3 caldeiras aquatubulares_nopw

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Caldeira

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Treinamentodesegurananaoperaodecaldeiras-Caldeirasaquatubulares

Sumrio

Caldeirasaquatubulares5Tiposdecaldeirasaquatubulares5Partesdascaldeirasaquatubulares11Tubulosuperior11Tubuloinferior13Cantoneira13Feixetubular14Parededgua16Fornalha17Queimadores18Superaquecedor19Equipamentosperifricos21Economizador21Pr-aquecedordear22Sopradoresdefuligem24Exerccios27Referncias29

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Caldeirasaquatubulares

Ascaldeirasflamotubularestmoinconvenientedeapresentarumasuperfciedeaquecimentomuitopequena,mesmoseonmerodetubosforaumentado.

Anecessidadedecaldeirasdemaiorrendimento,rapidezdegeraodegrandesquantidadesdevaporcomnveisdepressomaiselevados,levouaosurgimentodacaldeiraaquatubular1.

Nessetipodecaldeira,ostubosque,nascaldeirasflamotubulares,conduziamgasesaquecidos,passaramaconduziragua,oqueaumentoumuitoasuperfciedeaque-cimento,aumentandobastanteacapacidadedeproduodevapor.

Nestemdulo,seroestudadososvriostiposdecaldeirasaquatubularesesuasprincipaispartesconstituintes.

Tiposdecaldeirasaquatubulares

Parafinsdidticos,dividimosascaldeirasaquatubularesemquatrograndesgrupos:Caldeirasaquatubularesdetubosretos,comtubulotransversaloulongitudinal;Caldeirasaquatubularesdetuboscurvos,comdiversostubulestransversaisoulongitudinaisutilizadosnagerao(mximo5);Caldeirasaquatubularesdecirculaopositiva;Caldeirasaquatubularescompactas.

1Emboraasnormasbrasileiras(NR-13,NBR12177eNBR11096)denominemessetipodecaldeiradeaquotubular,porcontaminaodonomedacaldeiraflamotubular,apalavracorretaqueidentificaessetipodecaldeiraaquatubular.5

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CaldeirasaquatubularesdetubosretosAscaldeirasaquatubularesdetubosretosconsistemdeumfeixetubulardetransmis-sodecalor,comumasriedetubosretoseparalelos,interligadosaumacmaracoletora.Essascmarascomunicam-secomostubulesdevapor(superiores),for-mandoumcircuitofechadoporondecirculaagua.Asilustraesaseguirmostramosentidodecirculaodaguaeacirculaodosgasesquentesmediantetrspasses.

Essetipodecaldeira,incluindoasdetubulotransversal,conformefigurasabaixosoasprimeirasconcepesindustriais,quesupriramumagamadecapacidadedepro-duode3at30toneladas-vapor/hora,compressesdeat45kgf/cm.OsprojetosforamapresentadospelasempresasBabcok&WilcoxeaSteamMullerCorp.

VantagensedesvantagensdascaldeirasaquatubularesdetubosretosAsprincipaisvantagensdascaldeirasdestetiposo:Facilidadedesubstituiodostubos;Facilidadedeinspeoelimpeza;Nonecessitamdechaminselevadasoutiragemforada.

Comodesvantagensapresentam:Necessidadededuplatampaparacadatubo,(espelhos);Baixataxadevaporizaoespecfica;Rigorosoprocessodeaquecimentoedeelevaodecarga(grandequantidadedematerialrefratrio).

CaldeirasaquatubularesdetuboscurvosAscaldeirasaquatubularesdetuboscurvosnoapresentamlimitesdecapacidadedeproduodevapor.AformaconstrutivafoiidealizadaporStirling,interligandoostuboscurvosaostubulespormeiodesoldaoumandrilagem.Afiguraaseguirapresenta6

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umesquemadecaldeiracomquatrotubules,emborapossaterdetrsacinco,oqueconfereaestetipodegeradordevapormaiorcapacidadedeproduo.

