AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO

AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO Prefeitura Municipal de Curitiba Instituto Municipal de Administração Pública IMAP

PREFEITURA MUNICIPAL DE CURITIBA AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO Operação, Manutenção e Segurança Gilson Manoel dos Santos Curitiba 2011 1

APRESENTAÇÃO Este trabalho tem por objetivo a descrição de funcionamento, a operação segura e a manutenção preventiva e corretiva dos aquecedores de fluído térmico e das redes de aquecimento instaladas nas Usinas de Asfalto da Prefeitura Municipal de Curitiba. Mais importante que aprender a operar, manter e reparar esses equipamentos ações relativamente simples é conhecer os aspectos que podem comprometer a segurança, das máquinas e das pessoas envolvidas. Esperamos que as instruções e especificações aqui contidas colaborem para uniformizar os procedimentos em ambas as Usinas de Asfalto. O autor. 2

ÍNDICE 1. Caldeiras X Aquecedores de Fluído Térmico 1 2. Utilização dos Aquecedores em Usinas de Asfalto 4 3. Descrição do equipamento e princípios de funcionamento 5 4. Rede de condução de fluído térmico 14 5. Operação 16 6. Procedimentos de manutenção 20 7. Manutenção preventiva 24 Segurança na operação 3

AQUECEDORES DE FLUÍDO TÉRMICO 1. Caldeiras X Aquecedores de Fluído Térmico Pressão, calor e temperatura. Algumas definições: - Pressão Pressão é uma força exercida sobre uma unidade de superfície. Por exemplo, a pressão atmosférica é a pressão exercida pelo peso do ar sobre a superfície da terra. Quanto mais subimos, menor a pressão (menos ar - menos peso - menos pressão). Nos manômetros (instrumentos umentos de medir pressão, foto 1),, é comum vermos uma escala indicado kgf/cm². kg. O que significa o manômetro medindo 2 kgf/cm²? Significa que, a cada centímetro quadrado (um quadrado de um por um centímetro), existe um peso de 2 kgf. - Temperatura Temperatura emperatura é a medida da agitação térmica das pequenas partículas que compõem a matéria. matéria. Quanto maior a agitação dessas partículas, maior a temperatura. Interessante notar que a temperatura pode subir indefinidamente, mas que não ão existe temperatura inferior inferio a 273 C negativo (o chamado zero absoluto). Os instrumentos que medem a temperatura são os termômetros (foto 2). - Calor O calor é uma forma de energia em trânsito, e que só existe entre dois corpos com diferença de temperatura (o calor passa do mais quente para o mais frio). ). Observar que calor e temperatura são coisas diferentes. Por exemplo, uma faísca que salta de um rebolo de esmeril tem alta temperatura (mais de 1000 C), mas nada faz se cair na mão, pois como é muito pequena (pouco peso, ou melhor, melhor, massa) tem pouco calor. Um copo de água fervente tem relativamente pouca temperatura (perto de 100ºC), mas muito calor, e queima a mão em que cair. Foto 1 - Manômetro Foto 2 - Termômetro 4

Caldeiras O que são caldeiras? Caldeiras são equipamentos muito similares à panelas de pressão gigantes,, e a grande maioria trabalha com água. Nas caldeiras, a água é aquecida até ferver (ocorre a chamada mudança de fase, de líquido - água, para vapor - "gás"), e o vapor é então aquecido também, podendo pode atingir enormes pressões (250 250 kgf/cm²) kgf/cm² e temperaturas (500 C). As caldeiras então existem para produzir esse vapor, que é usado, por exemplo, em aquecimento, geração de energia mecânica em turbinas, turbina etc. Como o vaporr está sempre em altas pressões nesses equipamentos, existem nas caldeiras os chamados "vasos de pressão", que são os recipientes destinados os a conter esse vapor e resistir a essas pressões altíssimas. Compare a pressão do vapor produzido nas caldeiras com a pressão atmosférica ao nível do mar (~1 kgf/cm²), e daí você verá porque que as caldeiras podem explodir, por problemas de construção, operação ou manutenção. Essas explosões são chamadas explosões por pressão, e causam graves danos ao equipamento e a tudo udo que estiver próximo, inclusive pessoas. As caldeiras podem ser aquecidas através da queima de um combustível (óleo, gás (figura 3), carvão, lenha, etc), por resistências elétricas (figura 4) ou por fontes não convencionais (energia nuclear, solar, etc). etc). As aquecidas com combustíveis líquidos ou gasosos podem, também por problemas de construção, operação ou manutenção, explodir devido ao combustível. Falaremos mais sobre isso. Figura 3 Caldeira à gás Figura 4 Caldeira elétrica 5

