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Geradores de Vapor
Definições - Tipos
2
Caldeiras
Caldeiras de Vapor: são os geradores de vapor mais
simples, queimam algum tipo de combustível como fonte
geradora de calor
3
• Categoria da Caldeira
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b) Caldeiras categoria “B” : 60 (sessenta) horas
c) Caldeiras categoria “C” : 40 (quarenta) horas
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4
Tipos de Caldeiras
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, de turbinas, etc.)
5
Tipos de Caldeiras
Caldeiras de Água Quente (Boilers): são aqueles em que o
fluido não vaporiza, sendo o mesmo aproveitado em fase
líquida (calefação, processos químicos).
6
Tipos de Caldeiras
Geradores Reatores Nucleares: são aqueles que produzem
vapor utilizando como fonte de calor a energia liberada por
combustíveis nucleares (urânio enriquecido).
Barras
de
controle
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7
Classificação de Caldeiras
Quanto à posição dos gases quentes e da água:
Aquatubulares
(Aquotubulares)Flamotubulares
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8
Classificação de Caldeiras
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Horizontais
Inclinados
9
Classificação de Caldeiras
Quanto à forma dos tubos:
Retos
Curvos
10
Classificação de Caldeiras
Quanto à natureza da aplicação:
Fixas
Portáteis
Locomóveis (geração de força e energia)
Marítimas
11
Classificação de Caldeiras
Quanto à natureza do combustível:
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Combustível Líquido
Combustível Gasoso
Elétricas
12
Caldeiras Flamotubulares
Verticais: Fornalha interna ou externa
Horizontais: Fornalha interna ou externa
Multitubulares
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Locomotivas e Locomóveis
Escocesas
Marítimas
Estacionárias
Compactas
13
Caldeiras Flamotubulares
Cornovaglia
Com uma tubulação central
De grandes dimensões (≅100m2)
Tem baixo rendimento térmico
14
Caldeiras Flamotubulares
Lancashire
Evolução da caldeira anterior,
possuindo 2 (às vezes 3 ou 4) tubulões
internos, alcançando superfície de
aquecimento de 120 a 140 m2
15
Caldeiras Flamotubulares
Locomóveis
São uma adaptação e modificação das caldeiras
locomotivas
Utilizadas para geração de trabalho (Polia)
16
Caldeiras Flamotubulares
Escocesa
É o tipo mais moderno e evoluído de caldeiras flamotubulares.
Não exige gastos com instalações especiais bastando uma fundação
simples e nivelada, as ligações com a fonte de água, eletricidade e esgoto
para entrar imediatamente em serviço.
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Caldeiras Flamotubulares
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19
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CIRCULAÇÃO DE ÁGUA NA CALDEIRA
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22
Caldeiras Aquatubulares
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Todos os tubos principais são iguais necessitando de poucas formas especiais.
23
Caldeiras Aquatubulares
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Ilimitada capacidade de produzir vapor
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cinco tambores
Por segurança hoje adota-se apenas 2 tambores
24
Caldeiras Aquatubulares
3 Caldeiras de Circulação Forçada
Substituiu-se a circulação por gravidade
pela circulação forçada por uma bomba
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Reduz-se o diâmetro dos tubos,
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serpentina contínua formando o
revestimento da fornalha
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reduz-se o tamanho dos tambores,
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requerido.
25
Caldeiras Aquatubulares
4 Caldeiras de Circulação Natural
Sem bomba de alimentação, porém com tubulão ligado à tubos de grande
diâmetro que por sua vez se ligam ao feixe de troca de calor de tubos com
diâmetros menores
26
Caldeiras Aquatubulares
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31
Caldeiras Aquatubulares
Aplicação e Utilização das Caldeiras Aquotubulares
-custo reduzido, compactacidade, ser acessível, tubos com formas
simples, boa circulação, coeficiente de transmissão de calor elevado e
alta capacidade de produção de vapor
-as caldeiras aquotubulares são empregadas quase exclusivamente
quando interessa obter elevadas pressões grandes capacidades e altos
rendimentos.
32
Caldeiras Elétricas
- Em áreas onde há suprimento abundante de energia elétrica, é
vantajosa a instalação de equipamentos eletrotérmicos
33
Caldeiras Elétricas Tipo Resistência
- São caldeiras tipo resistência de imersão, onde o calor é
dissipado por efeito Joule, em virtude da passagem de corrente
elétrica através dos resistores, produz vapor de água.
