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Geradores de Vapor

Definições - Tipos

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Caldeiras

Caldeiras de Vapor: são os geradores de vapor mais simples, queimam algum tipo de combustível como fonte geradora de calor

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• Categoria da Caldeira

a) Caldeiras categoria “A” : 80 (oitenta) horas

b) Caldeiras categoria “B” : 60 (sessenta) horas

c) Caldeiras categoria “C” : 40 (quarenta) horas

19,6 kgf/cm²

5,8 kgf/cm²

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Tipos de Caldeiras

Caldeiras de Recuperação:são aqueles geradores que não utilizam combustíveis como fonte geradora de calor, aproveitando o calor residual de processos industriais (gás de escape de motores, gás de alto forno, de turbinas, etc.)

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Tipos de Caldeiras

Caldeiras de Água Quente (Boilers):são aqueles emque ofluido não vaporiza, sendo o mesmo aproveitado emfaselíquida (calefação, processos químicos).

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Tipos de Caldeiras

Geradores Reatores Nucleares:são aqueles que produzem vapor utilizando como fonte de calor a energia liberada por combustíveis nucleares (urânio enriquecido).

Barras de

controle

Elemento Combustível

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Classificação de CaldeirasQuanto à posição dos gases quentes e da água:

Aquatubulares (Aquotubulares)Flamotubulares

(Fogotubulares, Pirotubulares)

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Classificação de Caldeiras

Quanto à posição dos tubos:

� Verticais

� Horizontais

� Inclinados

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Classificação de CaldeirasQuanto à forma dos tubos:

� Retos

� Curvos

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Classificação de CaldeirasQuanto à natureza da aplicação:

� Fixas

� Portáteis

� Locomóveis (geração de força e energia)

� Marítimas

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Classificação de CaldeirasQuanto à natureza do combustível:

� Combustível Sólido

� Combustível Líquido

� Combustível Gasoso

� Elétricas

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Caldeiras FlamotubularesVerticais: Fornalha interna ou externa

Horizontais: Fornalha interna ou externa

Multitubulares

Com uma tubulação central (Cornovaglia)

Com duas tubulações (Lancashire)

Locomotivas e Locomóveis

Escocesas

Marítimas

Estacionárias

Compactas

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Caldeiras Flamotubulares

Cornovaglia

Com uma tubulação central

De grandes dimensões (≅100m2)

Tem baixo rendimento térmico

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Caldeiras Flamotubulares

Lancashire

Evolução da caldeira anterior, possuindo 2 (às vezes 3 ou 4) tubulões internos, alcançando superfície de aquecimento de 120 a 140 m2

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Caldeiras Flamotubulares

Locomóveis

São uma adaptação e modificação das caldeiras locomotivas

Utilizadas para geração de trabalho (Polia)

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Caldeiras Flamotubulares

Escocesa

É o tipo mais moderno e evoluído de caldeiras flamotubulares.

Não exige gastos com instalações especiais bastando uma fundaçãosimples e nivelada, as ligações com a fonte de água, eletricidade e esgotopara entrar imediatamente em serviço.

Têm controle eletrônico de segurança e funcionamento

automático

TÍPICA CALDEIRA (3 PASSES)

Caldeiras Flamotubulares

Caldeiras Flamotubulares

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Caldeiras Escocesa - Instalação

CIRCULAÇÃO DE ÁGUA NA CALDEIRA

Caldeiras Aquatubulares

ESQUEMA BÁSICO DE UMA CALDEIRA AQUATUBULAR

Caldeiras Aquatubulares

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Caldeiras AquatubularesClassificadas:

1 Caldeiras de tubos retos

Tubo Reto com Tambor Longitudinal Tubo Reto com Tambor Transversal

Possuem fácil acesso aos tubos para fins de limpeza ou troca

Causam pequena perda de carga

Exigem chaminés pequenas

Todos os tubos principais são iguais necessitando de poucas formas especiais.

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Caldeiras Aquatubulares

2 Caldeiras de tubos curvos

Ilimitada capacidade de produzir vapor

Compostas por tubos curvos ligados à tambores e suas concepções iniciais possuíam quatro e até cinco tambores

Por segurança hoje adota-se apenas 2 tambores

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Caldeiras Aquatubulares

3 Caldeiras de Circulação Forçada

Substituiu-se a circulação por gravidade pela circulação forçada por uma bomba de alimentação.

Reduz-se o diâmetro dos tubos,

Aumenta-se o circuito de tubos

Tubos podem dispor-se em forma de uma serpentina contínua formando o revestimento da fornalha

Melhora-se a transmissão de calor e reduz-se o tamanho dos tambores, coletores e torna mínimo o espaço requerido.

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Caldeiras Aquatubulares

4 Caldeiras de Circulação Natural

Sem bomba de alimentação, porém com tubulão ligado à tubos de grande diâmetro que por sua vez se ligam ao feixe de troca de calor de tubos com diâmetros menores

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Caldeiras Aquatubulares

Caldeira

de BABCOCK & WILCOX

Caldeira

Eckrohr

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Caldeiras Aquatubulares

Caldeira

LaMont

Caldeira

Normanda

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Caldeiras Aquatubulares

Caldeira

Schulz

Caldeira

Stirling

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Caldeiras Aquatubulares

Caldeira

Sunrod

Caldeira

Yarrow

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Caldeiras Aquatubulares

Caldeira

Thornycroft

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Caldeiras Aquatubulares

Aplicação e Utilização das Caldeiras Aquotubulares

-custo reduzido, compactacidade, ser acessível, tubos com formas simples, boa circulação, coeficiente de transmissão de calor elevado e alta capacidade de produção de vapor

-as caldeiras aquotubulares são empregadas quase exclusivamente quando interessa obter elevadas pressões grandes capacidadese altos rendimentos.

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Caldeiras Elétricas

- Em áreas onde há suprimento abundante de energia elétrica, é vantajosa a instalação de equipamentos eletrotérmicos

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Caldeiras Elétricas Tipo Resistência

- São caldeiras tipo resistência de imersão, onde o calor é dissipado por efeito Joule, em virtude da passagem de corrente elétrica através dos resistores, produz vapor de água.

- São ideais para unidades de pequeno porte, onde é baixa a necessidade de vapor (em média 3.500 kg/h);

- Pressões de trabalho que podem variar até 20 kgf/cm²;

- ou para geração de água quente, sendo aproveitada nos processos de calefação, aquecimento de tanques ou piscinas, apoio a sistemas que utilizam energia solar

- O controle de carga nos geradores elétricos de vapor à resistência é feito por sensores de pressão (produção de vapor) ou de temperatura (aquecimento de água), quando estas tiverem pequena capacidade

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Caldeiras Elétricas

Tipo Eletrodo Submerso

- São constituídas basicamente por três eletrodos, adequadamente dispostos um por fase, montados verticalmente e suportados na parte superior da caldeira por meio de buchas de entrada de corrente, convenientemente isoladas.

- Os contra-eletrodos são montados solidamente fixados ao casco da caldeira.

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Caldeiras Elétricas

Tipo Jato de Água

-A água colocada na parte inferior do corpo da caldeira é bombeada por uma bomba de circulação interna até a parte superior da mesma na qual estão montados injetores para jateamento de água.

-Os diversos jatos de água formados pelos injetores fluem por gravidade contra os eletrodos criando diversos caminhos para a passagem de corrente elétrica. Os três eletrodos (ou três grupos de eletrodos) correspondentes a cada fase, são dispostos verticalmente, em círculo rodeando a parte superior da caldeira, na parede da qual estão montados os conjuntos de injetores.