Aquecedores de Fluído Térmico O que são aquecedores de fluído térmico? Os aquecedores de fluído térmico são o que seu nome diz. Aquecem um fluído - em nosso caso, nas usinas de asfalto, um óleo mineral muito parecido com aquele que é usado para lubrificar o motor dos automóveis - o óleo térmico. Nossa intenção é usar esse calor do óleo para aquecer outras coisas. Em nossos aquecedores é usado óleo diesel como combustível de aquecimento (foto 5). Esses equipamentos têm duas diferenças fundamentais em relação às caldeiras: - Não há mudança de fase, ou seja, em operação normal e correta, o óleo térmico jamais vai ferver dentro do aquecedor. - Operam à pressão atmosférica. Isso significa que não há vaso de pressão nos aquecedores de fluído térmico. É praticamente impossível um aquecedor de fluído térmico explodir por excesso de pressão (pois opera à pressão atmosférica), mas é possível sim explodir por problemas de combustível. Além disso, como em todo equipamento em que há chamas e calor, existe perigo de incêndios Foto 5 - Aquecedor de Fluído Térmico - Usina Norte E por que (quase) todos chamam os aquecedores de fluído térmico das usinas de asfalto de caldeiras? No passado, as usinas de asfalto usavam caldeiras a vapor, no lugar de aquecedores de fluído térmico. O tempo passou mas o nome - hoje errado - se manteve. 6

2. Utilização dos aquecedores de fluído térmico em usinas de asfalto As usinas de asfalto utilizam normalmente dois derivados de petróleo "pesados" em sua operação, o CAP (cimento asfáltico de petróleo) e o óleo combustível (OC-A1, em nosso caso). Esse derivados são chamados de pesados pois são muito viscosos (OC- A1) ou sólidos (CAP) a temperatura ambiente. O óleo combustível, utilizado no aquecimento dos agregados dentro do secador, deve ser vaporizado no maçarico para uma queima adequada. Para que isso ocorra, deve ser mantido a 100 C dentro do reservatório (para evitar sua contaminação com água) e nas tubulações, e chegar a aproximadamente 135ºC no maçarico. Essas temperaturas são atingidas através da circulação do fluído térmico aquecido, dentro de serpentinas no tanque, através de camisas de aquecimento nas tubulações e da circulação no retificador. O CAP, no processo de produção do asfalto, é injetado dentro do secador, em uma quantidade muito precisa. Para que possa ser bombeado, o CAP deve ser mantido, nos tanques, nas tubulações e na bomba a temperatura de 150ºC. Aqui também as temperaturas são atingidas pela circulação do fluído térmico nas serpentinas dos tanques, camisas dos tubos e retificador. Os tanques de armazenamento, seja de óleo combustível, seja de CAP, estão em contínua perda de calor para o ambiente, mesmo sendo construídos com isolamento térmico. As tubulações encamisadas resfriam ainda mais rapidamente após a parada do aquecedor, chegando a temperatura ambiente. Esse motivo torna necessário o funcionamento do aquecedor pelo menos duas horas antes do início da produção das usinas de asfalto, e durante os finais de semana. Na figura 6 temos uma representação esquemática e simplificada do sistema de aquecimento utilizado na Usina Norte: Figura 6 Sistema de aquecimento da Usina Norte 7

3. Descrição do equipamento componentes / Princípios de Operação As duas usinas de asfalto da Prefeitura Municipal de Curitiba têm o mesmo modelo de aquecedor de fluído térmico: - Aquecedor térmico tipo horizontal, estacionário, modelo AFI-H-400 - Capacidade de aquecimento: 400.000 kcal/h - Temperatura máxima de aquecimento do fluído térmico: 250 C - Combustível: óleo diesel O aquecedor é um equipamento que transfere calor de um combustível, óleo diesel, em nosso caso, para um fluído, o óleo térmico. A idéia é usar a energia liberada pela queima desse combustível para aquecer os derivados de petróleo pesados em uso na usina de asfalto. Componentes do equipamento: Componentes mecânicos: Corpo: É um cilindro de aço soldado, que serve de invólucro para o sistema de troca térmica. O corpo tem ligado a si os suportes, e tem externamente uma camada de isolamento térmico, protegida por uma chapa fina galvanizada. Foto 7 Corpo do aquecedor Chaminé: É por onde saem os gases da combustão do maçarico (foto 8). Foto 8 - Chaminé 8

- Serpentinas: É um sistema de tubos, em duas camadas (primário e secundário), por onde circula o óleo térmico a ser aquecido. O processo de aquecimento se dá pela chama e gases quentes que atingem as serpentinas pelo lado de fora, aquecendo o óleo em seu interior (foto 9). Foto 9 Serpentinas no interior do aquecedor Queimador: É onde se dá a queima do combustível. Partes constituintes: - Corpo: É a carcaça do queimador. Foto 10 Corpo do queimador 9

- Motor elétrico: Motor de eixo passante, que aciona simultaneamente a bomba de combustível e o ventilador (foto11). Foto 11 Motor do queimador - Bomba de combustível: Eleva a pressão do óleo diesel, permitindo assim sua vaporização (foto 12). Foto 12 Bomba de combustível com manômetro. - Ventilador: Proporciona o ar necessário para a correta queima do combustível - Controlador de vazão de ar: Regula a quantidade de ar injetada pelo ventilador. Tem duas posições: uma fixa inicial e uma segunda, mais aberta, acionada pelo sistema de comando (foto 13). Foto 13 Controlador de vazão de ar 10

