O documento descreve o funcionamento de aquecedores de fluído térmico utilizados em usinas de asfalto. Ele explica que esses equipamentos aquecem óleo mineral para aquecer outros materiais, diferentemente de caldeiras que produzem vapor. Também destaca que os aquecedores operam à pressão atmosférica, ao contrário de caldeiras que trabalham sob alta pressão.

1. AQUECEDORES DE FLUÍDO
TÉRMICO
Prefeitura
Municipal de
Curitiba
Instituto
Municipal de
Administração
Pública – IMAP

3. 1
PREFEITURA MUNICIPAL DE CURITIBA
AQUECEDORES DE
FLUÍDO TÉRMICO
Operação, Manutenção e Segurança
Gilson Manoel dos Santos
Curitiba – 2011

4. 2
APRESENTAÇÃO
Este trabalho tem por objetivo a descrição de funcionamento, a operação
segura e a manutenção preventiva e corretiva dos aquecedores de fluído
térmico e das redes de aquecimento instaladas nas Usinas de Asfalto da
Prefeitura Municipal de Curitiba.
Mais importante que aprender a operar, manter e reparar esses
equipamentos – ações relativamente simples – é conhecer os aspectos que
podem comprometer a segurança, das máquinas e das pessoas envolvidas.
Esperamos que as instruções e especificações aqui contidas colaborem
para uniformizar os procedimentos em ambas as Usinas de Asfalto.
O autor.

5. 3
ÍNDICE
1. Caldeiras X Aquecedores de Fluído Térmico 1
2. Utilização dos Aquecedores em Usinas de Asfalto 4
3. Descrição do equipamento e princípios de funcionamento 5
4. Rede de condução de fluído térmico 14
5. Operação 16
6. Procedimentos de manutenção 20
7. Manutenção preventiva 24
Segurança na operação

6. AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO
1. Caldeiras X Aquecedores de Fluído
Pressão, calor e temperatura.
Algumas definições:
- Pressão
Pressão é uma força exercida sobre uma unidade de superfície. Por
exemplo, a pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso do ar sobre a
superfície da terra. Quanto mais subimos, menor a pressão (menos ar
peso - menos pressão). Nos manômetros
1), é comum vermos uma escala indicado kg
medindo 2 kgf/cm²? Significa que, a cada centímetro quadrado (um quadrado
de um por um centímetro), existe um peso de 2 kgf.
- Temperatura
Temperatura é a medida da agitação térmica das pequenas partículas
que compõem a matéria
temperatura. Interessante notar que a temperatura pode subir indefinidamente,
mas que não existe temperatura inferio
absoluto). Os instrumentos que medem a temperatura são os termômetros
2).
- Calor
O calor é uma forma de energia em trânsito, e que só existe entre dois
corpos com diferença de temperatura (o calor passa do mais
mais frio). Observar que calor e temperatura são coisas diferentes. Por
exemplo, uma faísca que salta de um rebolo de esmeril tem alta temperatura
(mais de 1000°C), mas nada faz se cair na mão, pois como é muito pequena
(pouco peso, ou melhor
tem relativamente pouca temperatura (perto de 100ºC), mas muito calor, e
queima a mão em que cair.
Foto 1 - Manômetro
AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO
1. Caldeiras X Aquecedores de Fluído Térmico
calor e temperatura.
Pressão é uma força exercida sobre uma unidade de superfície. Por
exemplo, a pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso do ar sobre a
superfície da terra. Quanto mais subimos, menor a pressão (menos ar
menos pressão). Nos manômetros (instrumentos de medir pressão, foto
, é comum vermos uma escala indicado kgf/cm². O que significa o manômetro
medindo 2 kgf/cm²? Significa que, a cada centímetro quadrado (um quadrado
de um por um centímetro), existe um peso de 2 kgf.
emperatura é a medida da agitação térmica das pequenas partículas
que compõem a matéria. Quanto maior a agitação dessas partículas, maior a
temperatura. Interessante notar que a temperatura pode subir indefinidamente,
ão existe temperatura inferior a 273°C negativo (o chamado zero
absoluto). Os instrumentos que medem a temperatura são os termômetros
O calor é uma forma de energia em trânsito, e que só existe entre dois
corpos com diferença de temperatura (o calor passa do mais
). Observar que calor e temperatura são coisas diferentes. Por
exemplo, uma faísca que salta de um rebolo de esmeril tem alta temperatura
(mais de 1000°C), mas nada faz se cair na mão, pois como é muito pequena
(pouco peso, ou melhor, massa) tem pouco calor. Um copo de água fervente
tem relativamente pouca temperatura (perto de 100ºC), mas muito calor, e
queima a mão em que cair.
Foto 2 - Termômetro
4
Pressão é uma força exercida sobre uma unidade de superfície. Por
exemplo, a pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso do ar sobre a
superfície da terra. Quanto mais subimos, menor a pressão (menos ar - menos
umentos de medir pressão, foto
. O que significa o manômetro
medindo 2 kgf/cm²? Significa que, a cada centímetro quadrado (um quadrado
emperatura é a medida da agitação térmica das pequenas partículas
. Quanto maior a agitação dessas partículas, maior a
temperatura. Interessante notar que a temperatura pode subir indefinidamente,
273°C negativo (o chamado zero
absoluto). Os instrumentos que medem a temperatura são os termômetros (foto
O calor é uma forma de energia em trânsito, e que só existe entre dois
corpos com diferença de temperatura (o calor passa do mais quente para o
). Observar que calor e temperatura são coisas diferentes. Por
exemplo, uma faísca que salta de um rebolo de esmeril tem alta temperatura
(mais de 1000°C), mas nada faz se cair na mão, pois como é muito pequena
, massa) tem pouco calor. Um copo de água fervente
tem relativamente pouca temperatura (perto de 100ºC), mas muito calor, e
Termômetro

