Caldeira de Recuperação Guaíba 1 CMPC Celulose Riograndense

Mesa Redonda sobre Procedimento Seguro de Limpeza de Bicas e Vigias

de Ar Primário

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

Limpeza das bicas de smelt

Estudo de Caso: Acidente na bica de smelt #1 em

02/01/2014

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.

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.

Árvore das Causas

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.