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Treinamento de Segurança na
Operação de Caldeiras
Caldeiras O QUE É UMA CALDEIRA?
É um vaso de pressão onde se procede a queima de um combustível
qualquer (bagaço, lenha, óleo, gás, etc.) e energia assim
obtido, transforma a água, introduzida na caldeira, em vapor,
que é utilizado nas várias etapas dos processos industriais.
Apesar de todo desenvolvimento dos instrumentos e dos controles
automáticos, o elemento humano ainda é o fator principal no bom
funcionamento de uma caldeira. Dependendo do cuidado, do
trabalho e das decisões, em momentos críticos, uma caldeira
pode trabalhar mais de 20 anos sem problemas, ou então, pode se
estragar em alguns meses ou explodir em alguns minutos.
Caldeiras
CONSIDERAÇÕES GERAIS
• TROCADOR DE CALOR COM A FINALIDADE DE PRODUZIR VAPOR A PARTIR
ENERGIA.
• ENERGIA A PARTIR QUEIMA COMBUSTÍVEL, REAÇÕES QUÍMICAS, REAÇÕES
NUCLEARES OU ELETRICIDADE.
• O FLUIDO AQUECIDO PODE SER : APENAS AQUECIDO, VAPORIZADO
PARCIALMENTE ( VAPOR SATURADO ) OU VAPORIZADO COMPLETAMENTE
( SUPERAQUECIDO ) .
• NA MAIOR PARTE DAS VEZES O FLUIDO É ÁGUA. EXISTEM CALDEIRAS QUE
AQUECEM OUTROS FLUIDOS FLUIDOS TÉRMICOS ).
• O VAPOR OU FLUIDO AQUECIDO PELA CALDEIRA É USADO PARA: AQUECER
PRODUTOS, MOVIMENTAR MÁQUINAS OU EM PROCESSOS QUÍMICOS.
• AS CALDEIRAS PODEM SER FIXAS OU ESTAR FIXADAS EM VEÍCULOS ( TRENS,
NAVIOS, CAMINHÕES, PLATAFORMAS ETC )
Caldeiras Segurança e Saúde do Trabalho - SSO
POR QUE O VAPOR DÁGUA?
• ALTO PODER DE ARMAZENAR ENERGIA
• TRANSFERE ENERGIA A TEMPERATURA CONSTANTE
• PODE SER GERADO EM EQUIPAQMENTOS DE ALTA EFICIÊNCIA
• LIMPO, INIDORO, INSÍPIDO, ATÓXICO
• FÁCIL DE DISTRIBUIR E CONTROLAR
• BAIXO CUSTO E SUPRIMENTO FARTO
VAPOR SATURADO
EM ESTADO DE EQUILÍBRIO COM DÁGUA. TROCA CALOR A
TEMPERATURA CTE. INDICADO PARA TROCA TÉRMICA.
VAPOR SUPERAQUECIDO
PODE TROCAR CALOR OU MOVIMENTAR MÁQUINAS E AINDA CONTINUAR
VAPORIZADO. PODE SER REUTILIZADO, ATÉ QUE SEJA CONVERTIDO EM
CONDENSADO.
Caldeiras Componentes Principais
Caldeiras Componentes Principais
1- TUBULÃO DE VAPOR: VASO PONTO ALTO COM ÁGUA E VAPOR EM EQUILÍBRIO
2- TUBULÃO DE LAMA: VASO PONTO MAIS BAIXO ACUMULO DE LAMA
3- FEIXE TUBULAR: TUBOS QUE CONDUZEM E FAZEM TROCA TÉRMICA
4- FORNALHA: LOCAL ONDE HÁ QUEIMA DO COMBUSTÍVEL
5- SUPERAQUECEDOR: TRANSFORMA VAPOR SATURADO EM SUPERAQUECIDO
6- ECONOMIZADOR: USA CALOR RESIDUAL PARA ELEVAR TEMPERATURA ÁGUA
7- PRÉ AQUECEDOR DE AR: AQUECE O AR COM CALOR RESIDUAL
8- CHAMINÉ: RETIRA OS GASES DE COMBUSTÃO DA FORNALHA
PARÂMETROS PRINCIPAIS DE UMA CALDEIRA
• CAPACIDADE DE GERAÇÃO QUANTOS QUILOS DE
VAPOR SÃO GERADOS POR HORA.
• CALDEIRA PEQUENA 1 A 10 TONELADAS HORA
• CALDEIRA MÉDIA 10 A 30 TONELADAS HORA
• CALDEIRA GRANDE 40 A 300 TONELADAS HORA
• PRESSÃO DE OPERAÇÃO PRESSÃO DE
SAÍDA DO VAPOR.
• BAIXA PRESSÃO ATÉ 5 Kgf/cm2
• MÉDIA PRESSÃO DE 6 A 20 Kgf/cm2
• ALTA PRESSÃO ACIMA DE 20 Kgf/cm2
• MAIORES PRESSÕES >>>> MAIORES
TEMPERATURAS
Caldeiras
Caldeiras Tipos de Caldeiras
Caldeira
s
Existe uma infinidade de tipos de caldeiras, desde pequenos aparelhos para aquecimento
residencial até gigantescas caldeiras termoelétricas com capacidade de centenas de
toneladas de vapor por hora, a pressões elevadíssimas a às mais variadas temperaturas
de vapor.
Tanto na caldeira de alta como na de baixa pressão o consumo de combustível por
tonelada de vapor gerado é o mesmo, porém o aproveitamento de energia do vapor de
alta pressão é muito maior; naturalmente o investimento para a compra de uma caldeira
de alta pressão é muito grande, contudo temos o retorno do investimento a curto prazo
pela economia de energia elétrica.
Caldeiras Classificação das Caldeiras
CONFORME A POSIÇÃO RELATIVA ENTRE O FOGO E A ÁGUA
A
FLAMO TUBULARES OU FOGO TUBULARES
O FOGO E A FUMAÇA CIRCULA POR DENTRO DO TUBO
A ÁGUA VAPORIZANDO FICA POR FOR A DO TUBO
AQUO TUBULARES OU TUBOS DE ÁGUA
O FOGO E A FUMAÇA CIRCULAM POR FORA DO TUBO
A ÁGUA VAPORIZANDO FICA POR DENTRO DO TUBO
B
Caldeiras CALDEIRAS FOGO TUBULARES
SÃO CALDEIRAS SIMPLES DE BAIXA CAPACIDADE E BAIXA PRESSÃO
1. GRANDE PARTE DAS CALDEIRAS INSTALADAS EM PEQUENAS EMPRESAS E VEÍCULOS
2. PERMITEM PARTIDAS E PARADAS RÁPIDAS
3. ATENDEM BEM A FLUTUAÇÕES DE CARGAS
4. SÃO FÁCEIS DE CONSTRUIR E BARATAS
5. SÃO ROBUSTAS E NÃO EXIGEM TRATAMENTO DE ÁGUA
6. SÃO LEVES ( POUCO REFRATÁRIO )
7. NÃO PERMITEM GRANDES PRESÕES ( MAIOR DIÂMETRO / MAIOR ESPESSURA )
8. PEQUENA CAPACIDADE
9. DIFÍCIL DE INSTALAR SUPERAQUECEDOR E PRÉAQUECEDOR
Caldeiras Flamo Tubular Vertical
Caldeiras Flamo Tubular Horizontal
COMO CIRCULA A ÁGUA
LAMA
Caldeiras Classificação das Caldeiras
C
CALDEIRAS AQUOTUBULARES
1. A ÁGUA CIRCULA POR FORA
2. ESTÃO INSTALADAS EM GRANDES REFINARIAS E PETROQUÍMICAS
3. PRODUZEM GRANDES QUANTIDADDES DE VAPOR
4. GERAM VAPOR A ALTAS PRESSÕES
5. FÁCIL DE INSTALAR SUPER E PRÉ
6. SÃO DE PARTIDA LENTA
7. SÃO DELICADAS E DEVEM SER OPERADAS COM CUIDADO
8. EXIGEM TRATAMENTO DE ÁGUA
9. DEMORAM PARA REAGIR A FLUTUAÇÕES
10. SÃO COMPLEXAS E DIFÍCEIS DE CONSTRUIR
Caldeiras
Operador
O desenvolvimento tecnológico neste campo torna imprescindível
uma melhor preparação dos operadores dessas caldeiras, por
serem mais complexas e com controles automáticos, necessitando
de água isenta de impurezas.
Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras
1
Caldeira Vertical de circuito
flamotubular para combustíveis sólidos
Produção de vapor: 90 a 540 Kg/h.
Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm²
2 Caldeira horizontal de circuito aquatubular para
combustíveis sólidos, líquidos e gasosos
Produção de vapor: 10.000 a 25.000 kg/h.
Pressão de trabalho: até 50 Kgf/cm² - Vapor
superaquecido até 400 ºC
Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras
3
Caldeira horizontal de circuito
flamotubular para combustíveis sólidos,
líquidos e gasosos
Produção de vapor: 400 a 2.400 kg/h.
Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² -
Vapor saturado
4 Caldeira horizontal de circuito
flamotubular para combustíveis líquidos e
gasosos
Produção de vapor: 250 a 20.000 kg/h.
Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² - Vapor
saturado
Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras
5
Caldeira horizontal de circuito misto
aqua e flamotubular para combustíveis
sólidos, líquidos e gasosos
Produção de vapor: 2.000 a 25.000 kg/h.
Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² -
Vapor superaquecido até 245 ºC
6 Caldeira horizontal de circuito aquatubular para
combustíveis sólidos, líquidos e gasosos
Produção de vapor: 20.000 a 50.000 kg/h.
Pressão de trabalho: até 50 Kgf/cm² - Vapor
superaquecido até 400 ºC
Caldeiras
Caldeiras Fogo tubulares - Flamotobular
Esse foi o primeiro tipo de caldeira
construída. É chamada de "tubo de fogo" ou
tubo de fumaça por causa dos gases quentes
provenientes da combustão que circulam no
interior dos tubos, ficando a água por
fora dos mesmos. É o tipo caldeira mais
simples; sendo muito usada em locomotivas
e navios, mesmo com o aparecimento de
caldeiras mais modernas, esse tipo ainda
continua em uso.
Caldeiras Caldeira Flamotubular Compacta
Caldeira
s
São constituídas por um cilindro nas duas pontas por chapas, chamadas de "espelhos"; no seu
interior são colocados, de um espelho a outro, até um acerta altura, vários tubos de aço, os
quais devem ficar cobertos de água, caso contrário ficarão vermelhos e queimarão. Os gases
quentes da combustão passam sobre a parte inferior do cilindro e, em seguida, pelo interior dos
tubos.
Estas caldeiras trabalham com diversos tipos de combustíveis, porém, devido à sua construção,
o aproveitamento do calor gerado não é dos melhores e como é "fogo tubular" não é possível
instalar sopradores de fuligem, o que obriga um revisão completa a cada seis meses, ou no
período da entresafra, para limpeza interna dos tubos.
Caldeiras Caldeira Flamotubular Compacta
Caldeira
s
Sua pressão de trabalho é da ordem de 7 kg/cm² (100 psi ), como uma temperatura de
saída do gases da ordem de 300 a 350 ºC, havendo grande desperdício de calor.
São caldeiras compactas, pré montadas, transportadas por carretas, podendo entrar em
funcionamento logo após completadas todas as ligações; de maneira geral são
perigosas, pois vem com aparelhos automáticos de controle de água, de ar e de
combustível, e os operadores, em geral, acham esta instrumentação infalível,
dispensando pouca atenção em sua operação.
Caldeiras
A
Vantagens
1. Construção bastante simples, conseqüentemente baixo custo;
2. Exigem pouca alvenaria
Desvantagens
1. Baixo rendimento, principalmente quando alimentadas com água fria
2. Partida lenta devido a grande quantidade de água
3. Pressão limitada até 15,5 kg/cm² Pequena vaporização;
4. O fogo e os gases tem contato direto com a chaparia provocando maior desgaste;
5. Apresentam dificuldades para instalação de economizador, superaquecedor e pré-
aquecedor;
6. Devido a grande quantidade de água atendem a aumentos instantâneos na demanda
de vapor.
B
Caldeiras
Caldeiras Aquotubular ou "Tubos de água"
Nas caldeiras fogo tubulares, a superfície de aquecimento é
muito pequena, tendo que ser aumentada à medida em que se
aumenta o número de tubos por onde circulam os gases aquecidos
provenientes da combustão. Por mais que se colocassem dentro
da caldeira, essa superfície ainda continuava pequena,
causando alguns inconvenientes, tais como: baixo rendimento,
demora na produção de vapor, etc., como vimos anteriormente. A
crescente industrialização em todos os países e a criação de
novos métodos industriais, exigiram caldeiras de maior
rendimento, menor consumo, e rápida produção de vapor.
Caldeiras
Caldeiras Aquotubular ou "Tubos de água"
Baseados nos princípios científicos e nas experiências com os
tipos de caldeiras existentes na época, os fabricantes
resolveram inverter aquilo que era feito; trocaram os tubos de
fogo por tubos de água, tendo assim aumentado em muito a
superfície de aquecimento.
Este tipo de caldeira é baseado num princípio físico de que:
"quando um líquido é aquecido, as primeiras partículas
aquecidas ficam mais leves e sobem, enquanto que as partículas
frias que são mais pesadas descem, recebendo calor elas torna,
a subir, formando assim um movimento contínuo, até que o
líquido entre em ebulição". Podemos ver isso nitidamente
Caldeiras
Caldeiras
Aquotubulares
de tubos retos
Consiste em um feixe de tubos
retos e paralelos que se
interligam com o tambor através
de câmaras. Pelos espaços
existentes entre os tubos é que
circulam os gases quentes.
Caldeiras
Caldeiras
Caldeiras Aquotubulares de tubos curvos
A principal característica deste tipo, como
o próprio nome diz são os tubos curvos, que
se unem aos tambores por mandrilagem, o que
representa grande economia na fabricação e
facilidade na manutenção. Além de serem
bastante práticas, para limpar,
possibilitando a produção de grande
quantidade de vapor.
Caldeiras Caldeiras Aquotubulares de tubos curvos
Caldeiras Caldeiras de tubos curvos
Caldeira
s
Este tipo de caldeira apresenta inúmeras vantagens:
- É de fácil limpeza e manutenção;
- Alta produção de vapor;
- Não necessita de refratários de alta qualidade (só na fornalha);
- Vaporização muito rápida.
