quando existir) --- ABERTA Válvulas de descarga de fundo manuais/automáticas K08 FECHADA Válvulas de bloqueio a montante e a jusante dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor com drenos) K24 ABERTA Válvulas by-pass dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor e dessuperaquecedor com drenos) K25 FECHADA Válvulas de bloqueio a montante a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) K20, K19 FECHADA
  31. 31. 31 Válvula by-pass estação à válvula de controle de redução de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) K19 FECHADA Válvulas de bloqueio de interligação entre corpo da caldeira e garrafa de nível K06 ABERTA Válvulas de bloqueio de interligação entre garrafa de nível e visor de nível --- ABERTA Válvulas de descarga do visor de nível K05 FECHADA e) Para fazer o enchimento da caldeira, é necessário que tenha água disponível no reservatório do desgaseificador no caso de caldeira com desgaseificador (no caso de caldeira sem desgaseificador). No caso de caldeira sem desgaseificador tanto no caso de caldeira com desgaseificador é necessário que tenha água disponível do reservatório de água de alimentação da caldeira. f) Ligue o painel da caldeira e opere no modo manual, como não há água em seu interior irá soar o alarme de nível baixo da água da caldeira; g) Abra as válvulas de saída de água do reservatório de água de alimentação; h) Abra as válvulas de bloqueio da sucção e recalque das bombas que alimentam o desgaseificador, opere a bomba de alimentação de água do desgaseificador em modo manual, para encher o equipamento até seu nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio). Observar o nível no visor do equipamento. Caso a caldeira não possua desgaseificador, desconsidere esta etapa; i) Após o enchimento do desgaseificador, já é possível acionar o controle de nível máximo e mínimo do equipamento em modo automático. Caso a caldeira não possua desgaseificador, desconsidere esta etapa também; j) Acione a bomba de alimentação da caldeira em modo manual de modo a encher a caldeira, verifique no visor de nível da caldeira até chegar em seu nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio), acompanhe no visor de nível da caldeira e a indicação no painel de controle da caldeira. Caso o nível estiver acima, drene a água da caldeira até obter o nível indicado. - Acompanhar o nível de água do reservatório de água de alimentação da caldeira; - Acompanhar e o nível do desgaseificador (quando existir), já que as bombas não podem trabalhar sem água; k) Após o enchimento, desligar a bomba de alimentação de água da caldeira e acione-a no modo automático; 4) Procedimento para iniciar o fogo na fornalha: a) Verificar se há quantidade de combustível para suprir a necessidade da caldeira; b) Abasteça a grelha com combustível e inicie em fogo baixo. Opere a grelha em modo manual, controlando a velocidade de avanço de forma a acompanhar o desenvolvimento da queima. Para caldeiras que possuem queimadores auxiliares: Em caso de star-up com queimador a gás e óleo, verifique o manual de instruções e operações do queimador. O queimador também deve ser iniciado em fogo brando. c) Acione o exaustor e os ventiladores da caldeira no modo manual;
  32. 32. 32 d) Após o fogo iniciado, acione o sistema de alimentação e distribuição de combustível na grelha no modo manual, de forma a abastecer a quantidade necessária de combustível. e) Configure a caldeira para trabalhar a 2 kgf/cm² (30 psi); f) Passado um tempo de operação, a válvula de suspiro de ar irá começar a expelir vapor e deverá ser fechada. Em instalações que a caldeira não possui superaquecedor e que não é possível manter uma pequena vazão de vapor para a atmosfera através da válvula de saída principal, a válvula de suspiro poderá permanecer aberta; g) Mantenha o fogo brando até a caldeira atingir 2 kgf/cm² (30 psi); h) Mude o controle do exaustor e dos ventiladores para o modo automático; i) Teste as válvulas de descarga de fundo e descarga dos visores de nível; j) Observe se o exaustor e as bombas de alimentação de água apresentam boas respostas à variação do nível da caldeira; 5) Procedimento de cura dos tijolos refratários e massa refratária: Condição: A fase de secagem deverá ser acompanhada por um técnico qualificado. a) A caldeira deverá trabalhar em fogo brando (a temperatura da fornalha não deverá ultrapassar 300 °C conforme indicação no painel) com