Partindodestemodelo,foramprojetadasnovascaldeiras.Comoobjetivodeaproveitarmelhorocalorirradiadonafornalha,reduziu-seonmeroeodimetrodostubos,eacrescentou-seumaparededeguaemvoltadafornalha.Issoserviucomomeiodeproteodomaterialrefratriocomoqualaparededafornalhaconstruda,almdeaumentaracapacidadedeproduodevapor.

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Vantagensdascaldeirasaquatubularesdetuboscurvos:Reduodotamanhodacaldeira;Quedadatemperaturadecombusto;Vaporizaoespecficamaior,variandonafaixade30kgdevapor/ma50kgdevapor/m2paraascaldeirascomtiragemforada;Fcilmanutenoelimpeza;Rpidaentradaemregime;Fcilinspeonoscomponentes.

CaldeirascompactasDentrodacategoriadascaldeirasdetuboscurvossurgiramascaldeirascompactas.Comcapacidademdiadeproduodevaporemtornode30ton/h,elassoequipa-mentosapropriadosparainstalaoemlocaiscomespaofsicolimitado

Porsetratardeequipamentocompacto,apresentalimitaesquantoaoaumentodesuacapacidadedeproduo.

CaldeiradecirculaopositivaAcirculaodaguanascaldeirasocorrepordiferenasdedensidade,provocadapeloaquecimentodaguaevaporizao,ousejacirculaonatural.Seacirculaofordeficiente,poderocorrerumsuperaquecimentolocalizado,comconseqenterupturadostubos.

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Asfigurasaseguirapresentamalgunstiposdecirculaodegua.

Algumascaldeirascomcirculaopositivapodemapresentarbombasexternas,de-pendendodavazoexigida,ouseja,dademandadevaporparaforaracirculaodeguaouvapor,independentementedacirculaonatural,isto,pordiferenadeden-sidade.

VantagensedesvantagensAsvantagensdascaldeirasdecirculaopositivaso:Tamanhoreduzido;Nonecessitamdegrandestubules;Rpidageraodevapor;Quasenohformaodeincrustaes,devidocirculaoforada.

Asdesvantagensso:Paradasconstantes,comaltocustodemanuteno;Problemasconstantescomabombadecirculao,quandooperandoemaltaspresses.

9SENAI-SP-INTRANET

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Partesdascaldeirasaquatubulares

Aspartesprincipaisdeumacaldeiraaquatubularso:tubulosuperior(outambordevapor),tubuloinferior(outambordelama),feixetubular,parededegua,fornalhaesuperaquecedor.

Tubulosuperior

Otubulosuperior,outambordevaporoelementodacaldeiraondeinjetadaaguadealimentaoedeonderetiradoovapor.Nointeriordeleestodispostosvrioscomponentes,conformemostraafiguraaseguir.

SENAI-SP-INTRANET11

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readostubosdedescidadaguadofeixetubular(downcomers).readetubosvaporizantes(riser),quedescarregamamisturadevaporeguacontraachicana6.Estaformaumacaixafechadanofundoedoslados,comaberturanapartesuperior,queprojetaovaporeaguacontraachicana8.readostubosdosuperaquecedor,mandriladosnotambor.Filtrodetelaouchevron.Tubodedrenagemdaguaretiradanofiltro.Tubodistribuidordaguadealimentao;observa-seaposiodosfuros.Tubocoletordeamostrasdeguaedadescargacontnua.Chicana

Otubulodevaporconstrudocomchapadeaocarbonodealtaqualidade(ASTMA285grauC,ASTMA515-60ouA515-70).OdimensionamentodaespessuradotubulofeitobaseadonocdigoASMESECTIONIedependedomaterialusadonafabricao.

Ostubossomandriladosnostubulesesedividememtubosdedescidadguaetubosdegeraodevapor,quedescarregamamisturagua/vapornotubulo.