Caldeiras
Caldeira Aquotubulares
Caldeiras de tubos retos
Vantagens:
- Os tubos retos são de fácil substituição;
- A limpeza e a inspeção são facilitadas.
Desvantagens:
- Precisa de dupla tampa para os tubos (espelhos);
- A vaporização específica é muito pequena.
Caldeiras CALDEIRAS DE CIRCULAÇÃO POSITIVA
Caldeira
s
NAS CALDEIRAS CONVENCIONAIS A CIRCULAÇÃO DA ÁGUA OCORRE
NATURALMENTE POR DIFERENÇA DE DENSIDADE. UM DOS GRANDES
PROBLEMAS DE PROJETO É JUSTAMENTE A CIRCULAÇÃO DA ÁGUA.
AS CALDEIRAS DE CIRCULAÇÃO POSITIVA UTILIZAM BOMBAS PARA PROMOVER A
CIRCULAÇÃO DA ÁGUA.
PRODUZEM VAPOR INSTANTÂNEO. SÃO MAIS LEVES E COMPACTAS. NÃO
APRESENTAM PROBLEMAS DE CIRCULAÇÃO.
SÃO SENSÍVEIS A OPERAÇÃO E APRESENTAM MAIOR NECESSIDADE DE
MANUTENÇÃO.
Caldeiras
Caldeiras Elétricas
1. CONSTRUÇÃO SIMPLES
2. VAPOR GERADO PELO EFEITO JOULE DA CORRENTE
AO PASSAR PELA ÁGUA;
3. TRATAMENTO DÁGUA DA MAIOR IMPORTÂNCIA;
4. CAPACIDADES DE NO MÁX 100 TON/HORA;
5. PRESSÕES DE NO MAX. 100 Kgf/CM2;
6. MAIOR RISCO: GERAÇÃO DE H2 E CHOQUES
ELÉTRICOS.
Caldeiras Processos de Tiragem
• É O PROCESSO QUE GARANTE A ADMISSÃO DE AR E A SAÍDA DOS GASES DE
COMBUSTÃO PARA A ATMOSFERA.
• A TIRAGEM É MEDIDA EM mm DE COLUNA DÁGUA.
• EXISTEM VÁRIOS TIPOS DE TIRAGEM >>FUNÇÃO DA PERDA DE CARGA NA CALDEIRA.
• ATÉ PERDAS DE CARGA DE 35mm DE COLUNA DÁGUA É POSSÍVEL USAR TIRAGEM
NATURAL, ISTO É COM CHAMINÉ.
• OS PROCESSOS DE TIRAGEM PODEM SER NATURAL, INDUZIDA, FORÇADA OU MISTA.
Caldeiras TIRAGEM NATURAL
1. ALTURA
2. TEMPERATURA AR
3. PRESSÃO ATMOSFÉRICA
4. ESTANQUEIDADE
AR
GASES
Caldeiras TIRAGEM FORÇADA
AR
GASES
SOPRADOR DE AR
A CALDEIRA TRABALHA PRESSURIZADA. DEVE SER ESTANQUE
Caldeiras TIRAGEM INDUZIDA
GASES
AR EXAUSTOR
OS GASES SÃO ASPIRADOS POR EXAUSTORES. CALDEIRA COM PRESSÃO NEGATIVA
Caldeiras TIRAGEM MISTA
GASES
AR
MAIS USUAL EM GRANDES CALDEIRAS
EXAUSTOR
Caldeiras VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES
Caldeiras
VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES
• AO ADICIONAR TEMPERATURA A ÁGUA ENCERRADA NUM VASO,
ATINGINDO-SE A TEMPERATURA DE SATURAÇÃO , A ÁGUA LÍQUIDA
COMEÇA A SE TRANSFORMAR EM VAPOR.
• ENQUANTO HOUVER ÁGUA NO VASO A TEMPERATURA CONTINUA
CONSTANTE E A QUANTIDADE DE VAPOR AUMENTA.
• CONTINUANDO O AQUECIMENTO A TEMPERATURA VOLTA A SUBIR E A
PRESSÃO TAMBÉM. QUANTO MAIS TEMPERATURA MAIS
SUPERAQUECIDO FICARÁ O VAPOR.
Caldeiras
VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES
• O COMPONENTE QUE PRODUZ O VAPOR SUPERAQUECIDO É O
SUPERAQUECEDOR DE VAPOR.
• É O COMPONENTE MAIS QUENTE DA CALDEIRA.
• QUANDO A TEMPERATURA DE SUPERAQUECIMENTO ULTRAPASSA OS
400ºC O AÇO CARBONO NÃO PODE SER MAIS UTILIZADO. NESTE CASO
UTILIZA-SE AÇOS LIGADOS COM CROMO, NIQUEL E MOLIBDÊNIO.
Caldeiras ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRAS
A
• OS EQUIPAMENTOS DE ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA SÃO DE EXTREMA IMPORTÂNCIA.
CASO OCORRA UMA FALHA A CALDEIRA PARA PARA O CASO DE CALDEIRAS DE
COMBUSTÍVEL SÓLIDO PODE HAVER ELEVAÇÃO ACENTUADA DA TEMPERATURA DA
CALDEIRA.
• OS EQIPAMENTOS DEVEM TER PRESSÃO SUFICIENTE PARA INJETAR A ÁGUA NA
CALDEIRA E VASÃO SUFICIENTE PARA MANTERA A PRODUÇÃO DE VAPOR.
• PARA CALDEIRAS DE BAIXA PRESSÃO UTILIZA-SE BOMBAS CENTRÍFUGAS E PARA
ALTAS PRESSÕES BOMBAS ALTERNATIVAS OU CENTRÍFUGAS DE MÚLTIPLOS
ESTÁGIOS.
• PARA AUMENTAR A CONFIABILIDADE AS GRANDES EMPRESAS UTILIZAM DUAS
BOMBAS, UMA ACIONADA A MOTOR ELÉTRICO E OUTRA ACIONADA A TURBINA.
Caldeiras ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRAS
B
A ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA PODE SER CONTROLDA MANAULMENTE PELO PRÓPRIO
OPERADOR. ESTE PROCESSO APRESENTA SÉRIOS INCONVENIENTES:
• A- CASO O OPERADOR COLOQUE MUITA ÁGUA NA CALDEIRA PODE OCORRER
ARRASTE DE ÁGUA PARA O VAPOR OU PERDA DA CIRCULAÇÃO COM PARADA DA
CALDEIRA.
• B- CASO O OPERADOR COLOQUE ÁGUA DE MENOS PODE HAVER REDUÇÃO DO
NÍVEL DO TUBULÃO COM COMPROMETIMENTO DA SEGURANÇA DO EQUIPAMENTO.
AS CALDEIRAS MODERNAS TEM A ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA INTERTRAVADO COM O NÍVEL
DO TUBULÃO. O NÍVEL É CONTROLADO POR BÓIAS, ELETRODOS OU
TERMOSTÁTICAMENTE.
INDEPENDENTE DESTE SISTEMA O OPERADOR PODE CONTROLAR O NÍVEL ATRAVÉS
DE VISORES DE NÍVEL.