pressão de 2 kgf/cm² (30 psi) durante 3 dias (72 horas de operação) para realizar a secagem das paredes refratárias. Quando a caldeira possuir superaquecedor: Observar a funcionamento dos purgadores dos drenos do superaquecedor, em caso de falha de algum purgador, ou pouca condensação no superaquecedor, suas válvula by-pass deverão ser abertas para que haja fluxo de vapor/condensado no superaquecedor; b) Quando a caldeira possuir superaquecedor: A intensidade do fogo deve ser observada para que a temperatura dos gases no superaquecedor não seja muito alta; c) Trabalhar com a grelha e sistema de alimentação em modo automático; 6) Após estes 3 dias de operação, a pressão deverá ser aumentada gradativamente até atingir a pressão de 7 kgf/cm² (100 psi), neste momento, a válvula de saída de vapor principal deverá ser aberta. No caso de vapor superaquecido para geração de energia: as válvulas de bloqueio da entrada das turbinas deverão estar fechadas e a válvula de startup de vapor da linha de vapor deverá ser aberta; 7) Após algumas horas de operação e testes necessários como: estanqueidade das juntas das portas e janelas de inspeções, juntas de flanges e vazamentos em geral, elevar a pressão da caldeira até a pressão de trabalho; 8) Para caldeiras que possuem desgaseificador: Neste momento já é necessário que se trabalhe com água de alimentação da caldeira desaerada. Abra as válvulas de bloqueio montante e a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desaerador, regule o piloto de vapor de tal forma que a redução de pressão da válvula de controle mantenha a pressão interna do desaerador de 0,5 kgf/cm² (manométrica), a temperatura deverá estar 105 °C. (Ler manual do piloto da válvula onde consta o procedimento para esta regulagem). 9) Para caldeiras que possuem dessuperaquecedor: Abrir a válvula de bloqueio de água de aspersão do dessuperaquecedor e ativar o dessuperaquecedor, de forma ajustá-lo até se obter a temperatura nominal de vapor superaquecido, conforme indicação no painel;
  33. 33. 33 10)Importante lembrar que para partidas após o startup, o economizador deverá ser escorvado e o superaquecedor deverá ser drenado (no caso das caldeiras que possuem superaquecedor e economizador – pré-aquecedor de água); 11)Após a cura dos refratários, a caldeira deverá ser esvaziada e o material refratário deverá ser inspecionado, em caso de partes que eventualmente se demonstrarem defeituosas, estas deverão ser substituídas. 4.17.3. Procedimento de partida da caldeira fria O procedimento a seguir, trata das instruções básicas que devem ser seguidas para dar início a operação da caldeira quando ela estiver fria, subentende-se caldeira fria aquela que estiver com sua temperatura a mesma do ambiente, ou com mais de 3 dias sem fogo. O perfeito conhecimento deste procedimento não exime os operadores das responsabilidades de uso de EPIs (equipamento para proteção individual) e os cuidados e procedimentos de segurança de caldeiras a vapor que devem ser adotados no procedimento da caldeira de forma a atender as normas e legislação local vigente. 1) Preparação para partida da caldeira: Atenção: Antes da partida da caldeira deve ser assegurado que: - Reservatório da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) esteja(m) internamente limpo(s) e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema; - Verificar no painel de controle (IHM - Interface Home Máquina) se o controle de todas as funções e os sinais de transmissores estão respondendo; a) Condição pré-operacional das válvulas da caldeira: Registro do reservatório de água de alimentação da caldeira A01 ABERTO Válvulas de bloqueio sucção da bomba desaerador A02 FECHADA Válvulas de bloqueio recalque da bomba desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) A03 FECHADA Válvulas de bloqueio sucção da bomba da caldeira K09 ABERTA Válvulas de bloqueio recalque da bomba da caldeira K11 ABERTA Válvula de regulagem de vazão mínima da bomba da caldeira (quando existir válvula de vazão mínima) K29 ABERTA Válvula de bloqueio água refrigerante do dessuperaquecedor (quando existir dessuperaquecedor) K29 FECHADA Válvula by-pass à válvula (K14) de controle de vazão proporcional da caldeira (quando a caldeira possuir controle de nível modulante) K12 FECHADA Válvulas de segurança K01, K02 FECHADA Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE NÃO POSSUEM SUPERAQUECEDOR K15 FECHADA Válvulas de saída de vapor principal PARA K15 ABERTA
