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Geração Térmica a Vapor
(carvão) - Caldeiras
JOÃO BATISTA ALVES
TECNICO GERAÇÃO DE ENERGIA
MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS
Março/2009
GERAÇÃO TERMELÉTRICA
TROCA TÉRMICA – EFICIENCIA TÉRMICA
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
NECESSIDADES BÁSICAS PARA GERAR NUMA UT
ENERGIA
ELÉTRICA
TURBINA
CALDEIRA ALTERNADOR
ENERGIA
MECANICA
ENERGIA
TERMICA
Calor
FOGO
COMBUSTÃO
Água+ar+
combustivel
Vaporização
da água
Expansão do
vapor
Conversão
eletromagnetica
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
TIPOS DE PLANTAS TERMELÉTRICAS
 Nuclear (fissão nuclear);
 Gas (GN, GLP ou outro combustivel gaseificado;
 Ciclo combinado;
 Cogeração;
 Vapor (combustivel liquido, gasoso ou solido –
inclusive biomassa).
GERADOR REATOR NUCLEAR
GERADOR REATOR NUCLEAR
GERADOR REATOR NUCLEAR
GERADOR REATOR NUCLEAR
GERADOR REATOR NUCLEAR
TURBINA A GÁS – Ciclo Simples
CICLO COMBINADO – TG + TV
COGERAÇÃO (energia + vapor)
TAMBOR
TANQUE DE
ALIMENTAÇÃO
SILO DE
CARVÃO
ALIM.CARVÃO
BOMBA DE
ALIMENTAÇÃO
MOINHO DE
CARVÃO
BOMBA DE
CONDENSADO
CONDENSADOR
ALTERNADOR
TURBINA
SUBESTAÇÃO
TRANSMISSÃO
BOMBA DE
CIRCULAÇÃO
RIO
RIO
VENTILADOR DE
AR PRIMÁRIO
VENTILADOR DE
AR FORÇADO
VENTILADOR
INDUZIDO
PRECIPITADOR
ELETROSTÁTICO
AQUECEDOR
TUBULAR
ECONOMIZADOR
REAQUECEDOR
SUPERAQUECEDOR
CALDEIRA
QUEIMADORES
TANQUE DE ÓLEO
BOMBA
DE ÓLEO
COMBUSTÍVEL (CARVÃO E/OU ÓLEO)
ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO
ÁGUA DE CIRCULAÇÃO
VAPOR
GASES DA COMBUSTÃO
AR DE COMBUSTÃO
ELETRICIDADE
USINA TERMOELÉTRICA JORGE LACERDA B
UTLB (2 x 131 MW)
ÁGUA CIRCULAÇÃO
ESTEIRA CINZA
GERADOR DE VAPOR
• CONCEITOS, TIPOS DE CALDEIRAS,
COMPONENTES, TIPOS DE
CIRCULAÇÃO, SISTEMA DE ÁGUA-
VAPOR, SISTEMA AR-GASES,
GERADOR DE VAPOR
• É um conjunto de equipamentos que
consiste em transformar água líquida
em vapor à pressão acima da
atmosférica, numa temperatura igual
ou maior do que a temperatura de
saturação nessa pressão, mediante
calor absorvido da queima de um
combustível
TIPOS DE GERADORES DE
VAPOR
• CALDEIRAS DE VAPOR: São os
geradores de vapor mais simples,
queimam algum tipo de combustível como
fonte geradora de calor;
• CALDEIRAS DE ÁGUA QUENTE: São
aqueles em que o fluido não vaporiza,
sendo o mesmo aproveitado em fase
líquida (calefação, processos químicos,
etc)
GERADOR DE VAPOR
CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO: São
aqueles geradores que não utilizam
combustíveis como fonte geradora de
calor, aproveitando o calor residual de
processos industriais (gás de escape de
motores, gás de alto forno, escape de
turbinas á gás, etc.)
Caldeira de recuperação
GERADOR DE VAPOR
GERADORES REATORES NUCLEARES:
São aqueles que produzem vapor
utilizando como fonte de calor a energia
liberada por combustíveis nucleares
(urânio enriquecido).
GERADOR REATOR NUCLEAR
CLASSIFICAÇÃO DAS CALDEIRAS
A VAPOR, QUANTO:
– Agente que transfere calor (fonte
energética);
– Modo de transferência de calor para
vaporizar o fluido (circuito da fonte de
calor);
– Posição dos tubos;
– Forma dos tubos;
– Natureza de aplicação.
Quanto ao agente que transfere
calor (fonte energética)
• Combustíveis sólidos (carvão, lenha,
cavacos, bagaços, etc.);
• Combustíveis líquidos (óleo combustível,
óleo diesel, etc.);
• Combustíveis gasosos (GN, GLP, etc.);
• Eletricidade;
Quanto ao modo de transferência de
calor para vaporizar o fluido (localização
relativa água-gases)
• AQUOTUBULARES (Aquatubular ou tubo
de água);
• FLAMOTUBULARES (fogotubular,
pirotubular ou tubos de fumaça);
• MISTA (multitubulares – partes
aquotubulares e partes flamotubulares,
atualmente em desuso);
• ELÉTRICAS (de eletrodo submerso ou de
resistência).
Quanto a posição dos tubos
• VERTICAIS;
• HORIZONTAIS;
• INCLINADOS.
Quanto a forma dos tubos
• RETOS
• CURVOS
Quanto a natureza de aplicação
• Fixas;
• Portáteis;
• Locomóveis (geração de força e
energia);
• Marítimas
Caldeira Fixa
Aquotubular
Caldeiras
locomoveis
CALDEIRA PORTATEIS
Caldeiras elétricas
• Tem o principio de funcionamento
fundamentado na conversão direta da
energia elétrica em energia térmica,
mediante a simples passagem de
corrente através de resistências
elétricas (tipo resistência) ou através
da própria água da caldeira (tipo
eletrodo submerso).
DESVANTAGENS:
• Custo operacional alto (energia
elétrica);
• Utilizadas somente para baixas
quantidades de vapor.
Caldeiras Elétricas
VANTAGENS:
• Concepção simples (facilidade de
automatização);
• Grande eficiência térmica (95 a 98%);
• Não poluem (não há queima);
• Dispensam o armazenamento de combustível;
• Modulação de carga de 0 à 100%;
• Manutenção simples;
• Área reduzida de instalação;
Caldeiras Elétricas
Caldeira Flamotubular
• São construídas de forma que a água
circule ao redor de diversos tubos,
montados entre espelhos, na forma de
um único feixe tubular. Os gases de
combustão circulam por dentro dos
tubos, em duas ou mais passagens, em
direção da chaminé, por onde são
lançados para a atmosfera.
CALDEIRA FLAMOTUBULAR
DESVANTAGENS:
• Inadequadas para produção de grande
quantidade de vapor (capacidade máxima de
15000 kg/h));
• Utilizada somente em pequenas indústrias
(hotéis, restaurantes, sistema de aquecimento,
etc.);
• Utilizada somente em baixas pressões (limitadas
a 15 kgf/cm2)
• Morosidade em atingir a situação de regime de
produção plena de vapor (grande volume de
água que envolvem os gases quentes);
Caldeiras Flamotubulares
VANTAGENS:
• Facilidade de manutenção (menor custo);
• Baixo valor de investimento;
• Dispensam tratamento rigoroso da água;
• Menor sensibilidade às oscilações de
carga.
