INSTRUMENTOS E DISPOSITIVOS DE CONTROLE DE CALDEIRAS
Tipos de caldeiras flamotubulares Caldeiras flamotubulares ou fogotubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão (gases quentes) circulam no interior dos tubos e a água a ser aquecida ou vaporizada circula pelo lado de fora.
CALDEIRAS DE TUBOS VERTICAIS As fornalhas externas são utilizadas principalmente no aproveitamento da queima de combustíveis de baixo poder calorífico, tais como: serragem, palha, casca de café e de amendoim e óleo combustível (1A, 2A... etc.)
Tipos de caldeiras de tubos horizontais Suas principais características são: pressão máxima de operação de 10 kgf/cm², vaporização específica 12 a 14 kg de vapor/m² e máximo de 100m² de superfície.
Parte mecânica da caldeira O feixe tubular, ou tubos de fogo, é composto de tubos que são responsáveis pela absorção do calor contido nos gases de exaustão usados para o aquecimento da água. Ligam o espelho frontal com o posterior, podendo ser de um, dois ou três passes.
Caldeiras aquatubulares As caldeiras flamotubulares têm o inconveniente de apresentar uma superfície de aquecimento muito pequena, mesmo se o número de tubos for aumentado. A necessidade de caldeiras de maior rendimento, rapidez de geração de grandes quantidades de vapor com níveis de pressão mais elevados, levou ao surgimento da caldeira aquatubular (1)
Caldeiras aquatubulares de tubos retos As caldeiras aquatubulares de tubos retos consistem de um feixe tubular de transmissão de calor, com uma série de tubos retos e paralelos, interligados a uma câmara coletora
Esse tipo de caldeira, incluindo as de tubulão transversal, conforme figuras abaixo são as primeiras concepções industriais, que supriram uma gama de capacidade de produção de 3 até 30 toneladas-vapor/hora, com pressões de até 45 kgf/cm². Os projetos foram apresentados pelas empresas Babcok & Wilcox e a Steam Muller Corp.
Caldeiras aquatubulares de tubos curvos
Vantagens das caldeiras aquatubulares de tubos curvos: redução do tamanho da caldeira; queda da temperatura de combustão; vaporização específica maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m² a 50 kg de vapor/m2 para as caldeiras com tiragem forçada; fácil manutenção e limpeza; rápida entrada em regime; fácil inspeção nos componentes.
DISPOSITIVOS... CALDEIRA AQUATUBULARES E MISTA
GERADORES DE VAPOR FOGOTUBULAR Queimador Fornalha Painel Válvulas de Segurança Garrafa nível Feixe Tubos Tubulão Purga de Fundo Iremos exibir na próximo modulo dispositivos pertencentes a seu equip.
MODULO 4 ÁGUA AR COMBUSTÃO VAPOR
Dispositivos do sistema ÁGUA
GARRAFA DE NÍVEL Problemas comuns- variação de nível, Falta de nível Nivel falso... Através de sensores (eletrodos) internos, comandam os níveis alto e baixo no interior da caldeira, ligando e desligando a reposição de água. arraste
IMPORTÂNCIA O nível de água em uma caldeira é um dos principais parâmetros que garante o seu correto funcionamento. Se as superfícies metálicas expostas ao contato dos gases quentes estiverem banhadas pela água, nenhum dano ocorre ao equipamento, mas se o nível ultrapassar o limite mínimo ao estabelecido cria-se condições de ruptura das paredes metálicas ou, mesmo, de explosões, devido o superaquecimento da placa metálica, comprometendo a segurança da unidade.
Detalhes garrafa de nível
Garrafa de nível - compartimento Ligação dos eletrôdos.
Indicadores Magnéticos de Nível de Líquido
PARTES...
Visor de nível da caldeira VALVULA QUE CONTEM UMA SEGURANÇA CONTRA VAZAMENTO NÃO PERMITINDO O VAZAMENTO PELA TUBULAÇÃO
Conexções do visor de nível.