7. Caldeiras
O que são caldeiras?
Caldeiras são equipamentos muito similares à panelas de pressão
gigantes, e a grande maioria trabalha com água. Nas caldeiras, a água é
aquecida até ferver (ocorre a chamada mudança de fase, de líquido
para vapor - "gás"), e o
enormes pressões (250 kgf/cm²
As caldeiras então existem para produzir esse vapor, que é usado, por
exemplo, em aquecimento, geração de energia mecânica em turbina
Como o vapor está sempre em altas pressões nesses equipamentos, existem
nas caldeiras os chamados "vasos de pressão", que são os recipientes
destinados a conter esse vapor e resistir a essas pressões altíssimas.
Compare a pressão do vapor produzido nas caldeiras com
atmosférica ao nível do mar (~1 kgf/cm²), e daí você verá porque que as
caldeiras podem explodir, por problemas de construção, operação ou
manutenção. Essas explosões são chamadas explosões por pressão,
causam graves danos ao equipamento e a
pessoas.
As caldeiras podem
(óleo, gás (figura 3), carvão,
por fontes não convencionais (energia nuclear, solar, etc)
combustíveis líquidos ou
construção, operação ou manutenção,
Falaremos mais sobre isso.
Caldeiras são equipamentos muito similares à panelas de pressão
, e a grande maioria trabalha com água. Nas caldeiras, a água é
aquecida até ferver (ocorre a chamada mudança de fase, de líquido
"gás"), e o vapor é então aquecido também, pode
250 kgf/cm²) e temperaturas (500°C).
As caldeiras então existem para produzir esse vapor, que é usado, por
exemplo, em aquecimento, geração de energia mecânica em turbina
r está sempre em altas pressões nesses equipamentos, existem
nas caldeiras os chamados "vasos de pressão", que são os recipientes
os a conter esse vapor e resistir a essas pressões altíssimas.
Compare a pressão do vapor produzido nas caldeiras com
nível do mar (~1 kgf/cm²), e daí você verá porque que as
caldeiras podem explodir, por problemas de construção, operação ou
manutenção. Essas explosões são chamadas explosões por pressão,
causam graves danos ao equipamento e a tudo que estiver próximo, inclusive
As caldeiras podem ser aquecidas através da queima de um
carvão, lenha, etc), por resistências elétricas
por fontes não convencionais (energia nuclear, solar, etc). As aquecidas com
combustíveis líquidos ou gasosos podem, também por problemas de
construção, operação ou manutenção, explodir devido ao combustível.
Falaremos mais sobre isso.
Figura 3 – Caldeira à gás
Figura 4 – Caldeira elétrica
5
Caldeiras são equipamentos muito similares à panelas de pressão
, e a grande maioria trabalha com água. Nas caldeiras, a água é
aquecida até ferver (ocorre a chamada mudança de fase, de líquido - água,
podendo atingir
As caldeiras então existem para produzir esse vapor, que é usado, por
exemplo, em aquecimento, geração de energia mecânica em turbinas, etc.
r está sempre em altas pressões nesses equipamentos, existem
nas caldeiras os chamados "vasos de pressão", que são os recipientes
os a conter esse vapor e resistir a essas pressões altíssimas.
Compare a pressão do vapor produzido nas caldeiras com a pressão
nível do mar (~1 kgf/cm²), e daí você verá porque que as
caldeiras podem explodir, por problemas de construção, operação ou
manutenção. Essas explosões são chamadas explosões por pressão, e
udo que estiver próximo, inclusive
ser aquecidas através da queima de um combustível
elétricas (figura 4) ou
. As aquecidas com
gasosos podem, também por problemas de
explodir devido ao combustível.

8. Aquecedores de Fluído Térmico
O que são aquecedores de fluído térmico?
Os aquecedores de fluído térmico são o que seu nome diz. Aquecem um
fluído - em nosso caso, nas usinas de asfalto, um
com aquele que é usado para lubrificar o motor dos automóveis
térmico. Nossa intenção
Em nossos aquecedores é usado óleo diesel
aquecimento (foto 5).
Esses equipamentos têm duas diferenças fundamentais em relação às
caldeiras:
- Não há mudança de fase, ou seja, em operação normal e correta, o óleo
térmico jamais vai ferver dentro do aquecedor.
- Operam à pressão atmosférica. Isso significa que não
aquecedores de fluído térmico.
É praticamente impossível um aquecedor de fluído térmico explodir por
excesso de pressão (pois opera à pressão atmosférica), mas é possível sim
explodir por problemas de
equipamento em que há chamas e calor, existe perigo de incêndios
E por que (quase) todos chamam os aquecedores de fluído térmico das
usinas de asfalto de caldeiras?
No passado, as usinas de asfalto usavam caldeiras a vapor, no lugar de
aquecedores de fluído térmico
manteve.
Foto 5
Aquecedores de Fluído Térmico
que são aquecedores de fluído térmico?
Os aquecedores de fluído térmico são o que seu nome diz. Aquecem um
em nosso caso, nas usinas de asfalto, um óleo mineral muito parecido
com aquele que é usado para lubrificar o motor dos automóveis
. Nossa intenção é usar esse calor do óleo para aquecer outras coisas.
aquecedores é usado óleo diesel como combustível de
Esses equipamentos têm duas diferenças fundamentais em relação às
Não há mudança de fase, ou seja, em operação normal e correta, o óleo
térmico jamais vai ferver dentro do aquecedor.
Operam à pressão atmosférica. Isso significa que não há vaso de pressão nos
aquecedores de fluído térmico.
É praticamente impossível um aquecedor de fluído térmico explodir por
excesso de pressão (pois opera à pressão atmosférica), mas é possível sim
explodir por problemas de combustível. Além disso, como
equipamento em que há chamas e calor, existe perigo de incêndios
(quase) todos chamam os aquecedores de fluído térmico das
de asfalto de caldeiras?
passado, as usinas de asfalto usavam caldeiras a vapor, no lugar de
aquecedores de fluído térmico. O tempo passou mas o nome - hoje errado
Foto 5 - Aquecedor de Fluído Térmico - Usina Norte
6
Os aquecedores de fluído térmico são o que seu nome diz. Aquecem um
óleo mineral muito parecido
com aquele que é usado para lubrificar o motor dos automóveis - o óleo
calor do óleo para aquecer outras coisas.
como combustível de
Esses equipamentos têm duas diferenças fundamentais em relação às
Não há mudança de fase, ou seja, em operação normal e correta, o óleo
há vaso de pressão nos
É praticamente impossível um aquecedor de fluído térmico explodir por
excesso de pressão (pois opera à pressão atmosférica), mas é possível sim
combustível. Além disso, como em todo
equipamento em que há chamas e calor, existe perigo de incêndios
(quase) todos chamam os aquecedores de fluído térmico das
passado, as usinas de asfalto usavam caldeiras a vapor, no lugar de
hoje errado - se