Caldeiras PRINCIPAIS CONTROLES DAS CALDEIRAS
OBJETIVAM MANTER PARÂMETROS DA CALDEIRA SOB CONTROLE
DEPENDE DA VARIAÇÃO ACEITÁVEL PELO PROCESSO
• CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO
• CONTROLE DA COMBUSTÃO E DA PRESSÃO DO VAPOR
• CONTROLE DA TEMPERATURA DO VAPOR
Caldeiras CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO
• OBJETIVO 1 EVITAR A PERDA DE NÍVEL EM ALGUNS TUBOS
( SUPERAQUECIMENTO )
• OBJETIVO 2 EVITAR ELEVAÇÃO DE NÍVEL COM PERDA DE CIRCULAÇÃO E
ARRASTE DE ÁGUA
1
2
Caldeiras CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO
Caldeiras
ELIMINAÇÃO DE FULÍGEM
DEPÓSITOS DE COMBUSTÃO DE
COMBUSTÍVEIS PESADOS PREJUDICAM TROCA
TÉRMICA.
A ELIMINAÇÃO DESTES DEPÓSITOS É FEITA
COM JATOS DE VAPOR POR ACESSÓRIOS
DENOMINADOS SOPRADORES DE FULÍGEM.
ESTA OPERAÇÃO, FEITA NAS HORAS MAIS
QUENTES DO DIA, É CONHECIDA COMO
RAMONAGEM.
OS SOPRADORES PODEM SER RETRÁTEIS OU
FIXOS:
Caldeiras
CONTROLE DA PRESSÃO
A PRESSÃO DE TRABALHO É CONTROLADA ATRAVÉS DE MANÔMETROS.
QUANDO A PRESSÃO ULTRAPASSA OS LIMITES DE SEGURANÇA ENTRA EM
FUNCIONAMENTO UMA VÁLVULA DE SEGURANÇA QUE ALIVIA A PRESSÃO.
NAS CALDEIRAS FLAMOTUBULARES AS VÁLVULAS DE SEGURANÇA SÃO
INSTALADAS NO CASCO.
NAS CALDEIRAS AQUOTUBULARES, SÃO INSTALADAS DUAS OU MAIS
VÁLVULAS DE SEGURANÇA NO TUBULÃO SUPERIOR E UMA OU MAIS PARA
O SUPERAQUECEDOR.
Caldeiras CONTROLE DA PRESSÃO
Caldeira
s
1- A VÁLVULA DEVE ABRIR NO MÁX. NA PMTA.
2- A VÁLVULA DEVE PERMANESCER ABERTA ATÉ QUE
A PRESSÃO CAIA A VALORES DE SEGURANÇA.
3- A VÁLVULA DEVE FECHAR INSTANTÂNEAMENTE.
AS VÁLVULAS DE SEGURANÇA DEVEM TER
ALAVANCA PARA ACIONAMENTO. SÃO ACIONADAS
PERIÓDICAMENTE PARA VERIFICAÇÃO DE SEU
FUNCIONAMENTO.
VÁLVULAS COM CONTRAPESOS NÃO DEVEM MAIS
SER USADAS.
PRESSÃO DA CALDEIRA
PRESSÃO
DE SAÍDA
Caldeiras
A
CONTROLE DA CHAMA
A CHAMA DA CALDEIRA É RESPONSÁVEL PELA GERAÇÃO DE VAPOR DA
CALDEIRA.
A CHAMA NÃO DEVE INCIDIR DIRETAMENTE SOBRE OS TUBOS SOBRE PENA
DE PROVOCAR “ LARANJAS “.
A CHAMA É CONTROLADA POR TERMOPARES ESTRATÉGICAMENTE
COLOCADOS E POR VISORES DE CHAMA QUE PERMITEM AO OPERADOR
CONTROLAR VISUALMENTE SEUS PARÂMETROS. NAS CALDEIRAS MAIS
SOFISTICADAS A CHAMA ESTÁ INTERTRAVADA COM A SAÍDA DE VAPOR.
AS CALDEIRAS MAIS SOFISTICADAS QUE POSSUEM INSTRUMENTOS
DENOMINADOS “ FIRE EYES “. ESTES INSTRUMENTOS CORTAM O
COMBUSTÍVEL QUANDO OCORRE APAGAMENTO DA CALDEIRA.
UMA VEZ APAGADA A CALDEIRA SÓ DEVE SER ACENDIDA DEPOIS DA PURGA
TOTAL DA FORNALHA.
B
C
D
E
Caldeiras Laranjas:
1 2
Caldeiras
CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA
• SEMPRE QUE POSSÍVEL AS CALDEIRAS DEVEM UTILIZAR ÁGUA TRATADA.
• AS CALDEIRAS FLAMOTUBULARES SÃO MENOS SENSÍVEIS AO TRATAMENTO DE
ÁGUA.
• QUANTO MAIOR A PRESSÃO MELHOR DEVE SER O TRATAMENTO DA ÁGUA.
• OS GASES DISSOLVIDOS NA ÁGUA ( O2, CO e CO2 ) PROVOCAM SÉRIA
CORROSÃO NOS TUBOS.
• OS SÓLIDOS DISSOLVIDOS ( CARBONATOS, SULFATOS ) PROVOCAM
PROBLEMAS DE OBSTRUÇÃO NOS TUBOS.
Caldeiras SÓLIDOS
Caldeiras Controle de Qualidade de Água
FILTRO
CARVÃO
ATIVADO
REMOVE
SÓLIDOS,
ORGÂNICOS
E CLORO
POLIDOR
METAIS
REMOVE
FERRO E
COBRE
TROCA
ANIÔNICA
REMOVE CL-,
CO3 –
SO4--
TROCA
CATIÔNICA
REMOVE
NA+,
MG++,
CA++
LEITO
MISTO
REMOVE
CATIONS E
ANIONS
RESIDUAIS
Caldeiras Controle de Qualidade de Água
Caldeiras Principais Falhas
!
• RETORNO DE CHAMA - NA PARTIDA CALDEIRA FRIA, OBSTRUÇÕES
• FURO NOS TUBOS DA FORNALHA - FURO GRANDE PARADA DE EMERGÊNCIA
- FURO PEQUENO, PARADA NORMAL
• PERDA DO NÍVEL DO TUBULÃO - APAGAR IMEDIATAMENTE MAÇARICOS
- PRINCIPAL CAUSA DE ACIDENTES
• EXPLOSÃO DA FORNALHA - REASCENDIMENTO SEM PURGA
- 2ª MAIOR CAUSA DE ACIDENTES
• OBSTRUÇÃO DOS TUBOS – FALTA DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Caldeiras Principais usos do Vapor Saturado
BASICAMENTE PARA
AQUECIMENTO OU USO NO
PROCESSO
GRANDE VANTAGEM: A
TEMPERATURA FICA
CONSTANTE ENQUANTO O
VAPOR CONDENSA.