Caldeiras Flamotubulares
Caldeira Aquotubular
• São construídas de forma que
água circule por dentro de
diversos tubos de pequeno
diâmetro e dispostos na forma
de parede d’água ou de feixes
tubulares
Circulação
Assistida
Água
Vapor
Calor
Bomba de
alimentação
Circulação
Forçada
Circulação Forçada (supercritica)
Circulação Forçada (supercritica)
Circulação Forçada (supercritica)
Superaquecedor
Fornalha
Alimentador
Grelha
Reaquecedor
Economizador
Tubulão de vapor
Tubulão de água
Queimadores
Tambor
Superaquecedor
placas
Superaquecedor
convecção
Economizador
Reaquecedor de convecção
horizontal (primário)
Reaquecedor final
Fornalha (parede d’água)
COMPONENTES
TIPICOS DE UMA
CALDEIRA
AQUOTUBULAR
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
UT a vapor de condensação sem ciclo de reaquecimento
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
UT a vapor de condensação com ciclo de reaquecimento
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
UT a vapor de contrapressão
CALDEIRAS
CALDEIRAS
Planta com ciclo de resfriamento
semi aberto
Planta com ciclo
de resfriamento
semi aberto
TAMBOR
TANQUE DE
ALIMENTAÇÃO
SILO DE
CARVÃO
ALIM.CARVÃO
BOMBA DE
ALIMENTAÇÃO
MOINHO DE
CARVÃO
BOMBA DE
CONDENSADO
CONDENSADOR
ALTERNADOR
TURBINA
SUBESTAÇÃO
TRANSMISSÃO
BOMBA DE
CIRCULAÇÃO
RIO
RIO
VENTILADOR DE
AR PRIMÁRIO
VENTILADOR DE
AR FORÇADO
VENTILADOR
INDUZIDO
PRECIPITADOR
ELETROSTÁTICO
AQUECEDOR
TUBULAR
ECONOMIZADOR
REAQUECEDOR
SUPERAQUECEDOR
CALDEIRA
QUEIMADORES
TANQUE DE ÓLEO
BOMBA
DE ÓLEO
COMBUSTÍVEL (CARVÃO E/OU ÓLEO)
ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO
ÁGUA DE CIRCULAÇÃO
VAPOR
GASES DA COMBUSTÃO
AR DE COMBUSTÃO
ELETRICIDADE
USINA TERMOELÉTRICA JORGE LACERDA B
UTLB (2 x 131 MW)
ÁGUA CIRCULAÇÃO
ESTEIRA CINZA
DESVANTAGENS:
• Tratamento de água rigoroso;
• Custa 50% mais que uma Flamotubular de
capacidade equivalente;
• Custo de manutenção alto.
Caldeira Aquotubular
VANTAGENS:
• Operação em condições criticas (P e T altas);
• Maior capacidade de geração de vapor por
área (Aquotubular - 250 kg/m2, enquanto a
Flamotubular – 60 kg/m2);
•
Caldeira Aquotubular
UTAL
UTAL
02 Caldeiras Em Alegrete
Fabricante: Babcock & Wicox
Tipo: Aquotubular Circul. Natural
Capacidade:131 T/H
Pressão Vapor Superaq.: 63 Kg/Cm²
Temperatura Vapor Superaqu.: 487ºc
UTCH
04 Caldeiras Em Charqueadas
• Fabricante: L.C. Steinmuller
• Tipo: Aquotubular Circulação Natural
• Capacidade: 65 T/H
• Pressão Vapor Superaqu.: 59 Kg/Cm²
• Temperatura Vapor Superaqu.480ºc
UTCH
PRÉDIO
CALDEIRA
VISÃO GERAL
TAMBOR
ECONOMIZADOR
SUPERAQUECEDOR
PAREDE D´AGUA
DOWNCOMERS
UTJA
UTJA
UTJA
01 Caldeira Em Jacuí (Em Constr.)
• Fabricante: Nei Parsons
• Tipo: Com Tambor, Circ. Forçada
• Capacidade : 1067 T/H
• Pressão Vapor Superaq.: 175 Kg/Cm²
• Temperatura Vapor Superaqu. : 541ºc
Complexo Jorge Lacerda
UTLA - 232MW
UTLB - 262MW
UTLC - 363MW
CJL
UTLA
UTLA
» 02 CALDEIRAS – UNIDADES 1 E 2
• Fabricante: Man.
• Tipo: Aquotubular Circul. Natural.
• Capacidade :165 T/H.
• Pressão Vapor Superaq.: 92 Kg/Cm².
• Temperatura Vapor Superaq.: 515ºc
UTLA
– 02 Caldeiras – Unidades 3 E 4
• Fabricante: Ansaldo
• Tipo: Aquotubular
• Capacidade: 230 T/H
• Pressão Vapor Superaq. :147 Kg/Cm²
• Tem. Vapor Superaquec.: 540 °C
• Pressão Vapor Reaq. :40 Kg/Cm²
• Temp.Vapor Reaq. : 340°c
Queimadores
Tambor
Superaquecedor
placas
Superaquecedor
convecção
Economizador
Reaquecedor de convecção
horizontal (primário)
Reaquecedor final
Fornalha (parede d’água)
UTLB
UTLB
02 CALDEIRAS – UNIDADES 5 E 6
 Fabricante - Skoda
 Tipo - Aquotubular
 Capacidade: 395 T/H
 Pressão Vapor Superaq. :125 Kg/Cm²
 Temp. Vapor Superaquec.: 510 °C
 Pressão Vapor Reaq. : 28 Kg/Cm²
 Temp.Vapor Reaq. : 510°c
CALDEIRA
UNIDADES 5 e 6 - UTLB
UTLC
UTLC
01 Caldeira – Unidade 7
 Fabricante - Skoda
 Tipo – Once – Through Com Circulação
Forçada.
 Capacidade: 1038 T/H
 Pressão Vapor Superaq.:180 Kg/Cm²
 Tem. Vapor Superaquec.: 540 °C
 Pressão Vapor Reaq.: 36 Kg/Cm²
 Temp.Vapor Reaq.: 540°c
SISTEMA DE QUEIMA
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL
Combustível primário
- Carvão -
Combustível secundário
- Óleo diesel
- Fuel-Oil (óleo pesado) }Líquidos
Sólidos
Sistema de Combustível
Sólido
Silos de carvão
 Alimentadores de carvão
 Moinhos de carvão
 Queimadores de carvão
Alimentador de carvão
JL4 JL4 JL4 JL4
Moinhos de carvão
Moinhos de esferas
Moinhos de rolos
Sistema de regulagem
Classificador de carvão
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
Moinhos de esferas
unidades 1 a 4 - UTLA
Queimadores
São equipamentos onde é realizada a
queima do combustível, podem ser a
óleo e a carvão
Quanto a disposição na caldeira
podem ser verticais, horizontais e
tangenciais
SISTEMA DE QUEIMA
Câmera de visualização da chama da
caldeira 5.
Câmera de visualização da chama da caldeira
5.
U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS
TMSM-JL
QUEIMADORES
Tipos de Queima
Queima Frontal
Queima Tangencial
Queimadores de Carvão
Queimadores de Carvão
Queimadores de Carvão
Queimadores de Carvão
a) Direct Co-firing with common
injection
b) Direct Co-firing with separate
injection
SISTEMA DE AR E GASES
SISTEMA DE AR E GASES
Tem por objetivo básico fornecer ar para
combustão, secagem e arraste do carvão
pulverizado , retirada dos gases e manter
uma pressão negativa na fornalha.