- Bicos injetores: Dois bicos injetores, com ângulos de injeção diferentes. É por onde o combustível sai para ser queimado. Como temos dois bicos, na realidade teremos também duas chamas, 1º estágio (bico 1) e 2 estágio (bico 2)(foto 14) Foto 14 Bico injetor - Válvulas solenóides: Duas válvulas acionadas eletricamente, que liberam a passagem do combustível para os bicos 1 e 2 (foto 15). Foto15 Válvulas solenóides dos bicos 1 e 2 - Eletrodos: Eletrodos com revestimento de porcelana, que dão partida, através de faísca, ao fogo no queimador (foto16). Foto 16 - Eletrodos 11

- Bomba de circulação e reservatório de água. Bomba centrífuga acionada por motor elétrico, é a responsável pela circulação do fluído térmico no circuito de aquecimento (serpentinas de aquecimento, tubulações, serpentinas nos tanques). A vedação do eixo da bomba é feita através de selo mecânico, que é refrigerado por água contida em um reservatório próprio (foto 17). Foto 17 Bomba centrífuga de circulação do fluído térmico, com motor de acionamento Reservatório de água de refrigeração da bomba: A circulação da água mantém baixa a temperatura do selo mecânico, que veda o eixo da bomba. O reservatório deve ser mantido com água acima do nível da tubulação mais alta (retorno)(foto 18). Foto 18 Reservatório de água para refrigeração da bomba Reservatório de expansão Reservatório acima do aquecedor, opera a pressão atmosférica (isto é, aberto), e absorve as variações de volume do fluído térmico em função da temperatura. Tem em seu interior um sensor de nível elétrico, e um visor de nível transparente em sua lateral (foto 19). Foto 19 Reservatório de expansão 12

Acessórios: - Válvulas de gaveta: Existem duas válvulas de gaveta, uma antes e uma depois da bomba de circulação, que devem ser fechadas para remoção da bomba ou limpeza do filtro. Em operação normal ambas devem ficar completamente abertas (foto 20). Foto 20 Válvulas de gaveta -Filtro de óleo térmico: Filtro de tela, instalado antes da entrada da bomba de circulação de óleo, destinado a impedir a entrada de corpos estranhos na bomba (foto 21). Foto 21 Filtro de óleo térmico - Filtro de óleo diesel: Localizado na tubulação, pouco antes da bomba de injeção (foto 22). Foto 22 Filtro de óleo diesel 13

- Válvula solenóide de segurança: Localizada próximo ao tanque de combustível, impede a passagem de óleo diesel no caso de parada da bomba de circulação (foto 23). Foto 23 Válvula de segurança - Válvula de desvio: Localizada na tubulação logo após a saída do aquecedor, se aberta, desvia parte do óleo aquecido para o reservatório de expansão. Utilizada para retirar o ar presente nas linhas, quando de manutenção nas tubulações ou troca do óleo térmico (foto 24). Foto 24 Válvula de desvio Manômetros e termômetros Existem dois manômetros no equipamento: um que mede a pressão na linha de fluído térmico, logo após a bomba centrífuga, e outro que mede a pressão de injeção de óleo diesel, localizado no corpo da bomba do maçarico. Existe um termômetro que mede a temperatura do fluído térmico que retorna dos tanques, instalado na tubulação logo após a bomba de circulação (fotos 25 e 26). Foto 25 Manômetro e termômetro Foto 26 Manômetro da bomba de injeção de combustível 14

Componentes elétricos/eletrônicos: São os equipamentos que permitem o funcionamento correto e seguro do aquecedor. 1. Painel de comando: Parte frontal - Interruptores, sinalizadores luminosos e sonoros: 04 interruptores liga/desliga: chave geral, bomba, estágio 1 e estágio 2. A cada interruptor está relacionado um sinalizador luminoso, indicando ligado quando aceso. 04 interruptores que silenciam os sinalizadores sonoros de alarme de alta temperatura, nível de óleo, problemas no queimador e problemas na bomba de circulação. Cada um desses alarmes têm associados um sinalizador luminoso (foto 27). - Controlador de temperatura: Foto 27 Painel de comando Controlador eletrônico que é o responsável pelo comando do sistema de aquecimento. Tem dois grupos de dígitos: dígitos maiores, em vermelho, representam a temperatura do fluído térmico na saída do aquecedor; dígitos menores, em verde, representam a temperatura selecionada pelo operador do equipamento (esse valor pode ser modificado, dentro de certos limites, através da teclas seta para cima e seta para baixo ). As outras duas teclas são utilizadas para programação da lógica do aparelho, e não são usadas na operação. O controlador de temperatura recebe informações, para seu funcionamento, de um termopar instalado na tubulação que sai do aquecedor (foto 28). Foto 28 Controlador de temperatura 15

