Caldeira de Recuperação Guaiba 1

1. Caldeira de Recuperação Guaíba 1
CMPC Celulose Riograndense
Mesa Redonda sobre Procedimento
Seguro de Limpeza de Bicas e Vigias
de Ar Primário

2. Caldeira de Recuperação
1 Balão
Fluxo Vertical
Economizadores
Tubos compostos
Portas de ar secundário nas
paredes laterais
Canaletas em ângulo raso
OBS: Abertura de ar primário e
secundário no mesmo andar
Tecnologia: B&W;
Capacidade: 1.950 tSS/d, a 75% de sólidos, e
uma geração de vapor total de 300 t/h, na
pressão de 64 kgf/cm² e a 465 °C de
temperatura;
Construção:
• Dois economizadores, um módulo gerador,
• Um tubulão de vapor e quatro feixes de
superaquecedores;
• Quatro canaletas de fundido e um tanque de
dissolução com lavador de gases;
• Oito bicos queimadores de licor;
• Dez queimadores auxiliares de óleo
combustível;
• Três níveis de ar de combustão;
• Dois precipitadores eletrostáticos;
• Um tanque de mistura;
• Um tanque de aproveitamento;
• Três ventiladores de ar forçado e dois
ventiladores induzidos.

3. Ar de combustão
Distribuição de ar em função do ar total:
• Ar total 5125 m³/min (corresponde a 2050 tSS/d);
• Primário 1640 m³/min 32%;
• Secundário 2255 m³/min 44%;
• Terciário 1230 m³/min 24%;
• Oxigênio residual 3%;
• Pressão de ar desejada;
• Primário – 55 a 70 mmCA;
• Secundário – 360 – 390 mmCA;
• Terciário – 600 mmCA;
• A limpeza do ar primário é feita automaticamente por lanças mecânicas;
• A limpeza no ar secundário e terciário, é feita manualmente com auxilio de lanças de ferro.

4. Dados da Fornalha
Dimensões da fornalha:
• Largura e Profundidade: 11,25 m e 11,10 m;
• Altura até o nariz: 34,40 m;
• Altura até o teto: 50,70 m
• Queima específica de sólidos: 15,6 tSS/m²;
• Entrada total de calor: 335,1 MW;
• Emanação de energia da fornalha: 2,53 MW/m²;
• Volume da fornalha: 0,065 MW/m3;
• Superfície da fornalha: 0,148 MW/m2;
• Total de sólidos à fornalha: 2054,5 tSS/dia;
• Perda da pressão dos gases : 2,54 mmca.

5. Ar Primário
O ar primário é aquecido num aquecedor indireto,
utilizando vapor de baixa e de média pressão. Em
seguida, é alimentado à Caldeira nas quatro paredes
da fornalha, localizadas a 1220 mm do piso. O ar
primário requer baixa pressão estática, da ordem de
76,2 – 101,6 mmca (3 a 4 polegadas), com baixa
velocidade e mínima penetração na camada;
Fluxo de ar: 2310 m³/min;
Distribuição do ar: Fluxo de Ar Primário = 37%
(Capacidade do Ventilador = 55%), Pressão de Ar
Primário = 65 mm H2O;
N° de Vigias: 136;
Posição: 34 lado norte, 34 lado sul , 34 leste, 34 oeste;
Modo de limpeza: Pistões pneumáticos.
OBS: Raramente é necessário manutenção em uma
lança do ar primário. Quando há necessidade, retira-
se a lança e faz-se a limpeza manual da vigia avariada.