  34. 34. 34 CALDEIRAS QUE POSSUEM SUPERAQUECEDOR Válvulas de suspiro de ar, superior ao balão de vapor K04 ABERTA Válvulas de descarga de fundo manuais/automáticas K08 FECHADA Válvulas de bloqueio a montante e a jusante dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor com drenos) K24 ABERTA Válvulas by-pass dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor e dessuperaquecedor com drenos) K25 FECHADA Válvulas de bloqueio a montante a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) K20, K19 FECHADA Válvula by-pass estação à válvula de controle de redução de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador) K19 FECHADA Válvulas de bloqueio de interligação entre corpo da caldeira e garrafa de nível K06 ABERTA Válvulas de bloqueio de interligação entre garrafa de nível e visor de nível ABERTA Válvulas de descarga do visor de nível K05 FECHADA b) Certifique-se de que a caldeira esteja cheia. Verifique se o visor de nível da caldeira está na marca de nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio), acompanhe no visor de nível da caldeira e a indicação no painel de controle da caldeira. Caso o nível estiver acima, drene a água da caldeira até obter o nível indicado. - Acompanhar o nível de água do reservatório de água de alimentação da caldeira; - Acompanhar e o nível do desgaseificador (quando existir), já que as bombas não podem trabalhar sem água; c) Realizar o escorvamento das bombas de alimentação de água da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) e do economizador (quando existir); k) Verificar se há quantidade de combustível para suprir a necessidade da caldeira; l) Abasteça a grelha com combustível e inicie em fogo baixo. Opere a grelha em modo manual, controlando a velocidade de avanço de forma a acompanhar o desenvolvimento da queima. Para caldeiras que possuem queimadores auxiliares: Em caso de partida com queimador a gás e óleo, verifique o manual de instruções e operações do queimador. O queimador também deve ser iniciado em fogo brando. m) Acione o exaustor e os ventiladores da caldeira no modo manual, controle a velocidade do exaustor e dos ventiladores para que mantenha uma pressão negativa na fornalha na ordem -5 mmCA indicados no painel de controle; n) Após o fogo iniciado, acione o sistema de alimentação e distribuição de combustível na grelha no modo manual, de forma a abastecer a quantidade necessária de combustível.
  35. 35. 35 o) Passado um tempo de operação e aquecimento, a válvula de suspiro de ar irá começar a expelir vapor e deverá ser fechada; p) Após o fechamento da válvula de suspiro de ar, pode ser necessário uma pequena abertura da válvula de principal de saída de vapor. De forma a permitir uma elevação gradual da pressão da caldeira, conforme a curva de aquecimento. Esta pequena parcela de vapor poderá ser utilizada para o pré-aquecimento da linha de vapor; q) O fogo brando deve ser mantido até a caldeira atingir 4 kgf/cm² (30 psi); Quando a pressão da caldeira atingir 4 kgf/cm² (30 psi), a caldeira já pode ser transferida para modo automático e sua liberação térmica na fornalha pode ser aumentada gradativamente; r) Para não causar danos estruturais na caldeira, é fundamental que o aquecimento seja lento e progressivo, respeitando a curva de aquecimento para caldeira fria conforme indicado na Figura 18. Figura 18 – Curva de aquecimento de caldeiras flamotubulares. a) Teste as válvulas de descarga de fundo e descarga dos visores de nível; b) Nas caldeiras que possuem superaquecedor, observar a funcionamento dos purgadores dos drenos do superaquecedor, em caso de falha de algum purgador, ou pouca condensação no superaquecedor, suas válvula by-pass deverão ser abertas para que haja fluxo de vapor/condensado no superaquecedor; c) Quando a pressão de operação é alcançada, a caldeira pode ser transferida para o regime de trabalho automático; d) Abrir a válvula de saída principal de vapor da caldeira lentamente, caso a caldeira possua superaquecedor abrir lentamente a válvula de saída de vapor superaquecido do superaquecedor; e) Para caldeiras que possuem desgaseificador: Neste momento já é necessário que se trabalhe com água de alimentação da caldeira desgaseificada. Abra as válvulas de bloqueio montante e a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desaerador, regule o piloto de vapor de tal forma que a redução de pressão da válvula de controle mantenha a pressão interna do desaerador de 0,5 kgf/cm² (manométrica), a temperatura deverá estar 105 °C. (Ler manual do piloto da válvula onde consta o procedimento para esta regulagem). f) Para caldeiras que possuem dessuperaquecedor: Abrir a válvula de bloqueio da água de aspersão do dessuperaquecedor e ativar o dessuperaquecedor, de forma ajustá-lo até se obter a temperatura nominal de vapor superaquecido, conforme indicação no painel; Mais informações sobre procedimento padrão para startup de caldeiras a vapor podem ser obtidas em: TRD 601 parte I e parte II de 2002 Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)