9. 7
2. Utilização dos aquecedores de fluído térmico em usinas de asfalto
As usinas de asfalto utilizam normalmente dois derivados de petróleo
"pesados" em sua operação, o CAP (cimento asfáltico de petróleo) e o óleo
combustível (OC-A1, em nosso caso).
Esse derivados são chamados de pesados pois são muito viscosos (OC-
A1) ou sólidos (CAP) a temperatura ambiente.
O óleo combustível, utilizado no aquecimento dos agregados dentro do
secador, deve ser vaporizado no maçarico para uma queima adequada. Para
que isso ocorra, deve ser mantido a 100°C dentro do reservatório (para evitar
sua contaminação com água) e nas tubulações, e chegar a aproximadamente
135ºC no maçarico. Essas temperaturas são atingidas através da circulação do
fluído térmico aquecido, dentro de serpentinas no tanque, através de camisas
de aquecimento nas tubulações e da circulação no retificador.
O CAP, no processo de produção do asfalto, é injetado dentro do
secador, em uma quantidade muito precisa. Para que possa ser bombeado, o
CAP deve ser mantido, nos tanques, nas tubulações e na bomba a temperatura
de 150ºC. Aqui também as temperaturas são atingidas pela circulação do fluído
térmico nas serpentinas dos tanques, camisas dos tubos e retificador.
Os tanques de armazenamento, seja de óleo combustível, seja de CAP,
estão em contínua perda de calor para o ambiente, mesmo sendo construídos
com isolamento térmico. As tubulações encamisadas resfriam ainda mais
rapidamente após a parada do aquecedor, chegando a temperatura ambiente.
Esse motivo torna necessário o funcionamento do aquecedor pelo menos duas
horas antes do início da produção das usinas de asfalto, e durante os finais de
semana.
Na figura 6 temos uma representação esquemática e simplificada do
sistema de aquecimento utilizado na Usina Norte:
Figura 6 – Sistema de aquecimento da Usina Norte

10. 8
3. Descrição do equipamento – componentes / Princípios de Operação
As duas usinas de asfalto da Prefeitura Municipal de Curitiba têm o
mesmo modelo de aquecedor de fluído térmico:
- Aquecedor térmico tipo horizontal, estacionário, modelo AFI-H-400
- Capacidade de aquecimento: 400.000 kcal/h
- Temperatura máxima de aquecimento do fluído térmico: 250°C
- Combustível: óleo diesel
O aquecedor é um equipamento que transfere calor de um combustível,
óleo diesel, em nosso caso, para um fluído, o óleo térmico. A idéia é usar a
energia liberada pela queima desse combustível para aquecer os derivados de
petróleo pesados em uso na usina de asfalto.
Componentes do equipamento:
Componentes mecânicos:
Corpo:
É um cilindro de aço soldado, que serve de invólucro para o sistema de
troca térmica. O corpo tem ligado a si os suportes, e tem externamente uma
camada de isolamento térmico, protegida por uma chapa fina galvanizada.
Chaminé:
É por onde saem os gases da combustão do maçarico (foto 8).
Foto 7 – Corpo do aquecedor
Foto 8 - Chaminé

11. 9
- Serpentinas:
É um sistema de tubos, em duas camadas (primário e secundário), por
onde circula o óleo térmico a ser aquecido. O processo de aquecimento se dá
pela chama e gases quentes que atingem as serpentinas pelo lado de fora,
aquecendo o óleo em seu interior (foto 9).
Queimador:
É onde se dá a queima do combustível. Partes constituintes:
- Corpo: É a carcaça do queimador.
Foto 9 – Serpentinas no interior do aquecedor
Foto 10 – Corpo do queimador

12. 10
- Motor elétrico: Motor de eixo passante, que aciona simultaneamente a bomba
de combustível e o ventilador (foto11).
- Bomba de combustível: Eleva a pressão do óleo diesel, permitindo assim sua
vaporização (foto 12).
- Ventilador: Proporciona o ar necessário para a correta queima do combustível
- Controlador de vazão de ar: Regula a quantidade de ar injetada pelo
ventilador. Tem duas posições: uma fixa inicial e uma segunda, mais aberta,
acionada pelo sistema de comando (foto 13).
Foto 11 – Motor do queimador
Foto 12 – Bomba de combustível
com manômetro.
Foto 13 – Controlador de vazão
de ar

13. 11
- Bicos injetores: Dois bicos injetores, com ângulos de injeção diferentes. É por
onde o combustível sai para ser queimado. Como temos dois bicos, na
realidade teremos também duas chamas, 1º estágio (bico 1) e 2°estágio (bico
2)(foto 14)
- Válvulas solenóides: Duas válvulas acionadas eletricamente, que liberam a
passagem do combustível para os bicos 1 e 2 (foto 15).
- Eletrodos: Eletrodos com revestimento de porcelana, que dão partida, através
de faísca, ao fogo no queimador (foto16).
Foto 14 – Bico injetor
Foto15 – Válvulas solenóides dos
bicos 1 e 2
Foto 16 - Eletrodos

