Conservação de energia caldeiras

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Conservação de energia caldeiras

  1. 1. 1/5MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EMCALDEIRASUma parcela considerálvel do custo de operação de caldeiras envolve o gasto comcombustível. Independente do tipo utilizado (óleo combustível, gás natural, carvão, madeira,entre outros), a adoção de medidas efetivas para minimizar o consumo de combustívelcontribui de forma considerável para a redução de gastos em uma indústria.Dentre as medidas para economizar energia em sistemas de geração de vapor, podem serdestacadas as seguintes:redução nas purgas de caldeira (aumento do ciclo de concentração);recuperação de condensado;tratamento químico adequado para evitar a formação de depósitos;recuperação de calor de água da purga de caldeira;evitar vazamentos de vapor.A seguir são detalhadas algumas destas medidas.1. Redução nas Purgas de CaldeiraAs purgas de fundo e de nível nas caldeiras são indispensáveis para manter a concentraçãode sólidos dissolvidos na água de caldeira dentro dos limites de controle e evitar problemasde corrosão/arraste de água para o vapor.As maneiras mais efetivas de assegurar a operação da caldeira com uma quantidade mínimade purgas (e consequentemente valor máximo de ciclo de concentração) são:pré-tratamento adequado de água de reposição;aproveitamento máximo de condensado, melhorando assim a qualidade da água dealimentação;utilização de produtos químicos adequados no tratamento de manutenção.2. Recuperação de CondensadoA recuperação de condensado é o método mais efetivo de economia de energia parasistemas de geração de vapor. No calor total (entalpia total) do vapor, o calor latente éaproveitado praticamente de forma integral, enquanto o calor sensível é pouco aproveitado.Como o calor remanescente no condensado equivale a 20 e 30% do calor total do vapor, arecuperação do condensado resulta em considerável economia de combustível.
  2. 2. 2/5As vantagens da recuperação de condensado são:- economia de combustível;- economia de água de reposição;- redução da vazão de purgas na caldeira.A qualidade do condensado é similar à de uma água desmineralizada. Assim, a recuperaçãode condensado como água de alimentação proporciona uma redução das purgas, através doaumento do ciclo de concentração.Um cuidado especial deve ser tomado para que o condensado não apresente altos teores deferro, o que pode invibializar seu reaproveitamento. Altas concentrações de ferro nocondensado podem levar, caso alimentado diretamente na caldeira, à formação de depósitosnas superfícies de troca térmica e ocorrência de corrosão sob depósito.Um método eficaz de redução na concentração de ferro no condensado é aplicar umproduto inibidor de corrosão eficaz para a parte de vapor e condensado.3. Tratamento Químico AdequadoPara caldeiras de baixa pressão, por vezes não há qualquer processo de remoção de durezapara a água que vai ser alimentada para o gerador de vapor. Em outros casos, existe umabrandador para a remoção da dureza, porém o mesmo pode estar subdimencionado ouoperando de forma deficiente, ocasionando escape de dureza para a caldeira.Em qualquer dos casos acima, a presença de dureza na água da caldeira pode gerar aformação de depósitos nas superfícies de troca térmica. Estes depósitos prejudicam deforma considerável a passagem de calor, pois a condutividade dos mesmos é de 20 a 100vezes menor que o do aço carbono, conforme pode ser verificado no quadro a seguir.“Quadro 01”Condutividade Térmica dos Componentes de Depósitos e de MetaisSubstância Condutividade Térmica(Kcal/m.h.ºC)Depósito de Sílica 0,2 ~ 0,4Depósito de Carbonato de Cálcio 0,4 ~ 0,6Depósito de Sulfato de Cálcio 0,5 ~ 2,0Depósito de Fosfato de Cálcio 0,5 ~ 0,7Óxido de Ferro (Hematita) 3 ~ 5Óxido de Ferro (Magnetita) 1Aço Carbono 40 ~ 60Cobre 320 ~ 360
  3. 3. 3/5Admitindo-se uma condutividade térmica de depósito de 0,5 Kcal/m.h.ºC, têm-se que acada 0,3 mm de incrustação gera um aumento de 1% no consumo de combustível,conforme pode ser observado no gráfico a seguir.“Relação entre Espessura de Depósito e Aumento no Consumo deCombustível”
  4. 4. 4/54. Recuperação de Calor da Água da Purga de CaldeiraA troca de calor entre a água de alimentação e a água de blow dawn contínuo para caldeirasaquatubulares utilizando um trocador de calor recupera a energia da purga de caldeira epromove a redução do consumo de combustível. A figura a seguir ilustra esta afirmação.
  5. 5. 5/55. Evitar Vazamento de VaporA corrosão em linhas de vapor e condensado podem causar vazamentos de vapor emqualquer ponto do sistema pós-caldeira.Também recomenda-se a manutenção adequada dospurgadores de condensado das linhas de vapor, com a mesma finalidade de evitarvazamento de vapor indesejados. Medidas de controle adequadas devem ser tomadas, poisvazamentos de vapor geram perda considerável de energia.O gráfico a seguir mostra a relação entre a pressão de vapor e a quantidade de vaporperdida, para vários diâmetros de furos.Elaborado por: Antonio R. P. CarvalhoDezembro/07.

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