Queimadores
Aerotermo Ventilador
Forçado
Ventilador de
Ar Primário
Aquece
dor
Regene
rativo
Controle de
temperatur
a
Ar primário
Moinhos
Filas dos
Queimadores
Ar terceário
A
A Segundo
Passo
Precipitador
Eletrostático
By-pass
Gases
CHAMINÉ
Ventilador
Induzido
Atmosfera
Atmosfera
Fornalha
Fluxograma Sistema de Ar e Gases
SISTEMA DE AR E GASES
Circuito dos gases - UTLB
SH1
SH2 B
SH2 A
ECO
SH3
RH2
RH1
AQUECEDOR
DE AR
MOINHO
SILO
FILAS
DE
QUEIMADORES
Precipitador
eletrostático
Ventilador Induzido
Chaminé
Aquecedor tubular
Aquecedor tubular – Substituição dos
tubos danificados
Aquecedor
Regenerativo
Aquecedor
Regenerativo
AQUECEDOR REGENERATIVO
Ponto de Orvalho
A presença de enxofre no combustível é responsável por sérios problemas de corrosão nas
regiões mais frias da caldeira, principalmente nos equipamentos recuperadores de calor. O
enxofre ataca metais e suas ligas na forma de enxofre puro ou na forma de compostos como
H2SO2, SO2 e S03, este reagindo com o vapor d'água nos gases de combustão, forma o H2SO4. O
H2SO4 formado, estando na fase gasosa, é pouco agressivo. Entretanto, dependendo de sua
concentração e temperatura, poderá aderir nas partes mais frias, formando depósitos com as
partículas em suspensão nos gases ou, na faixa de 100°C e a 170°C, condensa, atacando
violentamente a superfície metálica. A temperatura na qual se inicia a condensação, que é a
orvalhação dos gases, é a temperatura chamada ponto de orvalho do H2SO4.
O ideal seria a recuperação máxima do calor existente nos gases de combustão, levando-os à
temperatura próxima da ambiente, mas devido ao risco de condensação ácida, esta recuperação
é parcial. Para atenuar o risco desta formação ácida, encontra-se normalmente instalado a
montante de preaquecedores de ar a gases, tanto o tubular como o regenerativo, um
preaquecedor de ar a vapor que tem como finalidade elevar a temperatura do ar antes de ser
admitido no preaquecedor. Isto resultará num aumento de temperatura dos gases expelidos para
a chaminé, diminuindo a diferença média da temperatura entre estes gases de combustão e o ar
atmosférico no preaquecedor.
Aquecedor tubular – Tubos danificados
pela corrosão
Precipitador Eletrostático - UTLC
Precipitador
Eletrostático
Precipitador
Eletrostático
Disposição dos martelos de
batimento de eletrodos.
AS PRIMEIRAS CALDEIRAS
ESPECIFICAÇÃO
MATERIAL ?
LIGAÇÃO ENTRE AS
CHAPAS
FÓRMULAS PARA
CÁLCULO ?
Falhas em caldeiras
Falhas x Tempo de Operação das Caldeiras
Mapeamento das Falhas (de acordo com a
criticidade/conseqüências)
EPRI– Electric Power Research Institute
Exemplos de ações proativas
• Erosão: Redução da velocidade dos gases, proteção
dos tubos com chapas (telhas), redução da pressão
dos sopradores de fuligem, .......;
• Corrosão lado água e vapor: Alterar parâmetros
operacionais, alterar material dos tubos e
redimensionar os tubos devido ao FAC.
• Fadiga térmica: Reduzir temperaturas de metal dos
tubos, alterar material dos tubos;
• Ruptura sob tensão: Controlar camada interna de
óxido através de END’s nos superaquecedores e
reaquecedores.
Mecanismos de falhas em
caldeiras
Fadiga térmica
Sobreaquecimento de
curta duração
Evaporador - Tubos com desgaste por erosão
de cinza úmida lado direito da tremonha
Substituição de 20 tubos na parede LD,
região do vão morto intermediário
Caldeira SH Final – Medição espessura
por US
Caldeira SH 1B – Espessuras dos Tubos
Caldeira SH 1B – Subst. de 46 tubos
Evaporador - Tubos da parede frontal, região
dos queimadores,após a remoção do refratário
SH2B - Desgaste dos tubos junto
aos tubos de sustentação
Caldeira 6 - Solda de penetração pelo
processoTig
Caldeira 6 - Coletor saída RH1A –
Conclusão dos trabalhos
Equivalent Availability Loss (EAL -
%) due to BTF (2003 – 2009)
0
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
22,5
25
27,5
30
32,5
35
37,5
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
A1 A2 B3 B4 C5 C6 I7
EPRI Programs was
started in 2007
Note: Since 1996 experts from Tractebel have studied the CS 3945 - Manual of Investigation & Correction
BTF (now EPRI GS-6467)
Location of boiler tube failures and
statistics for units 1 & 2
15%
31%
44%
10%
Boilers 1&2 (2 x 50 MW)
Location of boiler tube failures and
statistics for units 3 & 4
15%
25%
37%
21%
2%
Boiler 3 & 4 (2 x 66MW)
Location of boiler tube failures and
statistics for units 5 & 6
Boiler 5 & 6 (2 x 131MW)
37%
20%
14%
27%
2%
Boiler tube failures statistics for unit 7
See 3D Virtual Presentation
21%
11%
55%
2%
11%
Boiler 7 (1 x 363MW)
COMO SURGIRAM OS
REGULAMENTOS
• FINAL SÉCULO XIX VAPOR PRINCIPAL FONTE
ENERGIA
• CALDEIRAS EM GRANDE QUANTIDADE.
PROJETO RUDIMENTAR
• NÚMERO ACIDENTADOS DE APROX. 50.000 ( 1400 EXPLOSÕES / ANO)
• EM 1905 EXPLODE CALDEIRA GROVE SHOE FACTORY BROKTON
MASSACHUSETS
• MORREM 58 PESSOAS E FICAM FERIDAS 117
Grove Factor Shoes - 1905
Grove Factor Shoes - 1905
Grove Factor Shoes - 1905
LauraVereniging
American Society of Mechanical Engineers (ASME)
Os códigos ASME se constituem na principal fonte de
referência normativa sobre caldeiras e vasos de pressão do
mundo. Foram elaborados em conseqüência da explosão de
uma caldeira em Massachussets, nos Estados Unidos, onde
morreram 58 pessoas.
NR 13 - Caldeiras e Vasos de Pressão
Esta norma, do Ministério do Trabalho, estabelece as medidas
de segurança para usuários de caldeiras. Após sua última
revisão, esta norma ampliou as exigências da qualidade e
eficiência das inspeções e repassou o controle dos laudos de
inspeção para os sindicatos das categorias predominantes nas
empresas.