Parte interna Na parte interna do painel estão (foto 29): 1 - os disjuntores de proteção dos circuitos, 2 - o sistema de acionamento e proteção do motor da bomba de circulação de fluído térmico e 3 - o termostato de segurança. Foto 29 Interior do painel de comando 2. Caixa de comando do queimador. Sobre o motor do ventilador/bomba de combustível do queimador, existe uma caixa metálica com fecho, onde está instalado o sistema de comando e acionamento. Nesta caixa temos (foto 30): - O transformador que produz a tensão necessária à faísca para acendimento do queimador (1). - O sistema de temporização e segurança da combustão (o mais importante sistema de segurança do aquecedor de fluído térmico) (2). Esse sistema recebe informações de um sensor colocado no corpo do queimador (foto 31). - O sistema de acionamento/segurança do motor elétrico do ventilador/bomba de combustível (3). Foto 30 Caixa de comando Foto 31 Sensor de chama 16

4. Rede de condução de fluído térmico. O aquecedor de fluído térmico é uma das partes do sistema de aquecimento. A outra é a rede de condução. A rede de condução é constituída pela tubulação que leva fluído térmico aos pontos em que o calor nele contido é usado, pelas serpentinas que transferem esse calor aos derivados de petróleo, pelas válvulas que permitem ou impedem a passagem do fluído, pelos retificadores, pela válvula que regula a pressurização da linha principal, pelas camisas nos tubos de transporte destes derivados, e pela tubulação em que o fluído retorna, mais frio, ao aquecedor. A operação dessa rede de maneira correta garante que as temperaturas dos derivados de petróleo estejam de acordo com as necessidades do processo de produção do CBUQ. A lógica das válvulas da rede de condução é muito semelhante nas duas usinas da PMC, diferindo apenas com relação aos acessórios ligados à essa rede. Basicamente existe uma ligação em série entre os tanques, na seguinte sequência fechada: - Circuito de pressão: bomba de circulação tanque de óleo combustível tanque de CAP 1 tanque de CAP 2 válvula de controle de pressão - Circuito de retorno: Válvula de controle de pressão bomba de circulação. Todas as saídas acessórias estão ligadas no circuito de pressão. O fluído proveniente dessas saídas aquece, através de válvulas individuais, as camisas dos tubos de condução de CAP e óleo combustível, as bombas de injeção, os retificadores, etc Aquecimento dos tanques Os tanques que devem ser aquecidos têm a passagem de fluído térmico liberada em suas serpentinas; naqueles que não devem ser aquecidos, o fluído não entra. Observe o esquema de tubulações de ligação entre o aquecedor e os tanques. Considere apenas o tanque de óleo combustível (figura 32). O fluído aquecido chega e encontra as válvulas V1 e V2. Temos quatro possibilidades: - V1 e V2 estão fechadas: a passagem de óleo fica completamente bloqueada, a pressão no manômetro do aquecedor vai subir, e em breve teremos um alarme de superaquecimento com a parada do aquecedor; - V1 fechada e V2 aberta: o óleo passa direto e não aquece o conteúdo do tanque; - V1 e V2 abertas: a maior parte do óleo não aquece o interior do tanque, embora alguma parte dele entre. Produz um aquecimento muito pequeno do conteúdo do tanque; - V1 aberta e V2 fechada: todo o óleo passa pelo interior das serpentinas de aquecimento do tanque, transferindo seu calor ao óleo combustível armazenado. 17

Figura 32 Aquecedor e rede de condução de fluído térmico O mesmo procedimento de válvulas é usado para os outros tanques, sempre com o mesmo raciocínio entra fluído aquecido nas serpentinas do tanque que desejamos aquecer. Observar que nunca deve ocorrer a situação das duas válvulas de um tanque ficarem fechadas simultaneamente isso bloqueia o fluxo de óleo térmico, fazendo com que aquele parado dentro do aquecedor superaqueça e levando a parada do processo com alarme. A válvula de pressão A válvula de pressão está instalada entre o ramal de pressão e o de retorno. Sua função é a de aumentar a pressão na linha, tornando possível que o fluído chegue aos acessórios (fotos 33). Assim: - Quando a usina não está produzindo, e não precisamos de aquecimento em nenhum acessório, a válvula deve ficar completamente aberta. - Quando a usina está produzindo, e/ou necessitamos de aquecimento em acessórios (linhas, bombas, etc), a válvula fica em posição intermediária (meio fechada). - A válvula nunca deve ficar fechada, pois a vazão de retorno diminui muito, e pode haver superaquecimento do aquecedor. Fotos 33 Válvula de pressão fechada, aberta e em posição intermediária. 18