6. Ar Secundário
• O ar secundário é injetado nas paredes laterais
da caldeira (4 em cada parede), através de um
sistema de dampers de velocidade. Uma
pressão estática elevada é importante para
manter a penetração do jato de ar, melhorando
assim a mistura do ar com os gases da fornalha;
• Fluxo de ar: 1732 m³/min;
• Fluxo de ar (queimando óleo): 3676 m³/min;
• Perda de pressão no duto de ar secundário e
aquecedor: 4,7 mmca;
• Perda de pressão nas vigias de ar secundário:
10,1 mmca;
• Distribuição do Fluxo de Ar Secundário: 40%
(Capacidade do Ventilador = 64%), Pressão de Ar
Secundário: 350 a 400 mm H2O;
• N° vigias: 8;
• Posição: norte e sul;
• Modo de limpeza: Manual, por meio de lanças
de ferro.

7. Ar Terciário
• O ar terciário é suprido apenas nas paredes
frontal e traseira da fornalha, através de 7
aberturas. A exigência de fluxo de ar terciário é
determinada por uma quantidade requerida de
ar para uma combustão completa do licor, visto
que é o ar terciário que permite a combustão
dos resíduos não queimados, como o TRS;
• Fluxo de ar: 1731,0 m³/min;
• Perda de pressão no duto de ar terciário: 5,3
mmca;
• Perda de pressão nas vigias de ar terciário: 14,3
mmca;
• Distribuição de ar - Fluxo de Ar Terciário: 23%
(Capacidade do Ventilador = 47%), Pressão de Ar
Terciário = 500 a 600 mm H2O;
• N° de Vigias: 7;
• Posição: 4 na parte frontal e 3 ao fundo da
caldeira;
• Modo de limpeza: Manual, por meio de lanças
de ferro.

8. Bicas de Fundido (Smelt)
• A inclinação do piso da fornalha permite o escoamento do fundido
para fora da Caldeira, rumo ao tanque de dissolução, através de
quatro canaletas localizadas na parede traseira, simetricamente
ajustadas ao longo da parte inferior da parede. As canaletas são
inseridas na Caldeira através das vigias, e seladas com material
refratário;
• Cada canaleta é dotada dos seguintes itens:
• Sistema de atomização com vapor de média pressão (principal e
reserva), para propiciar a distribuição da corrente de fundido
sobre a superfície de líquido do tanque de dissolução, minimizando
explosões do contato fundido-água;
• Capotas de proteção, denominadas doghouses, as quais envolvem
as canaletas e sua conexão com o tanque de dissolução, reduzindo a
projeção de partículas na área de circulação de pessoal, bem como
a sucção de ar pelo ventilador do scrubber do tanque de dissolução;
• Chuveiros de limpeza das doghouses, para remover eventuais
pedras formadas pela projeção das partículas de fundido;
• Os doghouses são dotadas de um sistema de lavagem que é
derivado da torre de absorção do incerador, que utiliza os chuveiros
de limpeza. Podemos utilizar solução da torre do incinerador ou
licor branco fraco ou água;
• Resfriamento interno com água desmineralizada, com passe único,
contracorrente ao sentido de escoamento, com respectivo
monitoramento.

9. Bicas de smelt
• N° de bicas: 4;
• Posição: Ao fundo da caldeira;
• Temperatura : Em torno de 900 °C;
• Modo de limpeza: Manual, por meio de lanças
de ferro;
• O sistema de atomização com vapor de média
pressão (principal e reserva), para propiciar a
fragmentação da corrente de fundido sobre a
superfície de líquido do tanque de dissolução,
minimizando explosões do contato fundido –
água;
• Substituição anual.
Água para os chuveiros
Vapor para atomizadores

10. Sistema de resfriamento
das Canaletas• O sistema de resfriamento das canaletas de fundido é dotado de dois tanques de água, um superior,
localizado no 4º andar do prédio da Caldeira, e um inferior, localizado no piso térreo. O escoamento da
água através das canaletas se dá por gravidade;
• A água desmineralizada é fornecida ao tanque inferior, com controle de nível automático. Deste tanque,
duas bombas (principal e reserva) alimentam o tanque superior, passando através de um resfriador com
água bruta. O tanque superior, por sua vez, alimenta o sistema por gravidade, retornando a água ao
tanque inferior.
• Chaves de fluxo e indicações de temperatura e pressão monitoram continuamente o sistema. Em caso de
pane elétrica, o tanque superior é dotado de uma conexão de água de emergência, garantindo em
qualquer condição o fornecimento de água às canaletas.
• Em caso de blackout e ocorrerrendo a falta de água de resfriamento das canaletas, temos um sistema de
agua de emergência utilizando agua bruta do hidrante. É utilizado um filtro para retirada de impurezas da
agua.
Tela SDCD Tampões das canaletas