Caldeiras Principais usos do Vapor Superaquecido
• PODE SER USADO
PARA
AQUECIMENTO
• PRINCIPAL USO
PARA
ACIONAMENTO DE
MÁQUINAS
Caldeiras NORMAS E REGULAMENTOS APLICÁVEIS
• NR-13 REGULAMENTO DE SEGURANÇA DO MTP
• NB-12177 NORMA PARA CALDEIRAS
1
2
Caldeiras
Caldeiras
Caldeiras
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NR13_-_Treinamento_Operador_de_Caldeira_-_2023.pptx

  • 1. Treinamento de Segurança na Operação de Caldeiras
  • 2. Caldeiras O QUE É UMA CALDEIRA? É um vaso de pressão onde se procede a queima de um combustível qualquer (bagaço, lenha, óleo, gás, etc.) e energia assim obtido, transforma a água, introduzida na caldeira, em vapor, que é utilizado nas várias etapas dos processos industriais. Apesar de todo desenvolvimento dos instrumentos e dos controles automáticos, o elemento humano ainda é o fator principal no bom funcionamento de uma caldeira. Dependendo do cuidado, do trabalho e das decisões, em momentos críticos, uma caldeira pode trabalhar mais de 20 anos sem problemas, ou então, pode se estragar em alguns meses ou explodir em alguns minutos.
  • 3. Caldeiras CONSIDERAÇÕES GERAIS • TROCADOR DE CALOR COM A FINALIDADE DE PRODUZIR VAPOR A PARTIR ENERGIA. • ENERGIA A PARTIR QUEIMA COMBUSTÍVEL, REAÇÕES QUÍMICAS, REAÇÕES NUCLEARES OU ELETRICIDADE. • O FLUIDO AQUECIDO PODE SER : APENAS AQUECIDO, VAPORIZADO PARCIALMENTE ( VAPOR SATURADO ) OU VAPORIZADO COMPLETAMENTE ( SUPERAQUECIDO ) . • NA MAIOR PARTE DAS VEZES O FLUIDO É ÁGUA. EXISTEM CALDEIRAS QUE AQUECEM OUTROS FLUIDOS FLUIDOS TÉRMICOS ). • O VAPOR OU FLUIDO AQUECIDO PELA CALDEIRA É USADO PARA: AQUECER PRODUTOS, MOVIMENTAR MÁQUINAS OU EM PROCESSOS QUÍMICOS. • AS CALDEIRAS PODEM SER FIXAS OU ESTAR FIXADAS EM VEÍCULOS ( TRENS, NAVIOS, CAMINHÕES, PLATAFORMAS ETC )
  • 4. Caldeiras Segurança e Saúde do Trabalho - SSO POR QUE O VAPOR DÁGUA? • ALTO PODER DE ARMAZENAR ENERGIA • TRANSFERE ENERGIA A TEMPERATURA CONSTANTE • PODE SER GERADO EM EQUIPAQMENTOS DE ALTA EFICIÊNCIA • LIMPO, INIDORO, INSÍPIDO, ATÓXICO • FÁCIL DE DISTRIBUIR E CONTROLAR • BAIXO CUSTO E SUPRIMENTO FARTO VAPOR SATURADO EM ESTADO DE EQUILÍBRIO COM DÁGUA. TROCA CALOR A TEMPERATURA CTE. INDICADO PARA TROCA TÉRMICA. VAPOR SUPERAQUECIDO PODE TROCAR CALOR OU MOVIMENTAR MÁQUINAS E AINDA CONTINUAR VAPORIZADO. PODE SER REUTILIZADO, ATÉ QUE SEJA CONVERTIDO EM CONDENSADO.
  • 6. Caldeiras Componentes Principais 1- TUBULÃO DE VAPOR: VASO PONTO ALTO COM ÁGUA E VAPOR EM EQUILÍBRIO 2- TUBULÃO DE LAMA: VASO PONTO MAIS BAIXO ACUMULO DE LAMA 3- FEIXE TUBULAR: TUBOS QUE CONDUZEM E FAZEM TROCA TÉRMICA 4- FORNALHA: LOCAL ONDE HÁ QUEIMA DO COMBUSTÍVEL 5- SUPERAQUECEDOR: TRANSFORMA VAPOR SATURADO EM SUPERAQUECIDO 6- ECONOMIZADOR: USA CALOR RESIDUAL PARA ELEVAR TEMPERATURA ÁGUA 7- PRÉ AQUECEDOR DE AR: AQUECE O AR COM CALOR RESIDUAL 8- CHAMINÉ: RETIRA OS GASES DE COMBUSTÃO DA FORNALHA
  • 7. PARÂMETROS PRINCIPAIS DE UMA CALDEIRA • CAPACIDADE DE GERAÇÃO QUANTOS QUILOS DE VAPOR SÃO GERADOS POR HORA. • CALDEIRA PEQUENA 1 A 10 TONELADAS HORA • CALDEIRA MÉDIA 10 A 30 TONELADAS HORA • CALDEIRA GRANDE 40 A 300 TONELADAS HORA • PRESSÃO DE OPERAÇÃO PRESSÃO DE SAÍDA DO VAPOR. • BAIXA PRESSÃO ATÉ 5 Kgf/cm2 • MÉDIA PRESSÃO DE 6 A 20 Kgf/cm2 • ALTA PRESSÃO ACIMA DE 20 Kgf/cm2 • MAIORES PRESSÕES >>>> MAIORES TEMPERATURAS Caldeiras
  • 8. Caldeiras Tipos de Caldeiras Caldeira s Existe uma infinidade de tipos de caldeiras, desde pequenos aparelhos para aquecimento residencial até gigantescas caldeiras termoelétricas com capacidade de centenas de toneladas de vapor por hora, a pressões elevadíssimas a às mais variadas temperaturas de vapor. Tanto na caldeira de alta como na de baixa pressão o consumo de combustível por tonelada de vapor gerado é o mesmo, porém o aproveitamento de energia do vapor de alta pressão é muito maior; naturalmente o investimento para a compra de uma caldeira de alta pressão é muito grande, contudo temos o retorno do investimento a curto prazo pela economia de energia elétrica.
  • 9. Caldeiras Classificação das Caldeiras CONFORME A POSIÇÃO RELATIVA ENTRE O FOGO E A ÁGUA A FLAMO TUBULARES OU FOGO TUBULARES O FOGO E A FUMAÇA CIRCULA POR DENTRO DO TUBO A ÁGUA VAPORIZANDO FICA POR FOR A DO TUBO AQUO TUBULARES OU TUBOS DE ÁGUA O FOGO E A FUMAÇA CIRCULAM POR FORA DO TUBO A ÁGUA VAPORIZANDO FICA POR DENTRO DO TUBO B
  • 10. Caldeiras CALDEIRAS FOGO TUBULARES SÃO CALDEIRAS SIMPLES DE BAIXA CAPACIDADE E BAIXA PRESSÃO 1. GRANDE PARTE DAS CALDEIRAS INSTALADAS EM PEQUENAS EMPRESAS E VEÍCULOS 2. PERMITEM PARTIDAS E PARADAS RÁPIDAS 3. ATENDEM BEM A FLUTUAÇÕES DE CARGAS 4. SÃO FÁCEIS DE CONSTRUIR E BARATAS 5. SÃO ROBUSTAS E NÃO EXIGEM TRATAMENTO DE ÁGUA 6. SÃO LEVES ( POUCO REFRATÁRIO ) 7. NÃO PERMITEM GRANDES PRESÕES ( MAIOR DIÂMETRO / MAIOR ESPESSURA ) 8. PEQUENA CAPACIDADE 9. DIFÍCIL DE INSTALAR SUPERAQUECEDOR E PRÉAQUECEDOR
  • 12. Caldeiras Flamo Tubular Horizontal COMO CIRCULA A ÁGUA LAMA
  • 13. Caldeiras Classificação das Caldeiras C CALDEIRAS AQUOTUBULARES 1. A ÁGUA CIRCULA POR FORA 2. ESTÃO INSTALADAS EM GRANDES REFINARIAS E PETROQUÍMICAS 3. PRODUZEM GRANDES QUANTIDADDES DE VAPOR 4. GERAM VAPOR A ALTAS PRESSÕES 5. FÁCIL DE INSTALAR SUPER E PRÉ 6. SÃO DE PARTIDA LENTA 7. SÃO DELICADAS E DEVEM SER OPERADAS COM CUIDADO 8. EXIGEM TRATAMENTO DE ÁGUA 9. DEMORAM PARA REAGIR A FLUTUAÇÕES 10. SÃO COMPLEXAS E DIFÍCEIS DE CONSTRUIR
  • 14. Caldeiras Operador O desenvolvimento tecnológico neste campo torna imprescindível uma melhor preparação dos operadores dessas caldeiras, por serem mais complexas e com controles automáticos, necessitando de água isenta de impurezas.