Bomba de alimentação Bomba centrifugas com múltiplos estágios, + de um estágio e para vencer pressão.
Bomba de alimentação Bomba centrífuga multiestágio de alta pressão, de instalação horizontal ou vertical, para fluidos puros e quimicamente agressivos. cavitação
Trabalham com até 300 mmca de alimentação, free de manutenção... Pode trabalhar até 98ºC BOMBA GRUNFOSS
PLACA DA BOMBA DE ÁGUA
Tanque de alimentação: Volume 15 m3 Pressão máxima de trabalho interno 10kg/cm² Visor de nível do sistema
PROBLEMAS FALTA DE ÁGUA POR NIVEL BAIXO FALTA DE ÁGUA POR CAVITAÇÃO FILME FALTA DE ÁGUA POR EXCESSO DE TEMPERATURA NO TANQUE
Sistema de abrandagem da Caldeira Sal para regeneração Capsula 1 e 2 de abrandagem resina de abrandagem. Filtro de celula: objetivo retirar material particulado do sistema, lama. Filtro de carvão: objetivo retirar o ter de cloro ativo na água para aumentar a eficiência da abrandagem
Válvula de controle de vazão. Bomba tem alimentação contínua Modulante. conforme a vazão aumenta a válvula abre ou fecha.
Injetor da calderia É indispensável instalar, antes do injetor, na linha de vapor, uma válvula globo, a fim de regular a passagem, evitando sobrecarregar o aparelho, desnecessariamente, com a pressão direta. A linha de vapor não deve ter desvios e deve ser bem isolada, de forma que o injetor receba vapor bem seco. A tomada de vapor deve ser feita na parte mais alta da caldeira. Entre o injetor e a caldeira, na saída da água de alimentação, instala-se uma válvula de retenção, a qual deverá ser periodicamente inspecionada. O cano de sucção deverá ter no máximo, 1,30m. Poderá ser ligado a um reservatório ou diretamente à rede de água, através de uma válvula. O vapor condensado, descarregado pelo injetor, deve ser conduzido para fora do reservatório, para evitar o aumento da temperatura da água.
Injetor de água na caldeira video
Válvula de alimentação manual Valvula de retenção Valvula de desvio (injetor manual) Válvula de injeção manual Filtro de entrada de água
Transdutor de nível de água porcentagem de volume do balão No transdutor de volume a indicação é em %, ele mede o volume de vapor no balão e não o nível de água.
DESCARGA DE FUNDO 4 PONTOS
2 DESCARGAS DO BALÃO 2 DESCARGAS DA FORNALHA
Descarga de fundo Como se deve realizar descargar:
Tanque de Descarga para Caldeira
CICLO DE CONCENTRAÇÃO Água de Alimentação Após 1/2 h Após 3/4 h APÓS PURGA DE FUNDO Após 1 h
MODULO 4 CONTINUA... AR COMBUSTÃO VAPOR Fim
Dispositivos do sistema VAPOR
VAPOR... Câmara de vapor: 1/3 de volume de todo balão Temperatura 189 pressão 10 kg Vapor saturado
Manômetro de vapor O Manômetro (português brasileiro) ou Manómetro (português europeu) (do gr. μανός, ligeiro, pouco denso, e -metro) é um instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados. Existem, basicamente, dois tipos: os de líquidos e os de gases.
Tipos... Estes manômetros são para aplicações de 0,6 até 7.000 bar. [1]
VALVULA DE SAIDA DE VAPOR. Classe de pressão 300 PSI VALVULA ASCENDENTE SAIDA PRINCIPAL DE VAPOR
VALVULA DE SEGURANÇA Válvula de segurança e Alívio ou mais comumente chamada de PSV (do inglês Pressure Safety and Relief Valve) é um dispositivo automático de alívio de pressão que pode ser usado como uma válvula de alívio ou de segurança, dependendo da aplicação. Uma válvula de segurança é usada para proteger o pessoal e equipamentos, impedindo o acúmulo excessivo. Os vasos possuem uma pressão máxima, dita PMTP ou PMTA (pressão máxima de trabalho admissível) acima da qual se rompem. Para evitar o rompimento por uma variação eventual de processo ou desvio, a PSV é instalada para aliviar a pressão do sistema antes de seu rompimento.
