Autor: JOÃO BATISTA DOS ANJOS
Introdução
Caldeira é um recipiente cuja função é, entre muitas, a produção de vapor através do aquecimento da água. As caldeiras produzem vapor para alimentar máquinas térmicas, autoclaves para esterilização de materiais diversos, cozimento de alimentos e de outros produtos orgânicos, calefação ambiental e outras aplicações do calor utilizando-se o vapor. A caldeira a vapor tal como conhecemos hoje é a evolução dos protótipos surgidos durante a primeira Revolução Industrial, no século XVIII. Elas foram feitas para diminuir os inconvenientes causados pela queima do carvão.
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Tipos de caldeiras
- Caldeira flamotubular. …
- Caldeira aquatubular. …
- Caldeira mista. …
- Caldeira horizontal e caldeira vertical. …
- Caldeira Lancashire. …
- Caldeira cornuália. …
- Caldeira multitubular. …
- Caldeira locomotiva.
Dentre as citadas a de maior eficiência estão as aquatubulares.
De um modo geral, as caldeiras aquatubulares consistem numa fornalha que é trespassada por uma rede de tubos, onde a água é aquecida até evaporar. Adotando uma análise mais detalhada, é preciso ter em conta os tambores que compõem estas unidades. Estes são recipientes utilizados para o armazenamento de água e vapor, uma caldeira com configuração “horizontal de tubos retos” (horizontal straight tube), composta por apenas um tambor e um sistema de tubos. Os tubos encontram-se na zona inferior do equipamento, e atravessam a zona da fornalha em contra -corrente com os gases de combustão. Este escoamento assegura que o aquecimento se dá inicialmente numa zona mais “fria”, sendo a água exposta a temperaturas cada vez mais elevadas ao longo do seu trajeto. Os tubos encontram-se dispostos segundo uma inclinação, que varia entre 5º a 15º e a ascensão do fluido é provocada pela diminuição contínua da densidade da água. À saída da rede de tubos, a água é levada para um tambor na zona superior da caldeira, onde a água coexiste em ambos os estados: gasoso e líquido. O vapor é separado naturalmente da água e sai no topo do tambor. A alimentação da água dá-se na zona inferior do tambor, onde, por diferença de densidades, já se encontra a água com temperatura mais baixa. A água “fria” entra novamente no sistema de tubos no interior da fornalha, dando início a um novo ciclo.
Levando em conta esse tipo (aguatubular) temos no mercado caldeiras de alta performance para queima de bagaço de cana a 55% de umidade, foi projetada para gerar vapor para o processo de usinas e tem as caraterísticas básicas descritas a seguir.
A fornalha da caldeira é constituída de paredes tubulares aletadas, constituindo uma parede resfriada e estruturalmente integrada. O sistema de tiragem de gases da fornalha é do tipo balanceada, através de ventiladores de tiragem induzidas (IDFs), apropriada para a queima de BIOMASSA, que compreende todas as matérias orgânicas utilizadas como fonte de energia, no caso bagado de cana.
As caldeiras são providas de estruturas metálicas de sustentação por base com dilatação para cima ou suspensa pelo topo, dilatando-se para baixo.
A circulação da água e natural através da diferença de densidade entre a água que recebe o calor dos gases e a parte que não recebe o calor.
O vapor na saída da caldeira é superaquecido e a sua temperatura é controlada através de dessuperaquecedores, o qual injeta água condensada do vapor do tubulão, portanto de alta pureza. Essa caldeira esta provida de recuperadores de calor, a saber: Pré-aquecedor de ar de alta temperatura (pré ar). Pré ar de baixa temperatura (pré-ar) e economizador, para possibilitar alta eficiência térmica.
No circuito de gases de exaustão estão instalados os lavadores de gases, após o economizador e antes dos ventiladores IDF, cuja a finalizada principal é reter os particulados que seriam eliminados pela chaminé e, ao eliminar esses particulados, faz a proteção das pás dos ventiladores.
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