  • 15. Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras 1 Caldeira Vertical de circuito flamotubular para combustíveis sólidos Produção de vapor: 90 a 540 Kg/h. Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² 2 Caldeira horizontal de circuito aquatubular para combustíveis sólidos, líquidos e gasosos Produção de vapor: 10.000 a 25.000 kg/h. Pressão de trabalho: até 50 Kgf/cm² - Vapor superaquecido até 400 ºC
  • 16. Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras 3 Caldeira horizontal de circuito flamotubular para combustíveis sólidos, líquidos e gasosos Produção de vapor: 400 a 2.400 kg/h. Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² - Vapor saturado 4 Caldeira horizontal de circuito flamotubular para combustíveis líquidos e gasosos Produção de vapor: 250 a 20.000 kg/h. Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² - Vapor saturado
  • 17. Caldeiras Alguns tipos de Caldeiras 5 Caldeira horizontal de circuito misto aqua e flamotubular para combustíveis sólidos, líquidos e gasosos Produção de vapor: 2.000 a 25.000 kg/h. Pressão de trabalho: até 21 Kgf/cm² - Vapor superaquecido até 245 ºC 6 Caldeira horizontal de circuito aquatubular para combustíveis sólidos, líquidos e gasosos Produção de vapor: 20.000 a 50.000 kg/h. Pressão de trabalho: até 50 Kgf/cm² - Vapor superaquecido até 400 ºC
  • 18. Caldeiras Caldeiras Fogo tubulares - Flamotobular Esse foi o primeiro tipo de caldeira construída. É chamada de "tubo de fogo" ou tubo de fumaça por causa dos gases quentes provenientes da combustão que circulam no interior dos tubos, ficando a água por fora dos mesmos. É o tipo caldeira mais simples; sendo muito usada em locomotivas e navios, mesmo com o aparecimento de caldeiras mais modernas, esse tipo ainda continua em uso.
  • 19. Caldeiras Caldeira Flamotubular Compacta Caldeira s São constituídas por um cilindro nas duas pontas por chapas, chamadas de "espelhos"; no seu interior são colocados, de um espelho a outro, até um acerta altura, vários tubos de aço, os quais devem ficar cobertos de água, caso contrário ficarão vermelhos e queimarão. Os gases quentes da combustão passam sobre a parte inferior do cilindro e, em seguida, pelo interior dos tubos. Estas caldeiras trabalham com diversos tipos de combustíveis, porém, devido à sua construção, o aproveitamento do calor gerado não é dos melhores e como é "fogo tubular" não é possível instalar sopradores de fuligem, o que obriga um revisão completa a cada seis meses, ou no período da entresafra, para limpeza interna dos tubos.
  • 20. Caldeiras Caldeira Flamotubular Compacta Caldeira s Sua pressão de trabalho é da ordem de 7 kg/cm² (100 psi ), como uma temperatura de saída do gases da ordem de 300 a 350 ºC, havendo grande desperdício de calor. São caldeiras compactas, pré montadas, transportadas por carretas, podendo entrar em funcionamento logo após completadas todas as ligações; de maneira geral são perigosas, pois vem com aparelhos automáticos de controle de água, de ar e de combustível, e os operadores, em geral, acham esta instrumentação infalível, dispensando pouca atenção em sua operação.
  • 21. Caldeiras A Vantagens 1. Construção bastante simples, conseqüentemente baixo custo; 2. Exigem pouca alvenaria Desvantagens 1. Baixo rendimento, principalmente quando alimentadas com água fria 2. Partida lenta devido a grande quantidade de água 3. Pressão limitada até 15,5 kg/cm² Pequena vaporização; 4. O fogo e os gases tem contato direto com a chaparia provocando maior desgaste; 5. Apresentam dificuldades para instalação de economizador, superaquecedor e pré- aquecedor; 6. Devido a grande quantidade de água atendem a aumentos instantâneos na demanda de vapor. B
  • 22. Caldeiras Caldeiras Aquotubular ou "Tubos de água" Nas caldeiras fogo tubulares, a superfície de aquecimento é muito pequena, tendo que ser aumentada à medida em que se aumenta o número de tubos por onde circulam os gases aquecidos provenientes da combustão. Por mais que se colocassem dentro da caldeira, essa superfície ainda continuava pequena, causando alguns inconvenientes, tais como: baixo rendimento, demora na produção de vapor, etc., como vimos anteriormente. A crescente industrialização em todos os países e a criação de novos métodos industriais, exigiram caldeiras de maior rendimento, menor consumo, e rápida produção de vapor.
  • 23. Caldeiras Caldeiras Aquotubular ou "Tubos de água" Baseados nos princípios científicos e nas experiências com os tipos de caldeiras existentes na época, os fabricantes resolveram inverter aquilo que era feito; trocaram os tubos de fogo por tubos de água, tendo assim aumentado em muito a superfície de aquecimento. Este tipo de caldeira é baseado num princípio físico de que: "quando um líquido é aquecido, as primeiras partículas aquecidas ficam mais leves e sobem, enquanto que as partículas frias que são mais pesadas descem, recebendo calor elas torna, a subir, formando assim um movimento contínuo, até que o líquido entre em ebulição". Podemos ver isso nitidamente
  • 24. Caldeiras Caldeiras Aquotubulares de tubos retos Consiste em um feixe de tubos retos e paralelos que se interligam com o tambor através de câmaras. Pelos espaços existentes entre os tubos é que circulam os gases quentes. Caldeiras
  • 25. Caldeiras Caldeiras Aquotubulares de tubos curvos A principal característica deste tipo, como o próprio nome diz são os tubos curvos, que se unem aos tambores por mandrilagem, o que representa grande economia na fabricação e facilidade na manutenção. Além de serem bastante práticas, para limpar, possibilitando a produção de grande quantidade de vapor.
  • 27. Caldeiras Caldeiras de tubos curvos Caldeira s Este tipo de caldeira apresenta inúmeras vantagens: - É de fácil limpeza e manutenção; - Alta produção de vapor; - Não necessita de refratários de alta qualidade (só na fornalha); - Vaporização muito rápida.