PLACA DE ORIFÍCIO É um dos meios mais usados para medição de fluxos. Dados de entidades da área de instrumentação mostram que, nos Estados Unidos, cerca de 50% dos medidores de vazão usados pelas indústrias são desse tipo. Certamente as razões para tal participação devem ser as vantagens que apresenta: simplicidade, custo relativamente baixo, ausência de partes móveis, pouca manutenção, aplicação para muitos tipos de fluido, instrumentação externa, etc. Desvantagens também existem: provoca considerável perda de carga no fluxo, a faixa de medição é restrita, desgaste da placa, etc.
BALÃO DE TOMADA DE VAPOR TRANSDUTOR DE PRESSÃO DE TOMADA DE PRESSÃO...
PRESSOSTADO DE SEGURANÇA Pressostato é um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do sistema de proteção de equipamento ou processos industriais. Sua função básica é de proteger a integridade de equipamentos contra sobrepressão ou subpressão aplicada aos mesmos durante o seu funcionamento.
MODULO 4 CONTINUA... AR COMBUSTÃO Fim
AR
CAMARA DE COMBUSTÃO 0² + CO= CO² O2 CO NO + SO + Combustível + Oxigênio Dióxido de carbono + Água + Calor
CURIOSIDADE SOBRE O AR (O²) O oxigénio (português europeu) ou oxigênio (português brasileiro) é um elemento químico de símbolo O, número atômico 8 (8 prótons e 8 elétrons) com massa atômica 16 u. Na sua forma molecular, O 2, é um gás a temperatura ambiente, incolor (azul em estado líquido e sólido), insípido, inodoro, comburente, não combustível e pouco solúvel em água. Representa aproximadamente 20% da composição da atmosfera terrestre. É um dos elementos mais importantes da química orgânica, participando de maneira relevante no ciclo energético dos seres vivos, sendo essencial na respiração celular dos organismos aeróbicos.
O² - prioridade em uma combustão.
O sistema que faz essa alimentação de ar e proporciona combustão. É o sistema de DUTOS DE AR EXASTORES E INSUFLADORES.
MOTOR PRINCIPAL MODOR DO DAMPER AUTOMÁTICO PARA ABAFAR A CALDEIRA VENTILADOR (INSUFLADOR) DE AR SECUNDÁRIO É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 25% DE TODO AR NA FORNALHA??? M3/H DE AR.
Damper de regulagem de ar superior Damper regulagem de ar inferior Dutos de insuflação parte superior e inferior fornalha É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 25% DE TODO AR NA FORNALHA??? M3/H DE AR.
Dutos insuflação de ar parte superior e inferior da fornalha
Motor do insuflador Motor do damper VENTILADOR (INSUFLADOR) PRIMÁRIO Silenciador É UM AR COM PROPORÇÕES QUE EQUIVALEM A 75% DE TODO AR NA FORNALHA??? M3/H DE AR.
Dutos de ar primário
Exaustor principal Retira todo o ar em combustão dentro da caldeira como ele tem vazão maior que os insufladores ele proporciona a circulação de ar. Na caldeira.
Sistema completo de queima.
Combustão
Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor e luz. Durante a reação de combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes.