5. Operação do conjunto Aquecedor de Fluído Térmico / Rede de condução. Como vimos, através do Aquecedor utilizamos a energia contida no combustível (óleo diesel) para aquecer os tanques e tubulações dos derivados de petróleo, sendo que o fluído térmico aquecido é o meio pelo qual essa energia é transmitida. Para que isso ocorra, necessitamos de algumas coisas aconteçam, simultaneamente: - Combustível deve chegar ao queimador - Fogo (controlado) deve ser produzido no queimador - O fluído térmico deve circular no circuito - O circuito deve ser tal que o fluído térmico chegue aos locais onde o aquecimento é necessário Operação do aquecedor de fluído térmico, com descrição de cada fase: Ligar o equipamento no início do expediente diário: 1. Abrir a válvula de combustível para o queimador. 2. Ligar a CHAVE GERAL no painel de comando 3. Verificar se estão acesos os números no controlador de temperatura (em vermelho a temperatura atual, em verde a temperatura selecionada) 4. Verificar se a temperatura selecionada está correta (aumentar ou diminuir nas teclas de setas) 5. Ligar a BOMBA de circulação no painel de comando 6. Verificar a pressão no manômetro na linha que sai da bomba. A pressão deve estar entre 4 e 5 kgf/cm². Caso a pressão esteja muito baixa (próximo a zero), a válvula de entrada pode estar fechada, ou há um grande vazamento nas linhas; caso a pressão esteja muito alta (acima de 5 kgf/cm²), há alguma obstrução na linha (alguma válvula está fechada) 7. Após o funcionamento da bomba de circulação, a temperatura indicada em vermelho no controlador começará a subir (óleo mais quente está vindo das serpentinas dos tanques). Se a bomba estiver funcionando normalmente, passar para o próximo passo. 8. Ligar a chave 1 ESTÁGIO no painel de comando. A seguinte sequência ocorre automaticamente: - O motor elétrico do queimador é ligado. Assim, a bomba de combustível e o ventilador são acionados. - Após alguns segundos de funcionamento (tempo em que somente ar é mandado ao queimador, para limpar qualquer resíduo de combustível dentro da câmara), é liberado combustível ao bico 1, e ao mesmo tempo uma faísca é emitida entre os eletrodos que estão a frente do bico. O óleo entra em ignição, e o aquecedor está aceso. 9. Na primeira vez em que o aquecedor é ligado no dia, deixar apenas o primeiro estágio funcionando por alguns minutos, principalmente em dias muito frios, antes de ligar o 2 estágio. 19

10. Estando os 1º estágio estável a chama se mantendo, ligar o 2º ESTÁGIO. A seguinte sequência ocorre automaticamente: - É liberado combustível ao bico 2. Ao mesmo tempo, a porta de controle na entrada do ventilador se abre um pouco mais, garantindo oxigênio para a quantidade adicional de óleo diesel a ser queimada. Observação: Os dois bicos, 1 e 2, liberam a mesma quantidade de óleo diesel. A diferença entre eles está no ângulo de injeção, ou leque. O bico 1 tem um ângulo de 45 (chama larga e curta), para que o óle o possa ser inflamado pela faísca dos eletrodos; o bico 2 tem ângulo de 60, p rovocando uma chama mais estreita e mais longa. O aquecedor está agora funcionado. Caso não exista nenhum problema, a temperatura do fluído térmico será mantida dentro de uma faixa mais ou menos entre a temperatura selecionada no controlador e menos 15 C daquela, dependendo da temperatura ambiente, temperaturas dos conteúdos dos tanques, existência de vento, etc Estando o aquecedor em funcionamento normal, posicionar as válvulas da rede de condução de acordo com o desejado aquecimento dos tanques, linhas e acessórios. Em cada uma das unidades (usinas norte e sul), existem particularidades nos procedimentos relativos às linhas de condução, que não são iguais. Essas diferenças de procedimento serão tratadas individualmente, em cada local. Lembrar que: - A temperatura ideal para o armazenamento do CAP nos tanques e seu uso é de 150 C - A temperatura ideal para o armazenamento do óleo combustível no tanque é de 100 C. O acréscimo de temperatura necessário par a seu uso (+30 a 40 C) é conseguido no retificador. - Desligar o equipamento ao final do expediente: 1. Desligar as chaves 1 ESTÁGIO e 2 ESTÁGIO 2. Manter a bomba de circulação ligada até a temperatura indicada em vermelho no controlador chegar até 150 C. Desligar a chave da BOMBA. 3. Desligar a CHAVE GERAL. 4. Fechar a válvula de óleo diesel. Os alarmes Pode acontecer do Aquecedor de Fluído Térmico não funcionar corretamente. Caso o problema seja grave, um alarme dispara, um sinal luminoso acende no painel de comando, e a máquina para. Temos quatro alarmes: 20