Esta norma encontra-se disponibilizada pela internet no site
www.mtb.gov.br/legi
NORMAS - Dentre as normas pertinentes à
Caldeiras, destacam-se as seguintes:
150
35
200
220
140
60
40
60
80
100
100
300
400
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1
8
8
0
1
8
9
0
1
9
0
0
1
9
1
0
1
9
2
0
1
9
3
0
1
9
4
0
1
9
5
0
1
9
6
0
1
9
7
0
1
9
8
0
1
9
9
0
2
0
0
0
explosões pressão max
RESULTADO DO USO DE
REGULAMENTOS
RESULTADO DA UTILIZAÇÃO DE
REGULAMENTOS - NO MUNDO
TUBULAÇÕES 29,4%
• TANQUE ATMOSFÉRICO 19.8%
• REATORES 8,8%
• VASOS PRESSÃO 8,6%
• FORNOS 5,0%
• BOMBAS E COMPRESSORES 5,0%
• TROCADORES DE CALOR 4,6%
• VÁLVULAS SEG. ALÍVIO 3,4%
• TANQUES TRANSPORTÁVEIS 2,0%
• CALDEIRAS 0,9%
• OUTROS 12,2%
PRINCIPAIS CAUSAS DE EXPLOSÃO
DE CALDEIRAS E VASOS
• FALHAS DE INSTRUMENTOS 55%
• FALHA DE OPERAÇÃO 30%
• FALHA DE INSTALAÇÃO 05%
• FALHA DE PROJETO 03%
• FALHA DE MANUTENÇÃO 03%
10 MAIORES ACIDENTES
SÉCULO XX
ANO PAÍS LOCAL SETOR M F EQUIP.
1905 EUA BROCKTON CALÇADOS 58 117 CALDEIRA
1921 ALEM OPPAU QUÍMICA 450 ND DESCONH.
1947 EUA TEXAS PORTUÁRIA 552 ND ESFERA
1972 BRASIL CAXIAS REFINO 39 ND ESFERA
1976 ITÁLIA SEVEZO QUÍMICA 500 10.000 VASO
1978 ESPAN. S.CARLOS TRANSPORTE 251 ND VASO TRA.
1984 MEXICO CID. MEX. DISTRIBUIÇÃO 508 ND TUBUL
1984 INDIA BHOPAL QUÍMICA 2500 20.000 TUBUL
1984 BRASIL V.SOCÓ DISTRIBUIÇÃO 400 ND TUBUL
1986 RUSSIA CHERNOBYL GER. ENERGIA 127 84.000 REATOR
500.000 3.500.000
1992 MEXICO GUADALAJARA DISTRIBUIÇÃO 190 ND TUBUL
ÚLTIMOS ACIDENTES BRASIL
ANO LOCALIZ. EQUIPAM EMPRESA CONSEQ.
00 B. GUANABAR TUBUL PETROBRAS 1M
00 RIO IGUAÇU TUBUL PETROBRAS AMBIENTAIS
00 PARANAGUÁ TUBUL PETROBRAS AMBIENTAIS
01 BACIA CAMPOS PLATAFORMA PETROBRAS 11M
01 C. BARUERI TUBULAÇÃO PETROBRAS MATERIAIS
01 CAST. BRANCO TUBULAÇÃO PETROBRAS AMBIENTAIS
01 DUQUE CAXIAS REATOR PETROBRAS AMBIENTAIS
01 SÃO PAULO CALDEIRA H. HILTON MATERIAIS
02 SÃO MATEUS JUNTA EXPAN. PETROBRAS 1M
02 BETIM VASO PETROBRAS 1M
02 B. GUANABARA TUBULAÇÃO MANGUINHOS AMBIENTAIS
02 RONDÔNIA CALDEIRA MACHADINHO 1M
02 PAULÍNIA TANQUES SHELL AMBIENTAIS
02 MIRANGA BA TUBULAÇÃO PETROBRAS 3M
02 BACIA CAMPOS NAVIO P-34 PETROBRAS 2F
03 CATAGUASES DIQUE CATAG. PAPEL AMBIENTAIS
03 ATALAIA VELHA TANQUE PETROBRAS AMBIENTAIS
03 ALTO RODRIGUES GERAD VAPOR PETROBRAS 1 F
ACIDENTES COM CALDEIRAS
EXPLOSÃO CALDEIRA EM SÃO
PAULO
• LOCAL : 6º ANDAR DO HOTELA HILTON;
• CALDEIRA ESTAVA SENDO COLOCADA EM OPERAÇÃO AS 6:30 h;
• ERA UMA CALDEIRA FLAMOTUBULAR COM CERCA DE 5 ton/h E
PRESSÃO 7kgf/cm2
• AO ATINGIR CERCA DE 6 Kgf/cm2 EXPLODIU;
• DERRUBOU A LAGE DO ANDAR, DESTROÇOS CAIRAM NA PRAÇA
DA REPÚBLICA;
• NÃO HOUVE MORTOS OU FERIDOS GRAVES;
• A SOLDA DO TAMPO COM CASCO APRESENTAVA FALHAS DE
FABRICAÇÃO;
EXPLOSÃO DA
CALDEIRA DO
HOTEL HILTON
EM SP
EXPLOSÃO DA CALDEIRA DO
HOTEL HILTON EM SP
EXPLOSÃO DA CALDEIRA DO
HOTEL HILTON EM SP
EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM
RONDÔNIA
• ERA UMA CALDEIRA FLAMO TUBULAR ANTIGA, INSTALDA NUMA
SERRARIA EM MACHADINHO, RONDÔNIA
• A CALDEIRA FUNCIONAVA MANUALMENTE E O COMBUSTÍVEL ERA
LENHA;
• DURANTE A OPERAÇÃO, A BOMBA DÁGUA PRINCIPAL CAVITOU. O
OPERADOR PROCUROU POR UMA CHAVE PARA FAZER A ESCORVA
DA BOMBA PORÉM NÃO ENCONTROU;
• A CALDEIRA NÃO DISPUNHA DE DISPOSITIVO AUXILIAR PARA
ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA. SEM ÁGUA E COM O COMBUSTÍVEL
QUEIMANDO A TEMPERATURA E A PRESSÃO AUMENTARAM. A
VÁLVULA DE SEGURANÇA NÃO FUNCIONOU. A CALDEIRA
EXPLODIU;
• COM A EXPLOSÃO A CALDEIRA VOOU 120 METROS, PARANDO EM
OUTRO PRÉDIO DA SERRARIA. O OPERDOR MORREU.
EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM
RONDÔNIA
EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM
RONDÔNIA
EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM
RONDÔNIA
EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM
RONDÔNIA
ACIDENTES COM CALDEIRAS
• 23 TRABALHADORES MORTOS
• 9 TRABALHADORES DESAPARECIDOS
• 74 FERIDOS
• PREJUIZO: $800.000.000 (U.S.)
Skikda, Algiers, Jan. 20, 2004
ACIDENTES COM
CALDEIRAS
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CALDEIRAS
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• ITAUBA - MATO GROSSO
• DATA: DEZEMBRO DE 1998
• VITIMAS FATAIS: QUATRO PESSOAS
• PREJUÍZO: $ 200.000 (Duzentos mil) dólares
• Motivos:
– Sobre pressão
– Falta de manutenção
– Operador sem treinamento
ACIDENTES COM CALDEIRAS
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• REFINARIA DUQUE DE CAIXIAS
DATA: 10 DE JULHO DE 1990
• VITIMAS: TRÊS PESSOAS MORTAS E 8
FERIDAS
• PREJUÍZO: $ 12.000.000 (Doze milhões)
dólares
• Motivos:
– Falha na supervisão
– Não seguir os procedimentos padrões
– Operador não habilitado
ACIDENTES COM CALDEIRAS
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• SANANDUVA – RS
• DATA: 1986
• VITIMAS FATAIS: UMA PESSOA
• Motivos:
– Operador sem treinamento
– Falta de manutenção e inspeção
ACIDENTES COM CALDEIRAS
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• INDÚSTRIA ÍNDIO LTDA.