- São ideais para unidades de pequeno porte, onde é baixa a
necessidade de vapor (em média 3.500 kg/h);
- Pressões de trabalho que podem variar até 20 kgf/cm²;
- ou para geração de água quente, sendo aproveitada nos
processos de calefação, aquecimento de tanques ou piscinas,
apoio a sistemas que utilizam energia solar
- O controle de carga nos geradores elétricos de vapor à
resistência é feito por sensores de pressão (produção de vapor)
ou de temperatura (aquecimento de água), quando estas tiverem
pequena capacidade
34
Caldeiras Elétricas
Tipo Eletrodo Submerso
- São constituídas basicamente por três eletrodos,
adequadamente dispostos um por fase, montados
verticalmente e suportados na parte superior da
caldeira por meio de buchas de entrada de
corrente, convenientemente isoladas.
- Os contra-eletrodos são montados solidamente
fixados ao casco da caldeira.
35
Caldeiras Elétricas
Tipo Jato de Água
-A água colocada na parte inferior do corpo da
caldeira é bombeada por uma bomba de
circulação interna até a parte superior da mesma
na qual estão montados injetores para jateamento
de água.
-Os diversos jatos de água formados pelos
injetores fluem por gravidade contra os eletrodos
criando diversos caminhos para a passagem de
corrente elétrica. Os três eletrodos (ou três grupos
de eletrodos) correspondentes a cada fase, são
dispostos verticalmente, em círculo rodeando a
parte superior da caldeira, na parede da qual estão
montados os conjuntos de injetores.

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Gv 02 caldeiras definições tipos

  • 2. 2 Caldeiras Caldeiras de Vapor: são os geradores de vapor mais simples, queimam algum tipo de combustível como fonte geradora de calor
  • 3. 3 • Categoria da Caldeira a) Caldeiras categoria “A” : 80 (oitenta) horas b) Caldeiras categoria “B” : 60 (sessenta) horas c) Caldeiras categoria “C” : 40 (quarenta) horas 19,6 kgf/cm² 5,8 kgf/cm²
  • 4. 4 Tipos de Caldeiras 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, de turbinas, etc.)
  • 5. 5 Tipos de Caldeiras Caldeiras de Água Quente (Boilers): são aqueles em que o fluido não vaporiza, sendo o mesmo aproveitado em fase líquida (calefação, processos químicos).
  • 6. 6 Tipos de Caldeiras Geradores Reatores Nucleares: são aqueles que produzem vapor utilizando como fonte de calor a energia liberada por combustíveis nucleares (urânio enriquecido). Barras de controle Elemento Combustível
  • 7. 7 Classificação de Caldeiras Quanto à posição dos gases quentes e da água: Aquatubulares (Aquotubulares)Flamotubulares (Fogotubulares, Pirotubulares)
  • 8. 8 Classificação de Caldeiras Quanto à posição dos tubos: Verticais Horizontais Inclinados
  • 9. 9 Classificação de Caldeiras Quanto à forma dos tubos: Retos Curvos
  • 10. 10 Classificação de Caldeiras Quanto à natureza da aplicação: Fixas Portáteis Locomóveis (geração de força e energia) Marítimas
  • 11. 11 Classificação de Caldeiras Quanto à natureza do combustível: Combustível Sólido Combustível Líquido Combustível Gasoso Elétricas
  • 12. 12 Caldeiras Flamotubulares Verticais: Fornalha interna ou externa Horizontais: Fornalha interna ou externa Multitubulares Com uma tubulação central (Cornovaglia) Com duas tubulações (Lancashire) Locomotivas e Locomóveis Escocesas Marítimas Estacionárias Compactas
  • 13. 13 Caldeiras Flamotubulares Cornovaglia Com uma tubulação central De grandes dimensões (≅100m2) Tem baixo rendimento térmico
  • 14. 14 Caldeiras Flamotubulares Lancashire Evolução da caldeira anterior, possuindo 2 (às vezes 3 ou 4) tubulões internos, alcançando superfície de aquecimento de 120 a 140 m2
  • 15. 15 Caldeiras Flamotubulares Locomóveis São uma adaptação e modificação das caldeiras locomotivas Utilizadas para geração de trabalho (Polia)
  • 16. 16 Caldeiras Flamotubulares Escocesa É o tipo mais moderno e evoluído de caldeiras flamotubulares. Não exige gastos com instalações especiais bastando uma fundação simples e nivelada, as ligações com a fonte de água, eletricidade e esgoto para entrar imediatamente em serviço. Têm controle eletrônico de segurança e funcionamento automático
  • 17. TÍPICA CALDEIRA (3 PASSES) Caldeiras Flamotubulares
  • 19. 19 Caldeiras Escocesa - Instalação
  • 20. CIRCULAÇÃO DE ÁGUA NA CALDEIRA Caldeiras Aquatubulares
  • 21. ESQUEMA BÁSICO DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR Caldeiras Aquatubulares
  • 22. 22 Caldeiras Aquatubulares Classificadas: 1 Caldeiras de tubos retos Tubo Reto com Tambor Longitudinal Tubo Reto com Tambor Transversal Possuem fácil acesso aos tubos para fins de limpeza ou troca Causam pequena perda de carga Exigem chaminés pequenas Todos os tubos principais são iguais necessitando de poucas formas especiais.