1. Alarme de alta temperatura Ocorre quando a temperatura do fluído térmico ultrapassa a temperatura máxima selecionado no controlador. Isso pode ocorrer: - Obstrução na passagem do fluído térmico, provocada por válvulas incorretamente posicionadas; - Temperatura selecionada muito baixa, quando os tanques já estão aquecidos e há pouca troca de calor; - Excesso de calor produzido (os dois estágios acionados) quando os tanques já não necessitam de tanto aquecimento. O alarme de alta temperatura desliga completamente o aquecedor (corta o combustível dos bicos e para a bomba de circulação) e aciona os alarmes sonoro e visual. Para cancelar o alarme, deve-se desligar a chave geral, tendo o cuidado de antes verificar e corrigir a causa do problema. 2. Alarme da bomba Ocorre quando há problemas com o motor elétrico da bomba de circulação (normalmente queda de disjuntor). 3. Alarme de nível baixo Ocorre quando o nível de fluído térmico dentro de reservatório de expansão cai abaixo do limite mínimo medido pela bóia (sensor). 4. Alarme de queimador. É o alarme mais grave do equipamento, e ocorre quando a chama não se mantém estável no queimador. O sistema de proteção, que aciona o alarme, funciona da seguinte forma: - Quando o equipamento é ligado, ou quando o aquecimento é religado pelo controlador de temperatura, o ventilador do queimador é acionado por um tempo determinado, para limpar o interior da câmara. - Após essa limpeza, o combustível é liberado para o bico 1, ao mesmo tempo em que uma faísca surge entre os eletrodos que estão a frente do bico. - Se tudo funcionar corretamente, a chama acende, e esse fato é comunicado ao programador, através de um sensor de chama. - Se a chama não acender, o processo é reiniciado (ar de limpeza, injeção de óleo, faísca). Se mais uma vez não funcionar, o alarme do queimador é acionado (sonoro e visual), e o processo para. O alarme é cancelado no botão que existe no corpo do programador de combustão, dentro da caixa metálica sobre o maçarico. Importante observar que esse alarme indica um problema grave, podendo existir risco de explosão do corpo do aquecedor por injeção de combustível em superfície quente, em caso de muitas tentativas sem ignição normal. A ação dos alarmes deve ser rara. NÃO OPERAR UM EQUIPAMENTO EM QUE OS ALARMES ATUEM COM FREQUÊNCIA A CAUSA DEVE SER DESCOBERTA E CORRIGIDA. 21

Alguns problemas de funcionamento e suas causas mais comuns: Chave geral do aquecedor não liga - Verifique a alimentação elétrica - Verifique os disjuntores do painel de comando Aquecedor liga, mas a bomba de circulação não funciona - Verifique o disjuntor da bomba - Verifique o relê de proteção colocado junto ao contactor de acionamento da bomba A bomba de circulação gira normalmente, mas a pressão não estabiliza (manômetro oscilando): - Verifique a existência de ar na tubulação. Abrir a válvula de retorno para o reservatório de expansão, desligando a bomba sempre que a oscilação começar. Repetir o processo algumas vezes e fechar a válvula quando a pressão estabilizar A bomba de circulação gira, mas o motor do queimador (ventilador/bomba de combustível) não funciona: - Verifique a alimentação elétrica do queimador - Verifique o relê de proteção do motor elétrico, dentro da caixa metálica A bomba de circulação e o ventilador giram, mas o queimador não funciona (não acende) - Verifique a alimentação elétrica do queimador - Verifique se o alarme do queimador não está acionado - Verifique se há combustível chegando à bomba de injeção - Verifique a pressão da bomba de combustível (8 kgf/cm²) - Verifique se há faísca chegando à ponta dos eletrodos - Verifique se há entupimento do bico 1 (ver procedimento 2) O 1 estágio acende, mas logo após apaga. - Verifique o filtro de combustível - Verifique se não há entrada de ar no filtro de combustível, conexões e tubos. - Verifique o filtro (peneira) no corpo do bico injetor 1 procedimento 2 exposto a seguir. O 1 estágio (bico 1) acende normalmente, mas quand o se liga o 2 estágio, o queimador apaga: - Verifique se o filtro de combustível não está entupido - Verifique se a regulagem do ar do 2 estágio não está incorreta (excesso de ar que assopra o fogo siga o procedimento 1 exposto a seguir Excesso de fuligem na chaminé, principalmente com o 2º estágio ligado. - Verifique a regulagem de ar do 2º estágio (falta de ar, resultando em combustão incompleta procedimento 1) - Verifique o filtro (elemento sinterizado) no corpo do bico injetor 2; procedimento 2. 22