  • 28. Caldeiras Caldeira Aquotubulares Caldeiras de tubos retos Vantagens: - Os tubos retos são de fácil substituição; - A limpeza e a inspeção são facilitadas. Desvantagens: - Precisa de dupla tampa para os tubos (espelhos); - A vaporização específica é muito pequena.
  • 29. Caldeiras CALDEIRAS DE CIRCULAÇÃO POSITIVA Caldeira s NAS CALDEIRAS CONVENCIONAIS A CIRCULAÇÃO DA ÁGUA OCORRE NATURALMENTE POR DIFERENÇA DE DENSIDADE. UM DOS GRANDES PROBLEMAS DE PROJETO É JUSTAMENTE A CIRCULAÇÃO DA ÁGUA. AS CALDEIRAS DE CIRCULAÇÃO POSITIVA UTILIZAM BOMBAS PARA PROMOVER A CIRCULAÇÃO DA ÁGUA. PRODUZEM VAPOR INSTANTÂNEO. SÃO MAIS LEVES E COMPACTAS. NÃO APRESENTAM PROBLEMAS DE CIRCULAÇÃO. SÃO SENSÍVEIS A OPERAÇÃO E APRESENTAM MAIOR NECESSIDADE DE MANUTENÇÃO.
  • 30. Caldeiras Caldeiras Elétricas 1. CONSTRUÇÃO SIMPLES 2. VAPOR GERADO PELO EFEITO JOULE DA CORRENTE AO PASSAR PELA ÁGUA; 3. TRATAMENTO DÁGUA DA MAIOR IMPORTÂNCIA; 4. CAPACIDADES DE NO MÁX 100 TON/HORA; 5. PRESSÕES DE NO MAX. 100 Kgf/CM2; 6. MAIOR RISCO: GERAÇÃO DE H2 E CHOQUES ELÉTRICOS.
  • 31. Caldeiras Processos de Tiragem • É O PROCESSO QUE GARANTE A ADMISSÃO DE AR E A SAÍDA DOS GASES DE COMBUSTÃO PARA A ATMOSFERA. • A TIRAGEM É MEDIDA EM mm DE COLUNA DÁGUA. • EXISTEM VÁRIOS TIPOS DE TIRAGEM >>FUNÇÃO DA PERDA DE CARGA NA CALDEIRA. • ATÉ PERDAS DE CARGA DE 35mm DE COLUNA DÁGUA É POSSÍVEL USAR TIRAGEM NATURAL, ISTO É COM CHAMINÉ. • OS PROCESSOS DE TIRAGEM PODEM SER NATURAL, INDUZIDA, FORÇADA OU MISTA.
  • 32. Caldeiras TIRAGEM NATURAL 1. ALTURA 2. TEMPERATURA AR 3. PRESSÃO ATMOSFÉRICA 4. ESTANQUEIDADE AR GASES
  • 33. Caldeiras TIRAGEM FORÇADA AR GASES SOPRADOR DE AR A CALDEIRA TRABALHA PRESSURIZADA. DEVE SER ESTANQUE
  • 34. Caldeiras TIRAGEM INDUZIDA GASES AR EXAUSTOR OS GASES SÃO ASPIRADOS POR EXAUSTORES. CALDEIRA COM PRESSÃO NEGATIVA
  • 35. Caldeiras TIRAGEM MISTA GASES AR MAIS USUAL EM GRANDES CALDEIRAS EXAUSTOR
  • 36. Caldeiras VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES
  • 37. Caldeiras VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES • AO ADICIONAR TEMPERATURA A ÁGUA ENCERRADA NUM VASO, ATINGINDO-SE A TEMPERATURA DE SATURAÇÃO , A ÁGUA LÍQUIDA COMEÇA A SE TRANSFORMAR EM VAPOR. • ENQUANTO HOUVER ÁGUA NO VASO A TEMPERATURA CONTINUA CONSTANTE E A QUANTIDADE DE VAPOR AUMENTA. • CONTINUANDO O AQUECIMENTO A TEMPERATURA VOLTA A SUBIR E A PRESSÃO TAMBÉM. QUANTO MAIS TEMPERATURA MAIS SUPERAQUECIDO FICARÁ O VAPOR.
  • 38. Caldeiras VAPOR SUPERAQUECIDO E SUPERAQUECEDORES • O COMPONENTE QUE PRODUZ O VAPOR SUPERAQUECIDO É O SUPERAQUECEDOR DE VAPOR. • É O COMPONENTE MAIS QUENTE DA CALDEIRA. • QUANDO A TEMPERATURA DE SUPERAQUECIMENTO ULTRAPASSA OS 400ºC O AÇO CARBONO NÃO PODE SER MAIS UTILIZADO. NESTE CASO UTILIZA-SE AÇOS LIGADOS COM CROMO, NIQUEL E MOLIBDÊNIO.
  • 39. Caldeiras ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRAS A • OS EQUIPAMENTOS DE ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA SÃO DE EXTREMA IMPORTÂNCIA. CASO OCORRA UMA FALHA A CALDEIRA PARA PARA O CASO DE CALDEIRAS DE COMBUSTÍVEL SÓLIDO PODE HAVER ELEVAÇÃO ACENTUADA DA TEMPERATURA DA CALDEIRA. • OS EQIPAMENTOS DEVEM TER PRESSÃO SUFICIENTE PARA INJETAR A ÁGUA NA CALDEIRA E VASÃO SUFICIENTE PARA MANTERA A PRODUÇÃO DE VAPOR. • PARA CALDEIRAS DE BAIXA PRESSÃO UTILIZA-SE BOMBAS CENTRÍFUGAS E PARA ALTAS PRESSÕES BOMBAS ALTERNATIVAS OU CENTRÍFUGAS DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS. • PARA AUMENTAR A CONFIABILIDADE AS GRANDES EMPRESAS UTILIZAM DUAS BOMBAS, UMA ACIONADA A MOTOR ELÉTRICO E OUTRA ACIONADA A TURBINA.
  • 40. Caldeiras ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA DE CALDEIRAS B A ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA PODE SER CONTROLDA MANAULMENTE PELO PRÓPRIO OPERADOR. ESTE PROCESSO APRESENTA SÉRIOS INCONVENIENTES: • A- CASO O OPERADOR COLOQUE MUITA ÁGUA NA CALDEIRA PODE OCORRER ARRASTE DE ÁGUA PARA O VAPOR OU PERDA DA CIRCULAÇÃO COM PARADA DA CALDEIRA. • B- CASO O OPERADOR COLOQUE ÁGUA DE MENOS PODE HAVER REDUÇÃO DO NÍVEL DO TUBULÃO COM COMPROMETIMENTO DA SEGURANÇA DO EQUIPAMENTO. AS CALDEIRAS MODERNAS TEM A ALIMENTAÇÃO DE ÁGUA INTERTRAVADO COM O NÍVEL DO TUBULÃO. O NÍVEL É CONTROLADO POR BÓIAS, ELETRODOS OU TERMOSTÁTICAMENTE. INDEPENDENTE DESTE SISTEMA O OPERADOR PODE CONTROLAR O NÍVEL ATRAVÉS DE VISORES DE NÍVEL.
