AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Pressão

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<ul><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 1/11</p><p>CALDEIRAS E VASOS SOB PRESSO</p><p>Este material foi elaborado com base em literatura disponvel, tanto no site do TEM, como Material do Corpo deBombeiros. Inclui experincias acumuladas ao longo da minha vida profissional com Tcnico de Segurana do</p><p>Trabalho.</p><p>DEFINIO:</p><p>CALDEIRAS A VAPOR: SO EQUIPAMENTOS DESTINADOS A PRODUZIR E ACUMULAVAPORSOB PRESSO SUPERIOR A ATMOSFRICA A PARTIR DE UM FLUDO VAPORIZAN( NO NOSSOCASO A GUA) E ENERGIA TRMICA (CALOR); VAMOS TRATAR APENAS DGERADORES DEVAPOR DE GUA, (CALDEIRAS) EMBORA EXISTAM GERADORES PA</p><p>OUTROS TIPOS DEVAPORES. A ENERGIA TRMICA USADA NO PROCESSO DE PRODUDE VAPOR, SER OBTIDAA PARTIR DA QUEIMA DE UM COMBUSTVEL QUE PODER SESLIDO, LQUIDO OU GASOSO.</p><p>FONTE: Corpo de Bombeiros do Estado de So Paulo Manual de emergncias em vasos pressurizados</p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 2/11</p><p>CLASSIFICAO DAS CALDEIRAS</p><p>Categoria da Caldeira: De acordo com a NR-13 do Manual Tcnico deBombeiros ascaldeiras so classificadas em 03 (trs) categorias conforme segue:a) Caldeiras da categoria A so aquelas cuja presso de operao igual ousuperiora 1960 Kpa (19,98 Kgf/cm);b) Caldeiras da categoria C so aquelas cuja presso de operao igual ouinferior a588 Kpa (5,99 Kgf/cm) e o volume interno igual ou inferior a 100litros;c) Caldei ras da categoria B so todas as caldeiras que no se enquadramnascategorias anteriores.</p><p>FUNCIONALIDADE DA CALDEIRA:</p><p>a) Caldeiras manuais So aquelas que dependem de total vigilncia dooperador.Essas caldeiras encontra-se em total desuso;</p><p>b) Caldeiras semi-automticas: Aquelas que possuem alguns dispositivosmanuais eoutros automticos. Geralmente so caldeiras manuais antigas quepassaram poralgumas modificaes, e receberam dispositivos automticos,portanto, algumasoperaes so executadas manualmente pelo operador eoutras automaticamente. Os</p><p>dispositivos automticos mais comumenteencontrados nesse tipo de caldeira so osalimentadores de gua e de leo.</p><p>c) Caldeiras automticas: So aquelas cujo trabalho do operador mnimo,abendo aele apenas o controle e verificao dos dispositivos. Tudo na caldeirafuncionaautomaticamente: alimentao de combustvel e gua, controle decombusto epresso interna, acendimento, etc.</p><p>Em certos casos o automatismo total no conveniente; o caso deempresasque utilizam seus entulhos como combustvel o que representa grandeeconomia.Exemplo: usinas de acar que queimam o bagao da cana.</p><p>Capacidade da caldeira:</p><p> A capacidade de uma caldeira pode ser muito variada, segundo os fins a quesedestina, porm essa capacidade pode ser expressa numericamente, usando-sediversos sistemas de medidas sendo que os mais comuns so:a) Potncia em HP: quando uma caldeira for capaz de vaporizar 34,5 libras degua porhora, desde que a gua de entrada esteja a uma temperatura de 212 F,ela ter apotncia de 1 HP.</p><p>Transformando isso para o sistema mtrico teremos: 1 HP =8430quilocaloriaspor hora.</p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 3/11</p><p>b) Fator Carga (FC): Uma caldeira apresenta um fator carga de 100% quando 10ft2(ps ao quadrado) de superfcie da caldeira, produzirem 34,5 lbs (libras) devapor a212 F, partindo de gua a 212 F, em uma hora.</p><p>Convertendo isso para o sistema mtrico, teremos: 9100 quilocalorias emumahora, correspondendo aproximadamente a 15 kg de vapor por hora, pormetroquadrado de superfcie.</p><p>COMPONENTES PRINCIPAIS DE UM GERADOR DE VAPOR:</p><p>1) Tambor de vapor: um cilindro fechado colocado na parte mais alta dacaldeira,onde feita a separao da gua e do vapor. So conectados a essetambor os tubosgeradores de vapor, o nvel de gua e o manmetro de pressodo vapor. O nvel degua nesse tambor nunca superior a da capacidade domesmo, e nunca inferior a tambor. A fim de impedir que o vapor arrastepartculas slidas colocado dentro dotambor de vapor algumas placaschamadas de defletoras ou chicanas, que impedemtambm que o vapor semisture com a gua.