14. 12
- Bomba de circulação e reservatório de água.
Bomba centrífuga acionada por motor elétrico, é a responsável pela
circulação do fluído térmico no circuito de aquecimento (serpentinas de
aquecimento, tubulações, serpentinas nos tanques). A vedação do eixo da
bomba é feita através de selo mecânico, que é refrigerado por água contida em
um reservatório próprio (foto 17).
Foto 17 – Bomba centrífuga de circulação do fluído térmico, com motor de acionamento
Reservatório de água de refrigeração da bomba: A circulação da água
mantém baixa a temperatura do selo mecânico, que veda o eixo da bomba. O
reservatório deve ser mantido com água acima do nível da tubulação mais alta
(retorno)(foto 18).
Reservatório de expansão
Reservatório acima do aquecedor, opera a pressão atmosférica (isto é,
aberto), e absorve as variações de volume do fluído térmico em função da
temperatura. Tem em seu interior um sensor de nível elétrico, e um visor de
nível transparente em sua lateral (foto 19).
Foto 18 – Reservatório de água
para refrigeração da bomba
Foto 19 – Reservatório de
expansão

15. 13
Acessórios:
- Válvulas de gaveta: Existem duas válvulas de gaveta, uma antes e uma
depois da bomba de circulação, que devem ser fechadas para remoção da
bomba ou limpeza do filtro. Em operação normal ambas devem ficar
completamente abertas (foto 20).
-Filtro de óleo térmico: Filtro de tela, instalado antes da entrada da bomba de
circulação de óleo, destinado a impedir a entrada de corpos estranhos na
bomba (foto 21).
- Filtro de óleo diesel: Localizado na tubulação, pouco antes da bomba de
injeção (foto 22).
Foto 20 – Válvulas de gaveta
Foto 21 – Filtro de óleo térmico
Foto 22 – Filtro de óleo diesel

16. 14
- Válvula solenóide de segurança: Localizada próximo ao tanque de
combustível, impede a passagem de óleo diesel no caso de parada da bomba
de circulação (foto 23).
- Válvula de desvio: Localizada na tubulação logo após a saída do aquecedor,
se aberta, desvia parte do óleo aquecido para o reservatório de expansão.
Utilizada para retirar o ar presente nas linhas, quando de manutenção nas
tubulações ou troca do óleo térmico (foto 24).
Manômetros e termômetros
Existem dois manômetros no equipamento: um que mede a pressão na
linha de fluído térmico, logo após a bomba centrífuga, e outro que mede a
pressão de injeção de óleo diesel, localizado no corpo da bomba do maçarico.
Existe um termômetro que mede a temperatura do fluído térmico que
retorna dos tanques, instalado na tubulação logo após a bomba de circulação
(fotos 25 e 26).
Foto 25 – Manômetro e termômetro
Foto 23 – Válvula de segurança
Foto 24 – Válvula de desvio
Foto 26 – Manômetro da bomba de
injeção de combustível

17. 15
Componentes elétricos/eletrônicos:
São os equipamentos que permitem o funcionamento correto e seguro
do aquecedor.
1. Painel de comando:
Parte frontal
- Interruptores, sinalizadores luminosos e sonoros:
04 interruptores liga/desliga: chave geral, bomba, estágio 1 e estágio 2.
A cada interruptor está relacionado um sinalizador luminoso, indicando “ligado”
quando aceso.
04 interruptores que silenciam os sinalizadores sonoros de alarme de
alta temperatura, nível de óleo, problemas no queimador e problemas na
bomba de circulação. Cada um desses alarmes têm associados um sinalizador
luminoso (foto 27).
Foto 27 – Painel de comando
- Controlador de temperatura:
Controlador eletrônico que é o responsável pelo comando do sistema de
aquecimento. Tem dois grupos de dígitos: dígitos maiores, em vermelho,
representam a temperatura do fluído térmico na saída do aquecedor; dígitos
menores, em verde, representam a temperatura selecionada pelo operador do
equipamento (esse valor pode ser modificado, dentro de certos limites, através
da teclas “seta para cima” e “seta para baixo”). As outras duas teclas são
utilizadas para programação da lógica do aparelho, e não são usadas na
operação. O controlador de temperatura recebe informações, para seu
funcionamento, de um termopar instalado na tubulação que sai do aquecedor
(foto 28).
Foto 28 – Controlador de
temperatura

18. 16
Parte interna
Na parte interna do painel estão (foto 29): 1 - os disjuntores de proteção dos
circuitos, 2 - o sistema de acionamento e proteção do motor da bomba de
circulação de fluído térmico e 3 - o termostato de segurança.
2. Caixa de comando do queimador.
Sobre o motor do ventilador/bomba de combustível do queimador, existe uma
caixa metálica com fecho, onde está instalado o sistema de comando e
acionamento. Nesta caixa temos (foto 30):
- O transformador que produz a tensão necessária à faísca para acendimento
do queimador (1).
- O sistema de temporização e segurança da combustão (o mais importante
sistema de segurança do aquecedor de fluído térmico) (2). Esse sistema
recebe informações de um sensor colocado no corpo do queimador (foto 31).
- O sistema de acionamento/segurança do motor elétrico do ventilador/bomba
de combustível (3).
Foto 29 – Interior do painel de comando
Foto 30 – Caixa de comando
Foto 31 – Sensor de chama