Curitiba – PR
• DATA: 27/10/2000
• PERDAS: U$ 100.000,00
• VITIMAS: DUAS PESSOAS MORTAS E
OITO FERIDAS
ACIDENTES COM CALDEIRAS
ACIDENTES COM CALDEIRAS
ACIDENTES COM CALDEIRAS (casa
caldeira)
ACIDENTES COM CALDEIRAS
• 4 vitimas fatais e vários feridos
• 200 mil dólares de prejuízos
ACIDENTES COM CALDEIRAS (fornalha
arremessada a 100 m)
ACIDENTES COM CALDEIRAS (detalhe
do exaustor e da chaminé)
ACIDENTES COM CALDEIRAS (detalhe
do que sobrou do gerador elétrico)
ACIDENTES COM CALDEIRAS (cilindro
de 8 toneladas arremessado por 40 m)
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  • 1. Geração Térmica a Vapor (carvão) - Caldeiras JOÃO BATISTA ALVES TECNICO GERAÇÃO DE ENERGIA MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS Março/2009
  • 2. GERAÇÃO TERMELÉTRICA TROCA TÉRMICA – EFICIENCIA TÉRMICA
  • 3. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL NECESSIDADES BÁSICAS PARA GERAR NUMA UT ENERGIA ELÉTRICA TURBINA CALDEIRA ALTERNADOR ENERGIA MECANICA ENERGIA TERMICA Calor FOGO COMBUSTÃO Água+ar+ combustivel Vaporização da água Expansão do vapor Conversão eletromagnetica
  • 4. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL TIPOS DE PLANTAS TERMELÉTRICAS  Nuclear (fissão nuclear);  Gas (GN, GLP ou outro combustivel gaseificado;  Ciclo combinado;  Cogeração;  Vapor (combustivel liquido, gasoso ou solido – inclusive biomassa).
  • 10.
  • 11.
  • 12. TURBINA A GÁS – Ciclo Simples
  • 15. TAMBOR TANQUE DE ALIMENTAÇÃO SILO DE CARVÃO ALIM.CARVÃO BOMBA DE ALIMENTAÇÃO MOINHO DE CARVÃO BOMBA DE CONDENSADO CONDENSADOR ALTERNADOR TURBINA SUBESTAÇÃO TRANSMISSÃO BOMBA DE CIRCULAÇÃO RIO RIO VENTILADOR DE AR PRIMÁRIO VENTILADOR DE AR FORÇADO VENTILADOR INDUZIDO PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO AQUECEDOR TUBULAR ECONOMIZADOR REAQUECEDOR SUPERAQUECEDOR CALDEIRA QUEIMADORES TANQUE DE ÓLEO BOMBA DE ÓLEO COMBUSTÍVEL (CARVÃO E/OU ÓLEO) ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO ÁGUA DE CIRCULAÇÃO VAPOR GASES DA COMBUSTÃO AR DE COMBUSTÃO ELETRICIDADE USINA TERMOELÉTRICA JORGE LACERDA B UTLB (2 x 131 MW) ÁGUA CIRCULAÇÃO ESTEIRA CINZA
  • 16. GERADOR DE VAPOR • CONCEITOS, TIPOS DE CALDEIRAS, COMPONENTES, TIPOS DE CIRCULAÇÃO, SISTEMA DE ÁGUA- VAPOR, SISTEMA AR-GASES,
  • 17. GERADOR DE VAPOR • É um conjunto de equipamentos que consiste em transformar água líquida em vapor à pressão acima da atmosférica, numa temperatura igual ou maior do que a temperatura de saturação nessa pressão, mediante calor absorvido da queima de um combustível
  • 18. TIPOS DE GERADORES DE VAPOR • CALDEIRAS DE VAPOR: São os geradores de vapor mais simples, queimam algum tipo de combustível como fonte geradora de calor; • CALDEIRAS DE ÁGUA QUENTE: São aqueles em que o fluido não vaporiza, sendo o mesmo aproveitado em fase líquida (calefação, processos químicos, etc)
  • 19. GERADOR DE VAPOR CALDEIRAS DE RECUPERAÇÃO: São aqueles geradores que não utilizam combustíveis como fonte geradora de calor, aproveitando o calor residual de processos industriais (gás de escape de motores, gás de alto forno, escape de turbinas á gás, etc.)
  • 21.
  • 22. GERADOR DE VAPOR GERADORES REATORES NUCLEARES: São aqueles que produzem vapor utilizando como fonte de calor a energia liberada por combustíveis nucleares (urânio enriquecido).
  • 24.
  • 25. CLASSIFICAÇÃO DAS CALDEIRAS A VAPOR, QUANTO: – Agente que transfere calor (fonte energética); – Modo de transferência de calor para vaporizar o fluido (circuito da fonte de calor); – Posição dos tubos; – Forma dos tubos; – Natureza de aplicação.
  • 26. Quanto ao agente que transfere calor (fonte energética) • Combustíveis sólidos (carvão, lenha, cavacos, bagaços, etc.); • Combustíveis líquidos (óleo combustível, óleo diesel, etc.); • Combustíveis gasosos (GN, GLP, etc.); • Eletricidade;
  • 27. Quanto ao modo de transferência de calor para vaporizar o fluido (localização relativa água-gases) • AQUOTUBULARES (Aquatubular ou tubo de água); • FLAMOTUBULARES (fogotubular, pirotubular ou tubos de fumaça); • MISTA (multitubulares – partes aquotubulares e partes flamotubulares, atualmente em desuso); • ELÉTRICAS (de eletrodo submerso ou de resistência).
  • 28. Quanto a posição dos tubos • VERTICAIS; • HORIZONTAIS; • INCLINADOS. Quanto a forma dos tubos • RETOS • CURVOS
  • 29. Quanto a natureza de aplicação • Fixas; • Portáteis; • Locomóveis (geração de força e energia); • Marítimas
  • 33. Caldeiras elétricas • Tem o principio de funcionamento fundamentado na conversão direta da energia elétrica em energia térmica, mediante a simples passagem de corrente através de resistências elétricas (tipo resistência) ou através da própria água da caldeira (tipo eletrodo submerso).
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37. DESVANTAGENS: • Custo operacional alto (energia elétrica); • Utilizadas somente para baixas quantidades de vapor. Caldeiras Elétricas
  • 38. VANTAGENS: • Concepção simples (facilidade de automatização); • Grande eficiência térmica (95 a 98%); • Não poluem (não há queima); • Dispensam o armazenamento de combustível; • Modulação de carga de 0 à 100%; • Manutenção simples; • Área reduzida de instalação; Caldeiras Elétricas
  • 39. Caldeira Flamotubular • São construídas de forma que a água circule ao redor de diversos tubos, montados entre espelhos, na forma de um único feixe tubular. Os gases de combustão circulam por dentro dos tubos, em duas ou mais passagens, em direção da chaminé, por onde são lançados para a atmosfera.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50. DESVANTAGENS: • Inadequadas para produção de grande quantidade de vapor (capacidade máxima de 15000 kg/h)); • Utilizada somente em pequenas indústrias (hotéis, restaurantes, sistema de aquecimento, etc.); • Utilizada somente em baixas pressões (limitadas a 15 kgf/cm2) • Morosidade em atingir a situação de regime de produção plena de vapor (grande volume de água que envolvem os gases quentes); Caldeiras Flamotubulares
  • 51. VANTAGENS: • Facilidade de manutenção (menor custo); • Baixo valor de investimento; • Dispensam tratamento rigoroso da água; • Menor sensibilidade às oscilações de carga. Caldeiras Flamotubulares
  • 52. Caldeira Aquotubular • São construídas de forma que água circule por dentro de diversos tubos de pequeno diâmetro e dispostos na forma de parede d’água ou de feixes tubulares
  • 53.