  36. 36. 36 Betrieb der Dampfkesselanlagen Teil 1 und Teil 2. 4.17.1. Procedimentos de parada de emergência por nível baixo A emergência por nível baixo é a mais séria mais frequente das emergências em caldeiras a vapor. As causas poder ser falhas na bomba de alimentação, vazamentos no sistema, válvulas defeituosa, falta de água nos reservatórios que abastecem a caldeira, consumo excessivo de vapor entre outras. Quando faltar água na Caldeira, a superfície imersa na água fica reduzida. A ação do calor provocará deformações nos tubos, vazamentos, no pior dos casos, uma explosão. Por estes motivos as devidas providências descritas abaixo, deverão ser tomas sempre que ocorra a situação de alarme por nível baixo: a) Drene os indicadores de nível para ter certeza da existência ou não de água no interior da caldeira; b) Interromper a alimentação de combustível; c) Interromper o fornecimento de ar primário, ar-secundário e o exaustor, de modo a abafar o fogo; d) Fechar a válvula de saída principal de vapor; e) Observe no visor de nível: • Se o nível sumiu do visor proceda: 1) Desligue as motobombas de alimentação de água da caldeira; 2) Caso seja necessário, alivie a pressão da caldeira acionando manualmente as válvulas de segurança; - Não acione as válvulas de descargas de fundo; - Não acione o injetor manual; 3) Deixe a caldeira esfriar lentamente sempre acompanhando para que a pressão da caldeira se mantenha dentro dos limites de operação. 4) Verifique a causa da falta de água na caldeira e corrija o problema; 5) Faça uma inspeção completa na caldeira e avalie os possíveis danos. • Se o nível permanece visível proceda: 1) Imediatamente verifique a causa da falta de água na caldeira e corrija o problema; 4.17.2. Procedimentos e parâmetros operacionais de rotina
  37. 37. 37 A maioria dos problemas apresentados por geradores de vapor podem ser evitados com operação correta do equipamento. a) Observe atentamente se a caldeira se encontra em perfeitas condições de operação sempre que acioná-la. b) Faça as descargas de fundo conforme indicado pelo responsável do tratamento químico. Se a água não for tratada ou não houver recomendações neste sentido, dê pelo menos 3 (três) descargas por dia, para a conservação da limpeza interna da caldeira. Duas aberturas rápidas (2s) e uma maior (3s). c) Nunca esvazie completamente a caldeira enquanto ela ainda estiver aquecida. d) Mantenha uma caixa com areia e uma pá para abafar o fogo em caso de emergência. e) Observe regularmente a altura do nível de água. Nunca permita que a água desapareça totalmente do vidro indicador de nível. Leia os procedimentos de emergência descritos no item 4.17.1 para saber como proceder nesta situação. f) Observe regularmente o tratamento da água utilizada na caldeira. g) Não altere o funcionamento automático das válvulas de segurança, automáticos, chaves magnéticas, etc; usando tocos, pregos, palitos ou objetos semelhantes. h) Acionar a válvula de segurança manualmente a cada 100 horas, com a caldeira trabalhando em sua M.P.T.A. i) Sempre que algum defeito for observado, providencie o reparo imediato, não deixe que se acumule para depois resolver. j) Faça a descarga da garrafa de nível e do visor pelo menos uma vez ao dia. k) Trabalhar com o injetor 3 (três) vezes num intervalo de 08 dias, isto para que o mesmo não apresente problemas quando da sua necessidade. l) Durante o funcionamento do gerador de vapor, observe regularmente a fumaça, a temperatura dos gases de escape e a pressão do manômetro de vapor. A boa conservação desses índices garantirá o bom funcionamento e rendimento do conjunto. m) Os combustíveis a serem queimados deverão estar rigorosamente dentro das exigências do fabricante. n) As variações na tensão da rede de energia