19. 17
4. Rede de condução de fluído térmico.
O aquecedor de fluído térmico é uma das partes do sistema de
aquecimento. A outra é a rede de condução.
A rede de condução é constituída pela tubulação que leva fluído térmico
aos pontos em que o calor nele contido é usado, pelas serpentinas que
transferem esse calor aos derivados de petróleo, pelas válvulas que permitem
ou impedem a passagem do fluído, pelos retificadores, pela válvula que regula
a pressurização da linha principal, pelas camisas nos tubos de transporte
destes derivados, e pela tubulação em que o fluído retorna, mais frio, ao
aquecedor.
A operação dessa rede de maneira correta garante que as temperaturas
dos derivados de petróleo estejam de acordo com as necessidades do
processo de produção do CBUQ.
A lógica das válvulas da rede de condução é muito semelhante nas duas
usinas da PMC, diferindo apenas com relação aos acessórios ligados à essa
rede.
Basicamente existe uma ligação em série entre os tanques, na seguinte
sequência fechada:
- Circuito de pressão: bomba de circulação – tanque de óleo combustível –
tanque de CAP 1 – tanque de CAP 2 – válvula de controle de pressão
- Circuito de retorno: Válvula de controle de pressão – bomba de circulação.
Todas as saídas acessórias estão ligadas no circuito de pressão. O
fluído proveniente dessas saídas aquece, através de válvulas individuais, as
camisas dos tubos de condução de CAP e óleo combustível, as bombas de
injeção, os retificadores, etc
Aquecimento dos tanques
Os tanques que devem ser aquecidos têm a passagem de fluído térmico
liberada em suas serpentinas; naqueles que não devem ser aquecidos, o fluído
não entra.
Observe o esquema de tubulações de ligação entre o aquecedor e os
tanques. Considere apenas o tanque de óleo combustível (figura 32).
O fluído aquecido chega e encontra as válvulas V1 e V2. Temos quatro
possibilidades:
- V1 e V2 estão fechadas: a passagem de óleo fica completamente bloqueada,
a pressão no manômetro do aquecedor vai subir, e em breve teremos um
alarme de superaquecimento com a parada do aquecedor;
- V1 fechada e V2 aberta: o óleo passa direto e não aquece o conteúdo do
tanque;
- V1 e V2 abertas: a maior parte do óleo não aquece o interior do tanque,
embora alguma parte dele entre. Produz um aquecimento muito pequeno do
conteúdo do tanque;
- V1 aberta e V2 fechada: todo o óleo passa pelo interior das serpentinas de
aquecimento do tanque, transferindo seu calor ao óleo combustível
armazenado.

20. 18
Figura 32 – Aquecedor e rede de condução de fluído térmico
O mesmo procedimento de válvulas é usado para os outros tanques,
sempre com o mesmo raciocínio – entra fluído aquecido nas serpentinas do
tanque que desejamos aquecer.
Observar que nunca deve ocorrer a situação das duas válvulas de um
tanque ficarem fechadas simultaneamente – isso bloqueia o fluxo de óleo
térmico, fazendo com que aquele parado dentro do aquecedor superaqueça e
levando a parada do processo com alarme.
A válvula de pressão
A válvula de pressão está instalada entre o ramal de pressão e o de
retorno. Sua função é a de aumentar a pressão na linha, tornando possível que
o fluído chegue aos acessórios (fotos 33). Assim:
- Quando a usina não está produzindo, e não precisamos de aquecimento em
nenhum acessório, a válvula deve ficar completamente aberta.
- Quando a usina está produzindo, e/ou necessitamos de aquecimento em
acessórios (linhas, bombas, etc), a válvula fica em posição intermediária (meio
fechada).
- A válvula nunca deve ficar fechada, pois a vazão de retorno diminui muito, e
pode haver superaquecimento do aquecedor.
Fotos 33 – Válvula de pressão fechada, aberta e
em posição intermediária.

21. 19
5. Operação do conjunto Aquecedor de Fluído Térmico / Rede de
condução.
Como vimos, através do Aquecedor utilizamos a energia contida no
combustível (óleo diesel) para aquecer os tanques e tubulações dos derivados
de petróleo, sendo que o fluído térmico aquecido é o meio pelo qual essa
energia é transmitida.
Para que isso ocorra, necessitamos de algumas coisas aconteçam,
simultaneamente:
- Combustível deve chegar ao queimador
- Fogo (controlado) deve ser produzido no queimador
- O fluído térmico deve circular no circuito
- O circuito deve ser tal que o fluído térmico chegue aos locais onde o
aquecimento é necessário
Operação do aquecedor de fluído térmico, com descrição de cada fase:
Ligar o equipamento no início do expediente diário:
1. Abrir a válvula de combustível para o queimador.
2. Ligar a CHAVE GERAL no painel de comando
3. Verificar se estão acesos os números no controlador de temperatura (em
vermelho a temperatura atual, em verde a temperatura selecionada)
4. Verificar se a temperatura selecionada está correta (aumentar ou
diminuir nas teclas de setas)
5. Ligar a BOMBA de circulação no painel de comando
6. Verificar a pressão no manômetro na linha que sai da bomba. A pressão
deve estar entre 4 e 5 kgf/cm². Caso a pressão esteja muito baixa
(próximo a zero), a válvula de entrada pode estar fechada, ou há um
grande vazamento nas linhas; caso a pressão esteja muito alta (acima
de 5 kgf/cm²), há alguma obstrução na linha (alguma válvula está
fechada)
7. Após o funcionamento da bomba de circulação, a temperatura indicada
em vermelho no controlador começará a subir (óleo mais quente está
vindo das serpentinas dos tanques). Se a bomba estiver funcionando
normalmente, passar para o próximo passo.
8. Ligar a chave 1°ESTÁGIO no painel de comando. A seguinte sequência
ocorre automaticamente:
- O motor elétrico do queimador é ligado. Assim, a bomba de
combustível e o ventilador são acionados.
- Após alguns segundos de funcionamento (tempo em que somente ar é
mandado ao queimador, para limpar qualquer resíduo de combustível
dentro da câmara), é liberado combustível ao bico 1, e ao mesmo tempo
uma faísca é emitida entre os eletrodos que estão a frente do bico. O
óleo entra em ignição, e o aquecedor está aceso.
9. Na primeira vez em que o aquecedor é ligado no dia, deixar apenas o
primeiro estágio funcionando por alguns minutos, principalmente em dias
muito frios, antes de ligar o 2°estágio.