  • 54.
  • 60.
  • 61.
  • 62.
  • 63.
  • 64.
  • 65.
  • 66.
  • 67.
  • 68.
  • 69.
  • 71. Queimadores Tambor Superaquecedor placas Superaquecedor convecção Economizador Reaquecedor de convecção horizontal (primário) Reaquecedor final Fornalha (parede d’água) COMPONENTES TIPICOS DE UMA CALDEIRA AQUOTUBULAR
  • 72.
  • 73. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL UT a vapor de condensação sem ciclo de reaquecimento
  • 74. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL UT a vapor de condensação com ciclo de reaquecimento
  • 75. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL UT a vapor de contrapressão
  • 76.
  • 77.
  • 80.
  • 81. Planta com ciclo de resfriamento semi aberto
  • 82. Planta com ciclo de resfriamento semi aberto
  • 83. TAMBOR TANQUE DE ALIMENTAÇÃO SILO DE CARVÃO ALIM.CARVÃO BOMBA DE ALIMENTAÇÃO MOINHO DE CARVÃO BOMBA DE CONDENSADO CONDENSADOR ALTERNADOR TURBINA SUBESTAÇÃO TRANSMISSÃO BOMBA DE CIRCULAÇÃO RIO RIO VENTILADOR DE AR PRIMÁRIO VENTILADOR DE AR FORÇADO VENTILADOR INDUZIDO PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO AQUECEDOR TUBULAR ECONOMIZADOR REAQUECEDOR SUPERAQUECEDOR CALDEIRA QUEIMADORES TANQUE DE ÓLEO BOMBA DE ÓLEO COMBUSTÍVEL (CARVÃO E/OU ÓLEO) ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO ÁGUA DE CIRCULAÇÃO VAPOR GASES DA COMBUSTÃO AR DE COMBUSTÃO ELETRICIDADE USINA TERMOELÉTRICA JORGE LACERDA B UTLB (2 x 131 MW) ÁGUA CIRCULAÇÃO ESTEIRA CINZA
  • 84. DESVANTAGENS: • Tratamento de água rigoroso; • Custa 50% mais que uma Flamotubular de capacidade equivalente; • Custo de manutenção alto. Caldeira Aquotubular
  • 85. VANTAGENS: • Operação em condições criticas (P e T altas); • Maior capacidade de geração de vapor por área (Aquotubular - 250 kg/m2, enquanto a Flamotubular – 60 kg/m2); • Caldeira Aquotubular
  • 86. UTAL
  • 87. UTAL 02 Caldeiras Em Alegrete Fabricante: Babcock & Wicox Tipo: Aquotubular Circul. Natural Capacidade:131 T/H Pressão Vapor Superaq.: 63 Kg/Cm² Temperatura Vapor Superaqu.: 487ºc
  • 88. UTCH
  • 89. 04 Caldeiras Em Charqueadas • Fabricante: L.C. Steinmuller • Tipo: Aquotubular Circulação Natural • Capacidade: 65 T/H • Pressão Vapor Superaqu.: 59 Kg/Cm² • Temperatura Vapor Superaqu.480ºc UTCH
  • 92.
  • 93. UTJA
  • 94. UTJA
  • 95.
  • 96. UTJA 01 Caldeira Em Jacuí (Em Constr.) • Fabricante: Nei Parsons • Tipo: Com Tambor, Circ. Forçada • Capacidade : 1067 T/H • Pressão Vapor Superaq.: 175 Kg/Cm² • Temperatura Vapor Superaqu. : 541ºc
  • 97. Complexo Jorge Lacerda UTLA - 232MW UTLB - 262MW UTLC - 363MW CJL
  • 98. UTLA
  • 99. UTLA » 02 CALDEIRAS – UNIDADES 1 E 2 • Fabricante: Man. • Tipo: Aquotubular Circul. Natural. • Capacidade :165 T/H. • Pressão Vapor Superaq.: 92 Kg/Cm². • Temperatura Vapor Superaq.: 515ºc
  • 100.
  • 101. UTLA – 02 Caldeiras – Unidades 3 E 4 • Fabricante: Ansaldo • Tipo: Aquotubular • Capacidade: 230 T/H • Pressão Vapor Superaq. :147 Kg/Cm² • Tem. Vapor Superaquec.: 540 °C • Pressão Vapor Reaq. :40 Kg/Cm² • Temp.Vapor Reaq. : 340°c
  • 103. UTLB
  • 104. UTLB 02 CALDEIRAS – UNIDADES 5 E 6  Fabricante - Skoda  Tipo - Aquotubular  Capacidade: 395 T/H  Pressão Vapor Superaq. :125 Kg/Cm²  Temp. Vapor Superaquec.: 510 °C  Pressão Vapor Reaq. : 28 Kg/Cm²  Temp.Vapor Reaq. : 510°c
  • 106.
  • 107. UTLC
  • 108. UTLC 01 Caldeira – Unidade 7  Fabricante - Skoda  Tipo – Once – Through Com Circulação Forçada.  Capacidade: 1038 T/H  Pressão Vapor Superaq.:180 Kg/Cm²  Tem. Vapor Superaquec.: 540 °C  Pressão Vapor Reaq.: 36 Kg/Cm²  Temp.Vapor Reaq.: 540°c
  • 109.
  • 110.
  • 111.
  • 112.
  • 113.
  • 114.
  • 115.
  • 116.
  • 117.
  • 118.
  • 120. SISTEMA DE COMBUSTÍVEL Combustível primário - Carvão - Combustível secundário - Óleo diesel - Fuel-Oil (óleo pesado) }Líquidos Sólidos
  • 121. Sistema de Combustível Sólido Silos de carvão  Alimentadores de carvão  Moinhos de carvão  Queimadores de carvão
  • 123. JL4 JL4 JL4 JL4
  • 124. Moinhos de carvão Moinhos de esferas Moinhos de rolos Sistema de regulagem Classificador de carvão
  • 125. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL Moinhos de esferas unidades 1 a 4 - UTLA
  • 126.
  • 127.
  • 128.
  • 129.
  • 130. Queimadores São equipamentos onde é realizada a queima do combustível, podem ser a óleo e a carvão Quanto a disposição na caldeira podem ser verticais, horizontais e tangenciais
  • 131. SISTEMA DE QUEIMA Câmera de visualização da chama da caldeira 5. Câmera de visualização da chama da caldeira 5.
  • 132. U.O. TRACTEBEL MANUTENÇÃO E SERVIÇOS TMSM-JL QUEIMADORES
  • 133.
  • 134.
  • 135.
  • 136.
  • 137. Tipos de Queima Queima Frontal Queima Tangencial
  • 138.
  • 140.
  • 141.
  • 142.
  • 146.
  • 147.
  • 148.
  • 149.
  • 150.
  • 151.
  • 152.
  • 153.
  • 154. a) Direct Co-firing with common injection
  • 155. b) Direct Co-firing with separate injection
  • 156. SISTEMA DE AR E GASES
  • 157. SISTEMA DE AR E GASES Tem por objetivo básico fornecer ar para combustão, secagem e arraste do carvão pulverizado , retirada dos gases e manter uma pressão negativa na fornalha.