6. Procedimentos de manutenção Procedimento 1 Regulagem do ar do 2 estágio (bic o 2) O ar necessário para combustão apenas com o bico 1 geralmente não apresenta problemas, pois a regulagem é estática e normalmente não é alterada (foto 34) Caso exista fumaça visível (fuligem) quando o 2º estágio está em operação, há falta de oxigênio, e o ar deve ser regulado. A regulagem é feita através de uma porca e uma contraporca próximas às solenóides dos bicos, da seguinte maneira (foto 35). 1- Estando o equipamento ligado apenas no 1 estági o, afrouxar a contraporca (chave de boca 22mm) da regulagem do ar; 2- Ligar o 2 estágio. Se a chama apagar, aperte um pouco a porca e recomece o processo; se a chama permanecer acesa mas fuligem sair pela chaminé, afrouxe um pouco a porca até que não exista fumaça visível. 3- O ajuste deve ser feito muito lentamente. 4- Conseguida uma boa regulagem chama estável sem fumaça visível desligar e ligar manualmente o 2 estágio para veri ficar se o problema foi resolvido. 5- Segurar a porca e travar a contraporca (duas chaves de boca 22mm). Lembrar que: - Apertar ou afrouxar a porca só terá efeito no funcionamento do 2º estágio; - Essa regulagem raramente é necessária; caso tenha que ser feita com freqüência ou não se consiga manter a chama acesa sem fuligem, provavelmente o bico está entupido, e deve ser retirado para limpeza, conforme o procedimento 2. - Operar o equipamento com liberação de fumaça e fuligem é péssimo ambientalmente (poluição do ar), economicamente (óleo diesel jogado fora) e termicamente (a fuligem acumulada diminui o aquecimento de um fogo já ruim), além de ser um fator de risco de operação (alta possibilidade de parada por alarme de queimador). Foto 34 Indicador de abertura do regulador de ar para o 1 estágio (máquina parada) Foto 35 Regulador de ar do 2 estágio (acionado pela pressão do combustível ) 23

Procedimento 2 Limpeza dos bicos injetores e regulagem dos eletrodos de partida O seguinte procedimento deverá ser executado sempre que: - Existir dificuldade no acendimento e/ou manutenção da chama acesa 1 estágio - Existir dificuldade em manter o 2 estágio aceso. - Impossibilidade de regular o ar do 2 estágio, co mo descrito no procedimento anterior. - Preventivamente, a cada seis meses. O procedimento deverá ser executado por duas pessoas. 1. De preferência com a máquina fria, retire os quatro parafusos que prendem o queimador ao corpo do aquecedor (chave sextavada 17mm)(foto 36, 1). 2. Com o auxílio de outra pessoa, retire o queimador do local e coloque-o sobre uma superfície firme, tendo cuidado de não danificar as mangueiras do óleo diesel, nem a fiação elétrica. 3. Com uma chave sextavada 8mm, retire o parafuso do controlador de potência (foto 36, 2). 4. Com uma chave Allen 4mm, afrouxe os dois parafusos que mantêm o tubo do queimador preso ao corpo (foto 36, 3). Foto 36 - Queimador 5. Com cuidado, retire o controlador de potência e o tubo externo (anel deslizante) (foto 37). Normalmente há alguma dificuldade para retirar, pois o tubo prende devido à fuligem e poeira. Foto 37 Controlador de potência e tubo externo 24

6. Com uma chave Allen 2,5mm, retire os dois parafusos laterais que fixam a placa de turbilhonamento. Marque sua posição antes de retirá-la (foto 38,1). Foto 38 Placa de turbilhonamento e eletrodos 7. Afrouxe o parafuso Phillips da abraçadeira que segura os eletrodos. Cuidado, o revestimento de porcelena é frágil (foto 38, 2). 8. Gire os eletrodos de maneira que as pontas permitam a retirada do bico 1. 9. Retire o bico 1 (chave sextavada 15mm). 10. Desmonte o bico 1 (quatro partes), limpando cuidadosamente cada componente. Monte as peças e recoloque o bico (foto 39). 11. Retire o bico 2 e proceda da mesma maneira (foto 40). Foto 39 Bico 1 desmontado Foto 40 Bico 2 desmontado 12. Com cuidado, recoloque os eletrodos na posição em que estavam. Suas extremidades devem ficar afastadas aproximadamente 5mm. Não aperte demais o parafuso, pois a porcelana é frágil. 13. Com o queimador apontado para um local onde não existam substâncias inflamáveis, teste a faísca de acendimento. Ligue a chave geral, a bomba de circulação e o 1º estágio, por no máximo um segundo de cada vez. Deve surgir uma faísca visível e ruidosa entre os eletrodos. Atenção: não toque nos eletrodos nem nos cabos a alta tensão pode matar! (10.000 Volts). Caso a faísca não apareça, reposicione os eletrodos (foto 41). 25