22. 20
10.Estando os 1º estágio estável – a chama se mantendo, ligar o 2º
ESTÁGIO. A seguinte sequência ocorre automaticamente:
- É liberado combustível ao bico 2. Ao mesmo tempo, a porta de controle
na entrada do ventilador se abre um pouco mais, garantindo oxigênio
para a quantidade adicional de óleo diesel a ser queimada.
Observação: Os dois bicos, 1 e 2, liberam a mesma quantidade de óleo diesel.
A diferença entre eles está no ângulo de injeção, ou leque. O bico 1 tem um
ângulo de 45°(chama larga e curta), para que o óle o possa ser inflamado pela
faísca dos eletrodos; o bico 2 tem ângulo de 60°, p rovocando uma chama mais
estreita e mais longa.
O aquecedor está agora funcionado. Caso não exista nenhum problema,
a temperatura do fluído térmico será mantida dentro de uma faixa mais ou
menos entre a temperatura selecionada no controlador e menos 15°C daquela,
dependendo da temperatura ambiente, temperaturas dos conteúdos dos
tanques, existência de vento, etc
Estando o aquecedor em funcionamento normal, posicionar as válvulas
da rede de condução de acordo com o desejado aquecimento dos tanques,
linhas e acessórios.
Em cada uma das unidades (usinas norte e sul), existem
particularidades nos procedimentos relativos às linhas de condução, que não
são iguais. Essas diferenças de procedimento serão tratadas individualmente,
em cada local.
Lembrar que:
- A temperatura ideal para o armazenamento do CAP nos tanques e seu uso é
de 150°C
- A temperatura ideal para o armazenamento do óleo combustível no tanque é
de 100°C. O acréscimo de temperatura necessário par a seu uso (+30 a 40°C) é
conseguido no retificador.
- Desligar o equipamento ao final do expediente:
1. Desligar as chaves 1°ESTÁGIO e 2°ESTÁGIO
2. Manter a bomba de circulação ligada até a temperatura indicada em
vermelho no controlador chegar até 150°C. Desligar a chave da
BOMBA.
3. Desligar a CHAVE GERAL.
4. Fechar a válvula de óleo diesel.
Os alarmes
Pode acontecer do Aquecedor de Fluído Térmico não funcionar
corretamente. Caso o problema seja grave, um alarme dispara, um sinal
luminoso acende no painel de comando, e a máquina para. Temos quatro
alarmes:

23. 21
1. Alarme de alta temperatura
Ocorre quando a temperatura do fluído térmico ultrapassa a temperatura
máxima selecionado no controlador. Isso pode ocorrer:
- Obstrução na passagem do fluído térmico, provocada por válvulas
incorretamente posicionadas;
- Temperatura selecionada muito baixa, quando os tanques já estão
aquecidos e há pouca troca de calor;
- Excesso de calor produzido (os dois estágios acionados) quando os
tanques já não necessitam de tanto aquecimento.
O alarme de alta temperatura desliga completamente o aquecedor (corta
o combustível dos bicos e para a bomba de circulação) e aciona os alarmes
sonoro e visual. Para cancelar o alarme, deve-se desligar a chave geral, tendo
o cuidado de antes verificar e corrigir a causa do problema.
2. Alarme da bomba
Ocorre quando há problemas com o motor elétrico da bomba de
circulação (normalmente queda de disjuntor).
3. Alarme de nível baixo
Ocorre quando o nível de fluído térmico dentro de reservatório de
expansão cai abaixo do limite mínimo medido pela bóia (sensor).
4. Alarme de queimador.
É o alarme mais grave do equipamento, e ocorre quando a chama não
se mantém estável no queimador. O sistema de proteção, que aciona o alarme,
funciona da seguinte forma:
- Quando o equipamento é ligado, ou quando o aquecimento é religado pelo
controlador de temperatura, o ventilador do queimador é acionado por um
tempo determinado, para limpar o interior da câmara.
- Após essa limpeza, o combustível é liberado para o bico 1, ao mesmo tempo
em que uma faísca surge entre os eletrodos que estão a frente do bico.
- Se tudo funcionar corretamente, a chama acende, e esse fato é comunicado
ao programador, através de um sensor de chama.
- Se a chama não acender, o processo é reiniciado (ar de limpeza, injeção de
óleo, faísca). Se mais uma vez não funcionar, o alarme do queimador é
acionado (sonoro e visual), e o processo para.
O alarme é cancelado no botão que existe no corpo do programador de
combustão, dentro da caixa metálica sobre o maçarico.
Importante observar que esse alarme indica um problema grave,
podendo existir risco de explosão do corpo do aquecedor por injeção de
combustível em superfície quente, em caso de muitas tentativas sem ignição
normal.
A ação dos alarmes deve ser rara. NÃO OPERAR UM EQUIPAMENTO
EM QUE OS ALARMES ATUEM COM FREQUÊNCIA – A CAUSA DEVE SER
DESCOBERTA E CORRIGIDA.

24. 22
Alguns problemas de funcionamento e suas causas mais comuns:
Chave geral do aquecedor não liga
- Verifique a alimentação elétrica
- Verifique os disjuntores do painel de comando
Aquecedor liga, mas a bomba de circulação não funciona
- Verifique o disjuntor da bomba
- Verifique o relê de proteção colocado junto ao contactor de acionamento da
bomba
A bomba de circulação gira normalmente, mas a pressão não estabiliza
(manômetro oscilando):
- Verifique a existência de ar na tubulação. Abrir a válvula de retorno para o
reservatório de expansão, desligando a bomba sempre que a oscilação
começar. Repetir o processo algumas vezes e fechar a válvula quando a
pressão estabilizar
A bomba de circulação gira, mas o motor do queimador (ventilador/bomba de
combustível) não funciona:
- Verifique a alimentação elétrica do queimador
- Verifique o relê de proteção do motor elétrico, dentro da caixa metálica
A bomba de circulação e o ventilador giram, mas o queimador não funciona
(não acende)
- Verifique a alimentação elétrica do queimador
- Verifique se o alarme do queimador não está acionado
- Verifique se há combustível chegando à bomba de injeção
- Verifique a pressão da bomba de combustível (8 kgf/cm²)
- Verifique se há faísca chegando à ponta dos eletrodos
- Verifique se há entupimento do bico 1 (ver procedimento 2)
O 1°estágio acende, mas logo após apaga.
- Verifique o filtro de combustível
- Verifique se não há entrada de ar no filtro de combustível, conexões e tubos.
- Verifique o filtro (peneira) no corpo do bico injetor 1 – procedimento 2 exposto
a seguir.
O 1°estágio (bico 1) acende normalmente, mas quand o se liga o 2°estágio, o
queimador apaga:
- Verifique se o filtro de combustível não está entupido
- Verifique se a regulagem do ar do 2°estágio não está incorreta (excesso de
ar que “assopra” o fogo – siga o procedimento 1 exposto a seguir
Excesso de fuligem na chaminé, principalmente com o 2º estágio ligado.
- Verifique a regulagem de ar do 2º estágio (falta de ar, resultando em
combustão incompleta – procedimento 1)
- Verifique o filtro (elemento sinterizado) no corpo do bico injetor 2;
procedimento 2.