  • 158. Queimadores Aerotermo Ventilador Forçado Ventilador de Ar Primário Aquece dor Regene rativo Controle de temperatur a Ar primário Moinhos Filas dos Queimadores Ar terceário A A Segundo Passo Precipitador Eletrostático By-pass Gases CHAMINÉ Ventilador Induzido Atmosfera Atmosfera Fornalha Fluxograma Sistema de Ar e Gases
  • 159. SISTEMA DE AR E GASES
  • 160.
  • 161. Circuito dos gases - UTLB SH1 SH2 B SH2 A ECO SH3 RH2 RH1 AQUECEDOR DE AR MOINHO SILO FILAS DE QUEIMADORES Precipitador eletrostático Ventilador Induzido Chaminé
  • 162.
  • 164.
  • 165. Aquecedor tubular – Substituição dos tubos danificados
  • 169. Ponto de Orvalho A presença de enxofre no combustível é responsável por sérios problemas de corrosão nas regiões mais frias da caldeira, principalmente nos equipamentos recuperadores de calor. O enxofre ataca metais e suas ligas na forma de enxofre puro ou na forma de compostos como H2SO2, SO2 e S03, este reagindo com o vapor d'água nos gases de combustão, forma o H2SO4. O H2SO4 formado, estando na fase gasosa, é pouco agressivo. Entretanto, dependendo de sua concentração e temperatura, poderá aderir nas partes mais frias, formando depósitos com as partículas em suspensão nos gases ou, na faixa de 100°C e a 170°C, condensa, atacando violentamente a superfície metálica. A temperatura na qual se inicia a condensação, que é a orvalhação dos gases, é a temperatura chamada ponto de orvalho do H2SO4. O ideal seria a recuperação máxima do calor existente nos gases de combustão, levando-os à temperatura próxima da ambiente, mas devido ao risco de condensação ácida, esta recuperação é parcial. Para atenuar o risco desta formação ácida, encontra-se normalmente instalado a montante de preaquecedores de ar a gases, tanto o tubular como o regenerativo, um preaquecedor de ar a vapor que tem como finalidade elevar a temperatura do ar antes de ser admitido no preaquecedor. Isto resultará num aumento de temperatura dos gases expelidos para a chaminé, diminuindo a diferença média da temperatura entre estes gases de combustão e o ar atmosférico no preaquecedor.
  • 170. Aquecedor tubular – Tubos danificados pela corrosão
  • 174. Disposição dos martelos de batimento de eletrodos.
  • 175. AS PRIMEIRAS CALDEIRAS ESPECIFICAÇÃO MATERIAL ? LIGAÇÃO ENTRE AS CHAPAS FÓRMULAS PARA CÁLCULO ?
  • 176.
  • 177.
  • 178.
  • 179.
  • 180.
  • 181.
  • 182.
  • 183.
  • 185. Falhas x Tempo de Operação das Caldeiras
  • 186. Mapeamento das Falhas (de acordo com a criticidade/conseqüências)
  • 187. EPRI– Electric Power Research Institute
  • 188. Exemplos de ações proativas • Erosão: Redução da velocidade dos gases, proteção dos tubos com chapas (telhas), redução da pressão dos sopradores de fuligem, .......; • Corrosão lado água e vapor: Alterar parâmetros operacionais, alterar material dos tubos e redimensionar os tubos devido ao FAC. • Fadiga térmica: Reduzir temperaturas de metal dos tubos, alterar material dos tubos; • Ruptura sob tensão: Controlar camada interna de óxido através de END’s nos superaquecedores e reaquecedores.
  • 189. Mecanismos de falhas em caldeiras Fadiga térmica Sobreaquecimento de curta duração
  • 190. Evaporador - Tubos com desgaste por erosão de cinza úmida lado direito da tremonha
  • 191. Substituição de 20 tubos na parede LD, região do vão morto intermediário
  • 192. Caldeira SH Final – Medição espessura por US
  • 193. Caldeira SH 1B – Espessuras dos Tubos
  • 194. Caldeira SH 1B – Subst. de 46 tubos
  • 195. Evaporador - Tubos da parede frontal, região dos queimadores,após a remoção do refratário
  • 196. SH2B - Desgaste dos tubos junto aos tubos de sustentação
  • 197. Caldeira 6 - Solda de penetração pelo processoTig
  • 198. Caldeira 6 - Coletor saída RH1A – Conclusão dos trabalhos
  • 199. Equivalent Availability Loss (EAL - %) due to BTF (2003 – 2009) 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 A1 A2 B3 B4 C5 C6 I7 EPRI Programs was started in 2007 Note: Since 1996 experts from Tractebel have studied the CS 3945 - Manual of Investigation & Correction BTF (now EPRI GS-6467)
  • 200. Location of boiler tube failures and statistics for units 1 & 2 15% 31% 44% 10% Boilers 1&2 (2 x 50 MW)
  • 201. Location of boiler tube failures and statistics for units 3 & 4 15% 25% 37% 21% 2% Boiler 3 & 4 (2 x 66MW)
  • 202. Location of boiler tube failures and statistics for units 5 & 6 Boiler 5 & 6 (2 x 131MW) 37% 20% 14% 27% 2%
  • 203. Boiler tube failures statistics for unit 7 See 3D Virtual Presentation 21% 11% 55% 2% 11% Boiler 7 (1 x 363MW)
  • 204. COMO SURGIRAM OS REGULAMENTOS • FINAL SÉCULO XIX VAPOR PRINCIPAL FONTE ENERGIA • CALDEIRAS EM GRANDE QUANTIDADE. PROJETO RUDIMENTAR • NÚMERO ACIDENTADOS DE APROX. 50.000 ( 1400 EXPLOSÕES / ANO) • EM 1905 EXPLODE CALDEIRA GROVE SHOE FACTORY BROKTON MASSACHUSETS • MORREM 58 PESSOAS E FICAM FERIDAS 117
  • 206.
  • 210.
  • 211.