COMBUSTÃO No caso da queima em ar de hidrocarbonetos (metano, propano, gasolina, etanol, diesel, etc) são formadas centenas de compostos, por exemplo CO 2, CO, H 2 O, H 2,CH 4, NO x, SO x, fuligem, etc,
Gaveta de pré alimentação
Final de esteira de alimentação
Compartimento de lenha - hidráulico
Porta articulada
Processo de combustão...fornalha Combustão completa Em uma combustão completa, o reagente irá queimar no oxigênio, produzindo um número limitado de produtos e uma chama oxidante, azul. Quando umhidrocarboneto queima no oxigênio, a reação gerará apenas dióxido de carbono e água. Quando elementos como carbono, nitrogênio, enxofre eferro são queimados, o resultado será os óxidos mais comuns. Carbono irá gerar o dióxido de carbono. Nitrogênio irá gerar o dióxido de nitrogênio. Enxofre irá gerar dióxido de enxofre. Ferro irá gerar óxido de ferro (III). A combustão completa é normalmente impossível de atingir, a menos que a reação ocorra em situações cuidadosamente controladas, como, por exemplo, em um laboratório.
Combustão incompleta Na combustão incompleta não há o suprimento de oxigênio adequado para que ela ocorra de forma completa. O reagente irá queimar em oxigênio, mas poderá produzir inúmeros produtos. Quando um hidrocarboneto queima em oxigênio, a reação gerará dióxido de carbono, monóxido de carbono, água, e vários outros compostos como óxidos de nitrogênio, dependendo da composição do combustível. Também há liberação de átomos de carbono, sob a forma de fuligem. A combustão incompleta é muito mais comum que a completa e produz um grande número de subprodutos. No caso de queima de combustível em automóveis, esses subprodutos podem ser muito prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, e ao seu carro.
Combustão incompleta Alto índice de combustível CO alto e O2 baixo
Chaminé caldeira Combustão completa CO + O² = CO² QUANTO MAIS ALTO O CO² MELHOR SERÁ A EFICIÊNCIA DA CALDEIRA.
Combustão de combustíveis sólidos O ato da combustão consiste em três fases relativamente distintas, mas que se sobrepõem: Fase de pré-aquecimento, quando o combustível não queimado é esquentado até o seu ponto de fulgor e depois para seu ponto de combustão. Gases inflamáveis começam a ser envolvidos em um processo similar à destilação seca. Fase de destilação ou fase gasosa, quando a mistura dos gases inflamáveis com oxigênio sofre ignição, energia é produzida em forma de calor e luz. Fogo normalmente é visível nesta fase. Fase de carvão ou fase sólida, quando a saída de gases inflamáveis é muito pouca para a presença persistente de chama, e o combustível carbonizado queima lentamente. Ele só fica incandescente e depois continua a arder sem chama.
SISTEMA DE AR TODO O SISTEMA DE AR PROPORCIONA A EFICIÊNCIA EM QUEIMA DA CALDEIRA QUANTO MELHOR A QUEIMA RELAÇÃO COMBUSTIVEL E O² MELHOR SERÁ A EFICIÊNCIA DA CALDEIRA.
Tanque de condensado Bomba de condensado Válvula modulante Abrandador Filtro Garrafa de nivel Visor de nivel Transdutor de nivel Descarga de fundo RELEMBRANDO.
RELEMBRANDO. Válvula de segurança Camara de vapor Manômetro de pressão vapor valvula de saida de vapor Pressostado de segurança Placa de orifício Pressostado de segurança
RELEMBRANDO. insuflador ar primário Insuflador de ar secundário Transdutor de diferencial de pressão Pirômetro chaminé Exaustor
RELEMBRANDO. Fornalha Portas articuladas Esteira de alimentação lenha Compartimento de pré alimentação Medidores de eficiência.
PROVA DE AVALIAÇÃO PRÓXIMA SEMANA. TERÇA FEIRA:05/06/2012 PROVA DE AVALIAÇÃO QUINTA FEIRA:07/05/2012 5º MODULO SEXTA FEIRA: 08/06/2012 PROVA (FALTANTES E 5ºMODULO)