25. 23
6. Procedimentos de manutenção
Procedimento 1 – Regulagem do ar do 2°estágio (bic o 2)
O ar necessário para combustão apenas com o bico 1 geralmente não
apresenta problemas, pois a regulagem é estática e normalmente não é
alterada (foto 34)
Caso exista fumaça visível (fuligem) quando o 2º estágio está em
operação, há falta de oxigênio, e o ar deve ser regulado. A regulagem é feita
através de uma porca e uma contraporca próximas às solenóides dos bicos, da
seguinte maneira (foto 35).
1- Estando o equipamento ligado apenas no 1° estági o, afrouxar a
contraporca (chave de boca 22mm) da regulagem do ar;
2- Ligar o 2° estágio. Se a chama apagar, aperte um pouco a porca e
recomece o processo; se a chama permanecer acesa mas fuligem sair
pela chaminé, afrouxe um pouco a porca até que não exista fumaça
visível.
3- O ajuste deve ser feito muito lentamente.
4- Conseguida uma boa regulagem – chama estável sem fumaça visível –
desligar e ligar manualmente o 2°estágio para veri ficar se o problema foi
resolvido.
5- Segurar a porca e travar a contraporca (duas chaves de boca 22mm).
Lembrar que:
- Apertar ou afrouxar a porca só terá efeito no funcionamento do 2º
estágio;
- Essa regulagem raramente é necessária; caso tenha que ser feita com
freqüência ou não se consiga manter a chama acesa sem fuligem,
provavelmente o bico está entupido, e deve ser retirado para limpeza, conforme
o procedimento 2.
- Operar o equipamento com liberação de fumaça e fuligem é péssimo
ambientalmente (poluição do ar), economicamente (óleo diesel jogado fora) e
termicamente (a fuligem acumulada diminui o aquecimento de um fogo já ruim),
além de ser um fator de risco de operação (alta possibilidade de parada por
alarme de queimador).
Foto 34 – Indicador de abertura do
regulador de ar para o 1° estágio (máquina
parada)
Foto 35 – Regulador de ar do 2° estágio
(acionado pela pressão do combustível )

26. 24
Procedimento 2 – Limpeza dos bicos injetores e regulagem dos eletrodos de
partida
O seguinte procedimento deverá ser executado sempre que:
- Existir dificuldade no acendimento e/ou manutenção da chama acesa – 1°
estágio
- Existir dificuldade em manter o 2°estágio aceso.
- Impossibilidade de regular o ar do 2°estágio, co mo descrito no procedimento
anterior.
- Preventivamente, a cada seis meses.
O procedimento deverá ser executado por duas pessoas.
1. De preferência com a máquina fria, retire os quatro parafusos que
prendem o queimador ao corpo do aquecedor (chave sextavada
17mm)(foto 36, 1).
2. Com o auxílio de outra pessoa, retire o queimador do local e coloque-o
sobre uma superfície firme, tendo cuidado de não danificar as
mangueiras do óleo diesel, nem a fiação elétrica.
3. Com uma chave sextavada 8mm, retire o parafuso do controlador de
potência (foto 36, 2).
4. Com uma chave Allen 4mm, afrouxe os dois parafusos que mantêm o
tubo do queimador preso ao corpo (foto 36, 3).
5. Com cuidado, retire o controlador de potência e o tubo externo (anel
deslizante) (foto 37). Normalmente há alguma dificuldade para retirar,
pois o tubo prende devido à fuligem e poeira.
Foto 36 - Queimador
Foto 37 – Controlador de potência e tubo
externo

27. 25
6. Com uma chave Allen 2,5mm, retire os dois parafusos laterais que fixam
a placa de turbilhonamento. Marque sua posição antes de retirá-la (foto
38,1).
7. Afrouxe o parafuso Phillips da abraçadeira que segura os eletrodos.
Cuidado, o revestimento de porcelena é frágil (foto 38, 2).
8. Gire os eletrodos de maneira que as pontas permitam a retirada do bico
1.
9. Retire o bico 1 (chave sextavada 15mm).
10.Desmonte o bico 1 (quatro partes), limpando cuidadosamente cada
componente. Monte as peças e recoloque o bico (foto 39).
11.Retire o bico 2 e proceda da mesma maneira (foto 40).
Foto 39 – Bico 1 desmontado
12.Com cuidado, recoloque os eletrodos na posição em que estavam. Suas
extremidades devem ficar afastadas aproximadamente 5mm. Não aperte
demais o parafuso, pois a porcelana é frágil.
13.Com o queimador apontado para um local onde não existam substâncias
inflamáveis, teste a faísca de acendimento. Ligue a chave geral, a
bomba de circulação e o 1º estágio, por no máximo um segundo de cada
vez. Deve surgir uma faísca visível e ruidosa entre os eletrodos.
Atenção: não toque nos eletrodos nem nos cabos – a alta tensão pode
matar! (10.000 Volts). Caso a faísca não apareça, reposicione os
eletrodos (foto 41).
Foto 38 – Placa de turbilhonamento e
eletrodos
Foto 40 – Bico 2 desmontado