Nadescargadostubosdegeraodevaporinstaladaumachicana(chapadefletora)queumacaixafechadanofundoenoslados,destinadaasepararaguacontidanotubuloeamenizarasvariaesdonveldegua,ocorridasnotubulodevapor.

Existememalgunscasosumasegundachapadefletora,cujafinalidadesepararpartculasdeguaaindacontidasnovapor.

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SENAI-SP-INTRANET

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Existeaindanotubulosuperiorumconjuntoconstitudodechapascorrugadas,denominadochevronoufiltro,cujafinalidadereteramaiorquantidadepossveldepartculasslidasoulquidasarrastadaspelovapor,antesdeovaporsairparaosuperaquecedor.

Otubodealimentaodeguaporondeaguaentranotubulo;afuraodestetubodeveserposicionadademodoaqueojatodguanosedirijacontraachapadotubulo.essencialqueotubodealimentaoestejasemprebemfixadoparanocausarvibraoenemsesoltardentrodotubulo.

Otubodedescargacontnuaoucoletororesponsvelpelacaptaoconstantedeguadedrenagemqueeliminaslidosemsuspensoprejudiciaiscaldeira,normalmente1%dovolumedaguadealimentao.

Emalgumascaldeiraspodemoster,tambm,umtubodeinjeodeprodutosqumicosinstaladonotubulosuperior.

Tubuloinferior

Otubuloinferior,outambordelama,tambmconstrudoemchapasdeaocarbono.Nele,estomandriladostantoostubosdeguaquedescemdotubulosuperiorquantoostubosdevaporizaoquesobemparaotubulosuperior.

Notubuloinferiorestoinstaladastomadasparapurgaoudescargadefundo,utilizadaspararemoverpartedalamaeresduosslidosoriginriosdoprocessoequepodemcausarcorroso,obstruoesuperaquecimento.

Aqualidadedotratamentodeguadealimentaodacaldeiraeostratamentoseanlisesdoprocessodeterminamaperiodicidadedasdescargasaseremefetuadas.

Cantoneira

Nointeriordotubulorecomenda-seinstalarumacantoneiraquetemafunodepromoverumasucoaolongodotambor;devidodiferenadepressonotamborenadescargaparaaatmosfera,estasucoarrastaalamadetodaextensodotambor.

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Acantoneiradeveserinstaladaconformefiguraaseguir.

1.Cantoneira2.Chapadefechamento3.Barradeapoio4.Barradirecionadora5.Chapadotubulo

Emcaldeirasquenopossuemessetipodecantoneira,adescargadefundoremoveprincipalmentealamadasregiesprximasaofurodatubulaodedrenagem.

Feixetubular

Ofeixetubular(BoilersConvectionBank)umconjuntodetubosquefazaligaoentreostubulesdacaldeira.Pelointeriordestestuboscirculamguaevapor.Ostubosqueservemparaconduzirguadotubulosuperiorparaoinferiorsochamadosdowncomers,outubosdedescida,eostubosquefazemosentidoinverso(misturadeguaevapor)soconhecidosporrisersoutubosvaporizantes.

Osfeixestubularespodemser:Feixetubularreto:muitousadoemcaldeirasmaisantigas,nasquaisostuboseramligadosatravsdecaixasligadasaotubulodevapor.Vejailustraoaolado.

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Feixetubularcurvado

Feixetubularcomfluxocruzado

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Feixetubularcomfluxoaxial(utilizadoemcaldeirasacarvocomaltoteordecinzas).

Materiaismaiscomumenteutilizados:ASTM-A-178(tuboscomcostura)eASTM-A-192eASTM-A-210(tubossemcostura).

Parededgua

Nascaldeirasafornalha,aparededguaformadaportubosqueestoemcontatodiretocomaschamaseosgases,permitindomaiortaxadeabsorodecalorporradiao.

Ostiposmaiscomunsdeconstruodepar