Transparências_caldeiras_flamotubulares

07/04/23 SENAI - CIMATEC BA 1

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GERADORES DE VAPORCaldeiras Flamotubulares

Área de Manutenção Industrial

Autor: Alex Álisson Bandeira Santos


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Caldeiras FlamotubularesCaracterísticas:

• Estas unidades são menos exigentes quanto à operação, regulagem, controle e tratamento de água de alimentação;

• O conceito da vantagem do grande volume de água contido no interior destas caldeiras hoje em dia está esquecido;

• A massa de água no interior das modernas caldeiras foi sendo gradativamente diminuindo à medida que os controles automáticos se tornaram mais confiáveis.


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Caldeiras FlamotubularesCaracterísticas:

• A primeira caldeira, tipo Cornovaglia (um tubo de gases) continha até 200 kg de água/m2 de área de aquecimento;

• Atualmente são considerados de médio volume de água aquelas que contém de 50 a 100 kg/m2 e de 20 a 50 kg/m2 de pequeno volume.


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Caldeiras Flamotubulares

Classificação:

• Verticais;

• Horizontais;

• Locomotivas;

• Navais.

Todas permitem fornalhas internas e externas ao corpo da caldeira.


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Classificação:

Vertical com tubos expostos

Fonte: Woodruff et. al, 2005


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Classificação:

Vertical com tubos submersos

Fonte: Woodruff et. al, 2005


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Classificação:

Vertical com fornalha interna

Fonte: H. Pera, 1990


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Classificação:

Vertical com fornalha externa



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Caldeira Flamotubular Vertical para combustível sólido

Fonte: Conteúdo Aberto Internet


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Caldeiras FlamotubularesVerticais:

• Operam com baixo rendimento térmico, em torno de 65%;

• Possuem superfícies de aquecimento dentro da faixa de 2 a 30 m2;

• Operam com pressões não superiores a 10 kgf/cm2;

• Como vaporização específica, não ultrapassam o valor entre 16 a 18 kgvapor/m2.


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Horizontal Tipo Escocesa



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Caldeira Flamotubular Horizontal para combustível sólido



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Caldeiras FlamotubularesHorizontais:

• As primeiras unidades horizontais não possuíam tubos de pequeno diâmetro;

• Possuem somente tubulões internos através dos quais os gases de exaustão circulavam;

• Possuíam grande volume de água e exigiam considerável tempo atingir as condições de operação;


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Horizontais:

• A inclusão de inúmeros tubos em substituição aos tubulões, deram origem à caldeira multitubular;

• A fusão dos dois tipos precedentes constituem as caldeiras escocesas, modificadas e de grande emprego modernamente.


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Horizontais (Evolução Histórica):

• Caldeira Cornovaglia: não possuía tubulão interno, sendo constituída praticamente de um corpo cilíndrico, em torno do qual circulavam os gases de combustão;

• Caldeira Lancashire: concepção idêntica a anterior, acumulando vantagens ao introduzir dois, três e até quatro tubulões internos, de forma a aumentar a superfície de troca.


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Tipo Cornovaglia

Fonte: L. C. Martinelli Jr.


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Caldeiras FlamotubularesTipo Lancashire



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Caldeiras FlamotubularesHorizontais (Evolução Histórica):

• Caldeira Multitubular: inúmeros tubos fixados ao espelho do corpo cilíndrico;

o Não existe fornalhas internas;

o Podem possuir duas a três voltas de chama;

o Ainda largamente utilizada na indústria, a despeito do baixo rendimento (60-65%);

o Possuem altos custos de manutenção com refratários.


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Caldeiras FlamotubularesHorizontais (Evolução Histórica):

• Caldeira Compacta: recebe esta denominação porque incorporam numa única peça, todos os equipamentos indispensáveis a sua operação;

o Compactas escocesas (maior expoente desta classe);

o É a origem de todas as concepções compactas que proliferam no mercado;

o Possuem rendimento até 85%;

o Sua origem é para o serviço marítimo.


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Tipo Escocesa



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Tipo Escocesa com Câmara de Retorno Banhada (CRB)



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Tipo Escocesa



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Tipo Escocesa


Três Passagens

Duas Passagens

Quatro Passagens


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Caldeira Tipo Compacta com três voltas de chama e CRB



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• Caldeiras Compactas Escocesas

o Boa parte dos exemplos comentados, reproduzem unidades que possuem câmaras de retorno, logo após a fornalha;

o Esta concepção está sendo abandonada pelos fabricantes de caldeiras, com a adoção da CRB;

o As vantagens da implantação desta solução residem na eliminação total das partes refratárias sujeitas a constantes manutenções.


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Tipo Locomotiva



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Tipo Naval



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• Fatores que aumentam o rendimento térmico

o Pré-aquecimento de ar;

o Pré-aquecimento de água;

o Seções e formatos de tubos, por exemplo do tipo swirl flow;


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• Tubo Swirl Flow



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Caldeiras Flamotubulares (Tubo Swirl Flow)



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• Aplicações:

o Manutenção do uso ocasionado pela boa aplicação com combustíveis líquidos e gasosos;

o Extremamente favoráveis a concepções bem compactas de alto poder competitivo quanto ao investimento;

o A preferência deste tipo construtivo impulsiona os fabricantes a aumentarem cada vez mais o limite de sua capacidade (tv/h).


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• Aplicações:

o Para o limite de 16 kgf/cm2, graças a alta performance dos queimadores e a confiabilidade dos controles automáticos, esta classe tornou-se insubstituível em processos com baixas temperaturas;

o Acumulam a vantagem de fácil substituição dos tubos;

o Baixo custo de manutenção;

o Difícil eliminação de incrustações externas nos tubos, caso haja problemas no tratamento de água.


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• Aplicações:

o Possuem problemas na operação com combustíveis sólidos;

o Baixo rendimento térmico e operação insatisfatória com combustíveis sólidos;

o Grande depósito de cinzas ao longo dos circuitos de gases;

o Maior custo de manutenção.


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Caldeiras FlamotubularesOperação

Operação Interna da Caldeira


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Caldeiras FlamotubularesDetalhes de Inspeção


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Caldeiras Flamotubulares Detalhes de

Inspeção


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Inspeção com Videoscopia

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