11. Limpeza das portas de
ar primário
Tela SDCD Vigia Suja Vigia Limpa
• O sistema possui 10 caixas em cada parede da caldeira, sendo que cada caixa possui
4 limpadores;
• A limpeza é sempre feita por dois conjuntos de lados opostos da caldeira e
simétricos ao centro;
• O tempo de cada ciclo pode ser ajustado pelo operador de painel;
• Se houver obstrução de uma vigia o operador de área desobstrui utilizando uma
lança metálica;
• A manutenção inspeciona as lanças 1 vez por semana.

12. Limpeza das bicas de smelt

13. Estudo de Caso:
Acidente na bica de smelt #1 em
02/01/2014

14. Obstrução na canaleta #1
• No dia 31/12/2013 às 06:30 h, a caldeira de recuperação estava fora de paralelo para choque térmico;
• Já no dia 01/01/2014 às 16:30 h a caldeira foi colocada em paralelo com a caldeira de força;
• No dia 02/01/2014 as canaletas ainda estavam obstruídas, os operadores de área com auxilio das lanças
de ferro, começaram a fazer a desobstrução das bicas para normalizar a passagem do fundido nas
canaletas. Porém, como as passagens estavam obstruídas, o fundido foi acumulando-se dentro da
fornalha. No momento em que conseguiram perfurar uma das passagens, os atomizadores não deram
conta de espalhar o fundido, pois a pressão foi tanta que rompeu a obstrução, fazendo com que
transbordasse fundido para fora das bicas. Às 12:57 h, a dog house da bica de fundido #1 com o incidente
acabou cedendo e danificando a chaparia devido a explosões.
• No dia 02/01/2014, às 13:20 h houve um Blackout em função da parada da CR. A mesma só voltou em
operação em paralelo, na data de 04/01/2014 às 06:05 h.

15. Obstrução na canaleta #1
• No dia 03/01/2014, às 17:00 h, foram retirados os andaimes do tanque de dissolução;
• No dia 03/01/2014, às 20:10 h, foram retirados os andaimes do tanque de dissolução. Das 20:30 h às 23:00 h foi
realizado limpeza das canaletas;
• 22:05 h Início do aquecimento e pressurização na Caldeira;
• No dia 04/01/2014, às 06:05 h, a Caldeira de Recuperação entrou em paralelo;
• Não foi observado danos físicos na estrutura da canaleta #1, de acordo com testes realizados.

16. Árvore das Causas

17. Procedimento de desobstrução
das canaletas de smelt
Defeitos Causas Correções
1.Canaleta de
Fundido
obstruída.
1. Grandes pedaços da
camada congestionam a
canaleta de fundido.
2. Camada molhada ou
acúmulo de licor na canaleta.
3. Esfriamento da camada
adjacente.
4. Apagamento parcial da
camada
1. Use uma lança para limpar a canaleta (cuidado para
não bater nos tubos da fornalha).
2. Se necessário acenda um queimador de óleo perto
da canaleta.
3. Eleve a temperatura na fornalha através de ajuste
de ar e temperatura do licor e se necessário utilize
queimadores de óleo de partida.
4. Controle a proporção de ar primário, secundário e
licor assegurando-se de que a quantidade de ar na
zona de queima é suficiente, mas não excessiva, se
necessário utilize queimadores de partida.
Obs.: Se houver entupimento completo em duas ou
mais canaletas, pare a queima do licor preto até a
normalização.