  • 23. 23 Caldeiras Aquatubulares 2 Caldeiras de tubos curvos Ilimitada capacidade de produzir vapor Compostas por tubos curvos ligados à tambores e suas concepções iniciais possuíam quatro e até cinco tambores Por segurança hoje adota-se apenas 2 tambores
  • 24. 24 Caldeiras Aquatubulares 3 Caldeiras de Circulação Forçada Substituiu-se a circulação por gravidade pela circulação forçada por uma bomba de alimentação. Reduz-se o diâmetro dos tubos, Aumenta-se o circuito de tubos Tubos podem dispor-se em forma de uma serpentina contínua formando o revestimento da fornalha Melhora-se a transmissão de calor e reduz-se o tamanho dos tambores, coletores e torna mínimo o espaço requerido.
  • 25. 25 Caldeiras Aquatubulares 4 Caldeiras de Circulação Natural Sem bomba de alimentação, porém com tubulão ligado à tubos de grande diâmetro que por sua vez se ligam ao feixe de troca de calor de tubos com diâmetros menores
  • 31. 31 Caldeiras Aquatubulares Aplicação e Utilização das Caldeiras Aquotubulares -custo reduzido, compactacidade, ser acessível, tubos com formas simples, boa circulação, coeficiente de transmissão de calor elevado e alta capacidade de produção de vapor -as caldeiras aquotubulares são empregadas quase exclusivamente quando interessa obter elevadas pressões grandes capacidades e altos rendimentos.
  • 32. 32 Caldeiras Elétricas - Em áreas onde há suprimento abundante de energia elétrica, é vantajosa a instalação de equipamentos eletrotérmicos
  • 33. 33 Caldeiras Elétricas Tipo Resistência - São caldeiras tipo resistência de imersão, onde o calor é dissipado por efeito Joule, em virtude da passagem de corrente elétrica através dos resistores, produz vapor de água. - São ideais para unidades de pequeno porte, onde é baixa a necessidade de vapor (em média 3.500 kg/h); - Pressões de trabalho que podem variar até 20 kgf/cm²; - ou para geração de água quente, sendo aproveitada nos processos de calefação, aquecimento de tanques ou piscinas, apoio a sistemas que utilizam energia solar - O controle de carga nos geradores elétricos de vapor à resistência é feito por sensores de pressão (produção de vapor) ou de temperatura (aquecimento de água), quando estas tiverem pequena capacidade
  • 34. 34 Caldeiras Elétricas Tipo Eletrodo Submerso - São constituídas basicamente por três eletrodos, adequadamente dispostos um por fase, montados verticalmente e suportados na parte superior da caldeira por meio de buchas de entrada de corrente, convenientemente isoladas. - Os contra-eletrodos são montados solidamente fixados ao casco da caldeira.
  • 35. 35 Caldeiras Elétricas Tipo Jato de Água -A água colocada na parte inferior do corpo da caldeira é bombeada por uma bomba de circulação interna até a parte superior da mesma na qual estão montados injetores para jateamento de água. -Os diversos jatos de água formados pelos injetores fluem por gravidade contra os eletrodos criando diversos caminhos para a passagem de corrente elétrica. Os três eletrodos (ou três grupos de eletrodos) correspondentes a cada fase, são dispostos verticalmente, em círculo rodeando a parte superior da caldeira, na parede da qual estão montados os conjuntos de injetores.