elétrica são altamente prejudiciais. Caso ocorram, deve ser providenciada sua imediata correção. o) Tomar alguns cuidados no manuseio de válvulas: − Ao abrir uma válvula em linha de vapor sob pressão deve-se fazê-lo lentamente para evitar problemas na tubulação e nos trocadores de calor; − Nunca abrir uma válvula globo totalmente e mantê-la nesta posição durante a operação, pois esta pode ficar emperrada quando for necessária sua operação; − As válvulas também não devem ser mantidas com aberturas muito pequenas. Caso isso seja necessário, o correto é substituir a válvula por outra de menor dimensão ou usar um by pass (válvula de desvio). Válvulas operadas com aberturas mínimas apresentam desgastes nos assentos devido à alta velocidade do vapor naquele ponto. p) Somente abrir a válvula e liberar o vapor para o sistema quando a pressão da caldeira e do sistema for igual (algumas libras de diferença são toleradas). Os esforços mecânicos sofridos por uma caldeira sob pressão podem ser danosos. q) Quando a caldeira for desligada, por qualquer motivo, deve-se fazer uma rápida inspeção nas grelhas verificando as frestas de passagem de ar, as quais deverão estar sempre limpas. 4.17.3. Responsabilidades do Operador de Caldeira a) Certifique-se de que todos os itens citados sejam rigorosamente seguidos;
  38. 38. 38 b) Todo operador de caldeiras deve possuir qualificação de acordo com o estabelecido pelo ministério do trabalho na NR-13; c) Não permitir quaisquer vazamentos de água ou vapor, quer seja na caldeira ou componentes. Solicitar a imediata manutenção caso sejam observadas irregularidades nos equipamentos durante a operação; d) Verificar periodicamente a temperatura de saída dos gases para determinar a freqüência de limpeza dos tubos; e) Zelar pela conservação da caldeira e limpeza da casa de caldeira; f) Nunca trabalhar com a caldeira acima da pressão de trabalho indicada na plaqueta de identificação; g) Nunca deixar a caldeira sem operador; 4.18. Tratamento de Água A água obtida em poços, rios e até mesmo do sistema no abastecimento publico contém desde um leve até um elevado teor de lodo ou areia. Além disso, tida como solvente universal, a água nunca se encontra no seu estado puro na natureza, possuindo invariavelmente uma infinidade de sais minerais diluídos ou em suspensão. Embora para a vida animal e vegetal estes sais sejam essenciais, para um sistema de geração de vapor tais substâncias criam sérios problemas, como incrustações, corrosão geral e localizada, escorvamento (presença de espuma), lodo, etc – os quais abreviam sensivelmente a vida útil do equipamento. Todas as caldeiras são feitas para trabalhar exclusivamente com água limpa, purificada e tratada de modo a manter a sua eficiência térmica e segurança mecânica. Por isso, a água de alimentação geralmente deve passar por: − Tratamento Externo: purificação, desmineralização, desgaseificação (eliminando o oxigênio e CO2); − Tratamento Interno: quimicamente tratada. As características químico-físicas da água variam de um local para outro, mesmo quando fornecida pelo sistema de abastecimento público. Então a definição de um tratamento químico da água é específica para cada caso. 4.18.1. Problemas Oriundos da Falta de Tratamento A falta de tratamento da água de alimentação e o tratamento indevido ou inadequado poderão ocasionar os seguintes males: a) INCRUSTAÇÃO: Trata-se da formação de um depósito de natureza alcalina na superfície dos tubos (do lado da água). Esta casca assim criada é isolante. A conseqüência primeira do fenômeno é a queda gradativa do coeficiente de transmissão de calor através das paredes dos tubos. Pelo aspecto econômico, temos abaixamento da produtividade da caldeira. Mais drástico, porém é o aspecto técnico, que versa sobre efeitos nocivos do fenômeno sobre a tubulação. Submetidas a maiores temperaturas e atacadas pela alcalinidade da água. Em função do superaquecimento do tubo, decorrente da deficiência de resfriamento, ter- se-á forçosamente que parar o funcionamento da caldeira para remandrilhar os tubos. Com o passar do tempo essas paradas se tornarão cada vez mais freqüentes e ter-se-á que trocar os tubos que já estão “cansados”. b) CORROSÃO: É devido ao ataque de ácidos existentes em alta concentração na água, no interior da caldeira. Esse ataque se dará com mais intensidade na superfície dos tubos e da

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