28. 26
14.Recoloque a placa de turbilhonamento na posição em que estava.
Aperte os dois parafusos.
15.Recoloque o controlador de potência, mas deixe o parafuso
completamente frouxo. Recoloque o tubo externo, aperte os dois
parafusos, posicione o parafuso do controlador no meio da regulagem e
aperte-o.
16.Novamente com o queimador apontado para local seguro, é conveniente
testar a combustão. Para que o teste seja possível, será necessário
retirar o sensor de chama, para “enganá-lo”. Então:
- Retire o sensor de chama do seu ponto de fixação, e cubra-o com algo
escuro (pode ser mão).
- Ligue a chave geral, a bomba de circulação e o 1° estágio.
- O ventilador vai funcionar, e a faísca vai saltar entre os eletrodos. Após
alguns segundos, o combustível é liberado e vai pegar fogo (foto 42)
Nesse momento libere a luz para o sensor de chama.
- Estando a chama firme e estável, ligue o 2° estág io. A chama deve
praticamente dobrar de tamanho. Não mantenha a chama acesa por
muito tempo. Desligue os dois estágios, a bomba e a chave geral.
Recoloque o sensor de chama.
Agora o queimador pode ser colocado de volta em seu lugar. Isso deve
ser feito por duas pessoas.
Foto 41 – Teste da faísca de acendimento
Foto 42 – Teste de chama do queimador

29. 27
7. Manutenção preventiva
Diariamente:
- Verificar vazamentos de combustível, fluído térmico ou água no aquecedor e
nas linhas de aquecimento, incluindo válvulas, juntas e soldas de tubos;
- Verificar o nível de fluído no reservatório de expansão, com o equipamento
frio e quente. Adicionar, se necessário (serviço que deve ser executado por
duas pessoas).
Observação – Extremo cuidado deve ser observado com relação à óleos
contaminados com água. A água ferve e o vapor empurra o óleo quente para
fora do reservatório.
- Verificar o nível de água no tanque de resfriamento da bomba de circulação.
- Verificar se há fumaça visível ou fuligem saindo pela chaminé.
- Verificar problemas em ligar ou manter ligado o equipamento e se alarmes
são acionados.
Semanalmente:
- Limpar os visores de chama (lateral e no corpo do queimador)
Mensalmente:
- Verificar o correto funcionamento do sistema de segurança de corte de
combustível na ausência de chama. Limpar o sensor de chama.
- Verificar o nível de óleo lubrificante na bomba de circulação.
Semestralmente:
- Desmontar o queimador, para limpeza dos bicos injetores e eletrodos.
- Trocar o filtro de combustível
Anualmente:
- Verificar os rolamentos da bomba de circulação e motores elétricos.
- Retirar o queimador e a placa de fechamento dianteiro, para verificar o estado
das serpentinas dentro da câmara. Retire toda a sujeira e fuligem existente.
- Verificar o estado do fluído térmico – sua viscosidade, presença de depósitos
no filtro (carvão), etc. Trocar se necessário.
A cada dois anos:
- Realizar teste hidrostático das serpentinas da câmara de aquecimento.

30. 28
8. Segurança na operação
Uma das primeiras coisas expostas aqui, o aquecedor de fluído térmico
não é caldeira, e portanto não apresenta risco de explosão por excesso de
pressão.
Mas apresenta sim risco de explosão por problemas de injeção de
combustível – problema comum a equipamentos similares, como fornos,
secadores, etc. O risco de incêndio também existe.
Além disso, há o permanente perigo de queimaduras, pois o fluído
térmico normalmente está a temperaturas próximas a 200°C, sem falar nos
derivados de petróleo aquecidos. Embora o contato direto com essas
substâncias seja difícil, temos dezenas de metros de superfícies aquecidas,
onde se chega perto para ajustar válvulas, por exemplo. Há também o risco de
quedas, por piso escorregadio ou de nível mais alto (reservatórios de expansão
e de água).
Procedimentos de operação com segurança
Antes da operação:
- Assegurar-se que não existem vazamentos no aquecedor, principalmente de
combustível que possa vir a ser inflamado;
- Assegurar-se de que não existem equipamentos de segurança ou proteção
desativados, seja por defeito, seja por ação humana (exemplo – bóia de nível
do reservatório de expansão amarrada para permitir que o equipamento
trabalhasse com pouco óleo).
Durante a operação:
- Acompanhar com especial atenção o equipamento durante os primeiros
minutos após o início de operação.
- No caso de acionamento de algum alarme, procurar saber os motivos e as
conseqüências. Extremo cuidado deve haver com o alarme de queimador.
- Não se afastar do equipamento nos horários fora do expediente normal da
usina de asfalto, Ficar a uma distância em que a sinalização sonora dos
alarmes possa ser ouvida, e fazer uma inspeção visual a pelo menos cada
quinze minutos.
Depois da operação:
- Desligar todos os interruptores.
- Fechar a válvula de combustível.
A qualquer tempo
- Manter o equipamento e o entorno limpos, principalmente sem a presença de
materiais inflamáveis (estopas, por exemplo). Limpar imediatamente qualquer
óleo ou lubrificante que caia no chão.
- Comunicar aos responsáveis pela usina de asfalto qualquer defeito,
dificuldade ou alteração observadas no funcionamento do equipamento.

31. 29
Equipamentos de Proteção Individual (EPI’s) necessários ao trabalho:
- Calça comprida e camisa de manga longa
- Bota de segurança
- Capacete
- Luvas de raspa, quando da manobra de válvulas dos tanques
- Óculos de segurança, quando da colocação de fluído térmico
Proibições:
É proibido àquele que está operando o aquecedor de fluído térmico:
- Desativar sistemas de segurança do equipamento
- Abandonar o equipamento trabalhando sozinho
- Tentar modificar a programação do controlador de temperatura