  • 212. American Society of Mechanical Engineers (ASME) Os códigos ASME se constituem na principal fonte de referência normativa sobre caldeiras e vasos de pressão do mundo. Foram elaborados em conseqüência da explosão de uma caldeira em Massachussets, nos Estados Unidos, onde morreram 58 pessoas. NR 13 - Caldeiras e Vasos de Pressão Esta norma, do Ministério do Trabalho, estabelece as medidas de segurança para usuários de caldeiras. Após sua última revisão, esta norma ampliou as exigências da qualidade e eficiência das inspeções e repassou o controle dos laudos de inspeção para os sindicatos das categorias predominantes nas empresas. Esta norma encontra-se disponibilizada pela internet no site www.mtb.gov.br/legi NORMAS - Dentre as normas pertinentes à Caldeiras, destacam-se as seguintes:
  • 214. RESULTADO DA UTILIZAÇÃO DE REGULAMENTOS - NO MUNDO TUBULAÇÕES 29,4% • TANQUE ATMOSFÉRICO 19.8% • REATORES 8,8% • VASOS PRESSÃO 8,6% • FORNOS 5,0% • BOMBAS E COMPRESSORES 5,0% • TROCADORES DE CALOR 4,6% • VÁLVULAS SEG. ALÍVIO 3,4% • TANQUES TRANSPORTÁVEIS 2,0% • CALDEIRAS 0,9% • OUTROS 12,2%
  • 215. PRINCIPAIS CAUSAS DE EXPLOSÃO DE CALDEIRAS E VASOS • FALHAS DE INSTRUMENTOS 55% • FALHA DE OPERAÇÃO 30% • FALHA DE INSTALAÇÃO 05% • FALHA DE PROJETO 03% • FALHA DE MANUTENÇÃO 03%
  • 216. 10 MAIORES ACIDENTES SÉCULO XX ANO PAÍS LOCAL SETOR M F EQUIP. 1905 EUA BROCKTON CALÇADOS 58 117 CALDEIRA 1921 ALEM OPPAU QUÍMICA 450 ND DESCONH. 1947 EUA TEXAS PORTUÁRIA 552 ND ESFERA 1972 BRASIL CAXIAS REFINO 39 ND ESFERA 1976 ITÁLIA SEVEZO QUÍMICA 500 10.000 VASO 1978 ESPAN. S.CARLOS TRANSPORTE 251 ND VASO TRA. 1984 MEXICO CID. MEX. DISTRIBUIÇÃO 508 ND TUBUL 1984 INDIA BHOPAL QUÍMICA 2500 20.000 TUBUL 1984 BRASIL V.SOCÓ DISTRIBUIÇÃO 400 ND TUBUL 1986 RUSSIA CHERNOBYL GER. ENERGIA 127 84.000 REATOR 500.000 3.500.000 1992 MEXICO GUADALAJARA DISTRIBUIÇÃO 190 ND TUBUL
  • 217. ÚLTIMOS ACIDENTES BRASIL ANO LOCALIZ. EQUIPAM EMPRESA CONSEQ. 00 B. GUANABAR TUBUL PETROBRAS 1M 00 RIO IGUAÇU TUBUL PETROBRAS AMBIENTAIS 00 PARANAGUÁ TUBUL PETROBRAS AMBIENTAIS 01 BACIA CAMPOS PLATAFORMA PETROBRAS 11M 01 C. BARUERI TUBULAÇÃO PETROBRAS MATERIAIS 01 CAST. BRANCO TUBULAÇÃO PETROBRAS AMBIENTAIS 01 DUQUE CAXIAS REATOR PETROBRAS AMBIENTAIS 01 SÃO PAULO CALDEIRA H. HILTON MATERIAIS 02 SÃO MATEUS JUNTA EXPAN. PETROBRAS 1M 02 BETIM VASO PETROBRAS 1M 02 B. GUANABARA TUBULAÇÃO MANGUINHOS AMBIENTAIS 02 RONDÔNIA CALDEIRA MACHADINHO 1M 02 PAULÍNIA TANQUES SHELL AMBIENTAIS 02 MIRANGA BA TUBULAÇÃO PETROBRAS 3M 02 BACIA CAMPOS NAVIO P-34 PETROBRAS 2F 03 CATAGUASES DIQUE CATAG. PAPEL AMBIENTAIS 03 ATALAIA VELHA TANQUE PETROBRAS AMBIENTAIS 03 ALTO RODRIGUES GERAD VAPOR PETROBRAS 1 F
  • 219. EXPLOSÃO CALDEIRA EM SÃO PAULO • LOCAL : 6º ANDAR DO HOTELA HILTON; • CALDEIRA ESTAVA SENDO COLOCADA EM OPERAÇÃO AS 6:30 h; • ERA UMA CALDEIRA FLAMOTUBULAR COM CERCA DE 5 ton/h E PRESSÃO 7kgf/cm2 • AO ATINGIR CERCA DE 6 Kgf/cm2 EXPLODIU; • DERRUBOU A LAGE DO ANDAR, DESTROÇOS CAIRAM NA PRAÇA DA REPÚBLICA; • NÃO HOUVE MORTOS OU FERIDOS GRAVES; • A SOLDA DO TAMPO COM CASCO APRESENTAVA FALHAS DE FABRICAÇÃO;
  • 221. EXPLOSÃO DA CALDEIRA DO HOTEL HILTON EM SP
  • 222. EXPLOSÃO DA CALDEIRA DO HOTEL HILTON EM SP
  • 223. EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM RONDÔNIA • ERA UMA CALDEIRA FLAMO TUBULAR ANTIGA, INSTALDA NUMA SERRARIA EM MACHADINHO, RONDÔNIA • A CALDEIRA FUNCIONAVA MANUALMENTE E O COMBUSTÍVEL ERA LENHA; • DURANTE A OPERAÇÃO, A BOMBA DÁGUA PRINCIPAL CAVITOU. O OPERADOR PROCUROU POR UMA CHAVE PARA FAZER A ESCORVA DA BOMBA PORÉM NÃO ENCONTROU; • A CALDEIRA NÃO DISPUNHA DE DISPOSITIVO AUXILIAR PARA ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA. SEM ÁGUA E COM O COMBUSTÍVEL QUEIMANDO A TEMPERATURA E A PRESSÃO AUMENTARAM. A VÁLVULA DE SEGURANÇA NÃO FUNCIONOU. A CALDEIRA EXPLODIU; • COM A EXPLOSÃO A CALDEIRA VOOU 120 METROS, PARANDO EM OUTRO PRÉDIO DA SERRARIA. O OPERDOR MORREU.
  • 224. EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM RONDÔNIA
  • 225. EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM RONDÔNIA
  • 226. EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM RONDÔNIA
  • 227. EXPLOSÃO DE CALDEIRA EM RONDÔNIA
  • 228. ACIDENTES COM CALDEIRAS • 23 TRABALHADORES MORTOS • 9 TRABALHADORES DESAPARECIDOS • 74 FERIDOS • PREJUIZO: $800.000.000 (U.S.) Skikda, Algiers, Jan. 20, 2004
  • 240. ACIDENTES COM CALDEIRAS • ITAUBA - MATO GROSSO • DATA: DEZEMBRO DE 1998 • VITIMAS FATAIS: QUATRO PESSOAS • PREJUÍZO: $ 200.000 (Duzentos mil) dólares • Motivos: – Sobre pressão – Falta de manutenção – Operador sem treinamento
  • 242. ACIDENTES COM CALDEIRAS • REFINARIA DUQUE DE CAIXIAS DATA: 10 DE JULHO DE 1990 • VITIMAS: TRÊS PESSOAS MORTAS E 8 FERIDAS • PREJUÍZO: $ 12.000.000 (Doze milhões) dólares • Motivos: – Falha na supervisão – Não seguir os procedimentos padrões – Operador não habilitado
  • 244. ACIDENTES COM CALDEIRAS • SANANDUVA – RS • DATA: 1986 • VITIMAS FATAIS: UMA PESSOA • Motivos: – Operador sem treinamento – Falta de manutenção e inspeção
  • 246. ACIDENTES COM CALDEIRAS • INDÚSTRIA ÍNDIO LTDA. Curitiba – PR • DATA: 27/10/2000 • PERDAS: U$ 100.000,00 • VITIMAS: DUAS PESSOAS MORTAS E OITO FERIDAS
  • 249. ACIDENTES COM CALDEIRAS (casa caldeira)
  • 250. ACIDENTES COM CALDEIRAS • 4 vitimas fatais e vários feridos • 200 mil dólares de prejuízos
  • 251. ACIDENTES COM CALDEIRAS (fornalha arremessada a 100 m)
  • 252. ACIDENTES COM CALDEIRAS (detalhe do exaustor e da chaminé)
  • 253. ACIDENTES COM CALDEIRAS (detalhe do que sobrou do gerador elétrico)
  • 254. ACIDENTES COM CALDEIRAS (cilindro de 8 toneladas arremessado por 40 m)