  • 41. Caldeiras PRINCIPAIS CONTROLES DAS CALDEIRAS OBJETIVAM MANTER PARÂMETROS DA CALDEIRA SOB CONTROLE DEPENDE DA VARIAÇÃO ACEITÁVEL PELO PROCESSO • CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO • CONTROLE DA COMBUSTÃO E DA PRESSÃO DO VAPOR • CONTROLE DA TEMPERATURA DO VAPOR
  • 42. Caldeiras CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO • OBJETIVO 1 EVITAR A PERDA DE NÍVEL EM ALGUNS TUBOS ( SUPERAQUECIMENTO ) • OBJETIVO 2 EVITAR ELEVAÇÃO DE NÍVEL COM PERDA DE CIRCULAÇÃO E ARRASTE DE ÁGUA 1 2
  • 43. Caldeiras CONTROLE PELO NÍVEL DO TUBULÃO
  • 44. Caldeiras ELIMINAÇÃO DE FULÍGEM DEPÓSITOS DE COMBUSTÃO DE COMBUSTÍVEIS PESADOS PREJUDICAM TROCA TÉRMICA. A ELIMINAÇÃO DESTES DEPÓSITOS É FEITA COM JATOS DE VAPOR POR ACESSÓRIOS DENOMINADOS SOPRADORES DE FULÍGEM. ESTA OPERAÇÃO, FEITA NAS HORAS MAIS QUENTES DO DIA, É CONHECIDA COMO RAMONAGEM. OS SOPRADORES PODEM SER RETRÁTEIS OU FIXOS:
  • 45. Caldeiras CONTROLE DA PRESSÃO A PRESSÃO DE TRABALHO É CONTROLADA ATRAVÉS DE MANÔMETROS. QUANDO A PRESSÃO ULTRAPASSA OS LIMITES DE SEGURANÇA ENTRA EM FUNCIONAMENTO UMA VÁLVULA DE SEGURANÇA QUE ALIVIA A PRESSÃO. NAS CALDEIRAS FLAMOTUBULARES AS VÁLVULAS DE SEGURANÇA SÃO INSTALADAS NO CASCO. NAS CALDEIRAS AQUOTUBULARES, SÃO INSTALADAS DUAS OU MAIS VÁLVULAS DE SEGURANÇA NO TUBULÃO SUPERIOR E UMA OU MAIS PARA O SUPERAQUECEDOR.
  • 46. Caldeiras CONTROLE DA PRESSÃO Caldeira s 1- A VÁLVULA DEVE ABRIR NO MÁX. NA PMTA. 2- A VÁLVULA DEVE PERMANESCER ABERTA ATÉ QUE A PRESSÃO CAIA A VALORES DE SEGURANÇA. 3- A VÁLVULA DEVE FECHAR INSTANTÂNEAMENTE. AS VÁLVULAS DE SEGURANÇA DEVEM TER ALAVANCA PARA ACIONAMENTO. SÃO ACIONADAS PERIÓDICAMENTE PARA VERIFICAÇÃO DE SEU FUNCIONAMENTO. VÁLVULAS COM CONTRAPESOS NÃO DEVEM MAIS SER USADAS. PRESSÃO DA CALDEIRA PRESSÃO DE SAÍDA
  • 47. Caldeiras A CONTROLE DA CHAMA A CHAMA DA CALDEIRA É RESPONSÁVEL PELA GERAÇÃO DE VAPOR DA CALDEIRA. A CHAMA NÃO DEVE INCIDIR DIRETAMENTE SOBRE OS TUBOS SOBRE PENA DE PROVOCAR “ LARANJAS “. A CHAMA É CONTROLADA POR TERMOPARES ESTRATÉGICAMENTE COLOCADOS E POR VISORES DE CHAMA QUE PERMITEM AO OPERADOR CONTROLAR VISUALMENTE SEUS PARÂMETROS. NAS CALDEIRAS MAIS SOFISTICADAS A CHAMA ESTÁ INTERTRAVADA COM A SAÍDA DE VAPOR. AS CALDEIRAS MAIS SOFISTICADAS QUE POSSUEM INSTRUMENTOS DENOMINADOS “ FIRE EYES “. ESTES INSTRUMENTOS CORTAM O COMBUSTÍVEL QUANDO OCORRE APAGAMENTO DA CALDEIRA. UMA VEZ APAGADA A CALDEIRA SÓ DEVE SER ACENDIDA DEPOIS DA PURGA TOTAL DA FORNALHA. B C D E
  • 49. Caldeiras CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA • SEMPRE QUE POSSÍVEL AS CALDEIRAS DEVEM UTILIZAR ÁGUA TRATADA. • AS CALDEIRAS FLAMOTUBULARES SÃO MENOS SENSÍVEIS AO TRATAMENTO DE ÁGUA. • QUANTO MAIOR A PRESSÃO MELHOR DEVE SER O TRATAMENTO DA ÁGUA. • OS GASES DISSOLVIDOS NA ÁGUA ( O2, CO e CO2 ) PROVOCAM SÉRIA CORROSÃO NOS TUBOS. • OS SÓLIDOS DISSOLVIDOS ( CARBONATOS, SULFATOS ) PROVOCAM PROBLEMAS DE OBSTRUÇÃO NOS TUBOS.
  • 51. Caldeiras Controle de Qualidade de Água FILTRO CARVÃO ATIVADO REMOVE SÓLIDOS, ORGÂNICOS E CLORO POLIDOR METAIS REMOVE FERRO E COBRE TROCA ANIÔNICA REMOVE CL-, CO3 – SO4-- TROCA CATIÔNICA REMOVE NA+, MG++, CA++ LEITO MISTO REMOVE CATIONS E ANIONS RESIDUAIS
  • 52. Caldeiras Controle de Qualidade de Água
  • 53. Caldeiras Principais Falhas ! • RETORNO DE CHAMA - NA PARTIDA CALDEIRA FRIA, OBSTRUÇÕES • FURO NOS TUBOS DA FORNALHA - FURO GRANDE PARADA DE EMERGÊNCIA - FURO PEQUENO, PARADA NORMAL • PERDA DO NÍVEL DO TUBULÃO - APAGAR IMEDIATAMENTE MAÇARICOS - PRINCIPAL CAUSA DE ACIDENTES • EXPLOSÃO DA FORNALHA - REASCENDIMENTO SEM PURGA - 2ª MAIOR CAUSA DE ACIDENTES • OBSTRUÇÃO DOS TUBOS – FALTA DE TRATAMENTO DE ÁGUA
  • 54. Caldeiras Principais usos do Vapor Saturado BASICAMENTE PARA AQUECIMENTO OU USO NO PROCESSO GRANDE VANTAGEM: A TEMPERATURA FICA CONSTANTE ENQUANTO O VAPOR CONDENSA.
  • 55. Caldeiras Principais usos do Vapor Superaquecido • PODE SER USADO PARA AQUECIMENTO • PRINCIPAL USO PARA ACIONAMENTO DE MÁQUINAS
  • 56. Caldeiras NORMAS E REGULAMENTOS APLICÁVEIS • NR-13 REGULAMENTO DE SEGURANÇA DO MTP • NB-12177 NORMA PARA CALDEIRAS 1 2