Foto 41 Teste da faísca de acendimento 14. Recoloque a placa de turbilhonamento na posição em que estava. Aperte os dois parafusos. 15. Recoloque o controlador de potência, mas deixe o parafuso completamente frouxo. Recoloque o tubo externo, aperte os dois parafusos, posicione o parafuso do controlador no meio da regulagem e aperte-o. 16. Novamente com o queimador apontado para local seguro, é conveniente testar a combustão. Para que o teste seja possível, será necessário retirar o sensor de chama, para enganá-lo. Então: - Retire o sensor de chama do seu ponto de fixação, e cubra-o com algo escuro (pode ser mão). - Ligue a chave geral, a bomba de circulação e o 1 estágio. - O ventilador vai funcionar, e a faísca vai saltar entre os eletrodos. Após alguns segundos, o combustível é liberado e vai pegar fogo (foto 42) Nesse momento libere a luz para o sensor de chama. - Estando a chama firme e estável, ligue o 2 estág io. A chama deve praticamente dobrar de tamanho. Não mantenha a chama acesa por muito tempo. Desligue os dois estágios, a bomba e a chave geral. Recoloque o sensor de chama. Foto 42 Teste de chama do queimador Agora o queimador pode ser colocado de volta em seu lugar. Isso deve ser feito por duas pessoas. 26

7. Manutenção preventiva Diariamente: - Verificar vazamentos de combustível, fluído térmico ou água no aquecedor e nas linhas de aquecimento, incluindo válvulas, juntas e soldas de tubos; - Verificar o nível de fluído no reservatório de expansão, com o equipamento frio e quente. Adicionar, se necessário (serviço que deve ser executado por duas pessoas). Observação Extremo cuidado deve ser observado com relação à óleos contaminados com água. A água ferve e o vapor empurra o óleo quente para fora do reservatório. - Verificar o nível de água no tanque de resfriamento da bomba de circulação. - Verificar se há fumaça visível ou fuligem saindo pela chaminé. - Verificar problemas em ligar ou manter ligado o equipamento e se alarmes são acionados. Semanalmente: - Limpar os visores de chama (lateral e no corpo do queimador) Mensalmente: - Verificar o correto funcionamento do sistema de segurança de corte de combustível na ausência de chama. Limpar o sensor de chama. - Verificar o nível de óleo lubrificante na bomba de circulação. Semestralmente: - Desmontar o queimador, para limpeza dos bicos injetores e eletrodos. - Trocar o filtro de combustível Anualmente: - Verificar os rolamentos da bomba de circulação e motores elétricos. - Retirar o queimador e a placa de fechamento dianteiro, para verificar o estado das serpentinas dentro da câmara. Retire toda a sujeira e fuligem existente. - Verificar o estado do fluído térmico sua viscosidade, presença de depósitos no filtro (carvão), etc. Trocar se necessário. A cada dois anos: - Realizar teste hidrostático das serpentinas da câmara de aquecimento. 27

8. Segurança na operação Uma das primeiras coisas expostas aqui, o aquecedor de fluído térmico não é caldeira, e portanto não apresenta risco de explosão por excesso de pressão. Mas apresenta sim risco de explosão por problemas de injeção de combustível problema comum a equipamentos similares, como fornos, secadores, etc. O risco de incêndio também existe. Além disso, há o permanente perigo de queimaduras, pois o fluído térmico normalmente está a temperaturas próximas a 200 C, sem falar nos derivados de petróleo aquecidos. Embora o contato direto com essas substâncias seja difícil, temos dezenas de metros de superfícies aquecidas, onde se chega perto para ajustar válvulas, por exemplo. Há também o risco de quedas, por piso escorregadio ou de nível mais alto (reservatórios de expansão e de água). Procedimentos de operação com segurança Antes da operação: - Assegurar-se que não existem vazamentos no aquecedor, principalmente de combustível que possa vir a ser inflamado; - Assegurar-se de que não existem equipamentos de segurança ou proteção desativados, seja por defeito, seja por ação humana (exemplo bóia de nível do reservatório de expansão amarrada para permitir que o equipamento trabalhasse com pouco óleo). Durante a operação: - Acompanhar com especial atenção o equipamento durante os primeiros minutos após o início de operação. - No caso de acionamento de algum alarme, procurar saber os motivos e as conseqüências. Extremo cuidado deve haver com o alarme de queimador. - Não se afastar do equipamento nos horários fora do expediente normal da usina de asfalto, Ficar a uma distância em que a sinalização sonora dos alarmes possa ser ouvida, e fazer uma inspeção visual a pelo menos cada quinze minutos. Depois da operação: - Desligar todos os interruptores. - Fechar a válvula de combustível. A qualquer tempo - Manter o equipamento e o entorno limpos, principalmente sem a presença de materiais inflamáveis (estopas, por exemplo). Limpar imediatamente qualquer óleo ou lubrificante que caia no chão. - Comunicar aos responsáveis pela usina de asfalto qualquer defeito, dificuldade ou alteração observadas no funcionamento do equipamento. 28

Equipamentos de Proteção Individual (EPI s) necessários ao trabalho: - Calça comprida e camisa de manga longa - Bota de segurança - Capacete - Luvas de raspa, quando da manobra de válvulas dos tanques - Óculos de segurança, quando da colocação de fluído térmico Proibições: É proibido àquele que está operando o aquecedor de fluído térmico: - Desativar sistemas de segurança do equipamento - Abandonar o equipamento trabalhando sozinho - Tentar modificar a programação do controlador de temperatura 29