</p><p>2) Tambor de lama: o inverso do tambor de vapor, este tambor est localizadonaparte mais baixa da caldeira, trabalha sempre cheio de gua e a sua finalidade deacumular as impurezas da gua tais como a lama, ferrugem e outrosmateriais.Periodicamente se faz a descarga dessas impurezas.</p><p>3) Feixe tubular: Como o prprio nome indica, constitudo de feixes de tubosdediversos perfis que se interligam com os tambores. Esto colocados sobreasparedes da fornalha e em todo o percurso dos gases quentes. atravs dasuperfciedesses tubos que se efetua a troca de calor na caldeira.</p><p>4) Fornalha: Local onde realizada a queima dos combustveis.</p><p>5) Superaquecedor: Esse equipamento transforma o vapor saturado emvaporsuperaquecido. Ele eleva a temperatura do vapor.</p><p>6) Economizador: Destinado a aumentar a temperatura da gua de alimentaopor</p><p>meio dos gases da combusto. Com isso melhoramos o rendimento dacaldeira eevitamos o choque trmico.</p><p>7) Pr-aquecedor de ar: Sua finalidade de elevar a temperatura do ar decombusto,conseguindo-se assim uma melhor queima e melhoria no endimentoda caldeira.8) Chamin: um tubo destinado ao escoamento dos gases da combusto. Acirculao de tais gases pode ser atravs de tiragem forada ou tiragem natural;(tiragem a retirada dos gases de dentro da caldeira)Nas caldeiras alimentadas com combustvel lquido, temos ainda:</p><p>9) Reservatrio para o combustvel: cuja capacidade varia de acordo com</p><p>asnecessidades do trabalho.</p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 4/11</p><p>10) Aquecedor de combustvel: colocado dentro do reservatrio, tem a finalidadedemanter o combustvel convenientemente aquecido, para que possa fluir melhorat osmaaricos, e consequentemente, produzir melhor queima.11) Maarico: Aparelho destinado a pulverizar o combustvel, misturando-oconvenientemente com o ar, a fim de se obter uma boa combusto.</p><p>Componentes principais de um gerador de vapor:</p><p>TIPO DE CALDEIRA:</p><p> As caldeiras de vapor de gua so classificadas em doisgrandes tipos:fogotubulares e aquatubulares.</p><p>CALDEIRAS FOGOTUBULARES:</p><p>Esse foi o primeiro tipo de caldeira construda, chamada de tubo de fogo outubode fumaa, por causa dos gases quentes provenientes da combusto quecirculam nointerior dos tubos ficando a gua por fora dos mesmos. o tipo decaldeira maissimples. Muito usada em navios e locomotivas, mesmo com oaparecimento dascaldeiras mais modernas, esse tipo ainda continua em uso.Posteriormente com algunsaperfeioamentos, passou a chamar caldeiraescocesa.</p><p> A caldeira tipo tubo de fogo no passa de um cilindro externo que comportaagua e um cilindro interno destinado a fornalha. Sua tiragem ou sada de gasesnormal. A carcaa construda de chapas que variam de espessura de acordocom oporte da caldeira a presso pode variar entre 5 a 10 quilogramas porcentmetrosquadrado.</p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 5/11</p><p>Sucessivos estudos visando o aperfeioamento das caldeiras revelaram queatemperatura oscilava entre 316 a 427 (graus Celsius), que era perdida natiragem.Resolveram aproveitar essa perda, a fim de reduzir o custo docombustvel que napoca era o carvo mineral.O problema foi resolvido, aumentando a superfcie de aquecimento da gua,colocandotubos em quantidade suficiente e forando os gases quentes apassarem pelos tubos edepois pela tiragem. Com isso o rendimento foiaumentado, embora esse tipo decaldeira no tivesse eficincia superior a 60%.Podemos ainda classificar as caldeiras tubo-de-fogo em HORIZONTAIS EVERTICAIS.</p><p>Caldeiras Horizontais</p><p>Fig. 03Caldeira tubo de fogo</p><p>CALDEIRAS AQUATUBULARES:</p><p> As caldeiras aquatubulares tm a produo de vapor dentro de tubosqueinterligam 2 ou mais reservatrios cilndricos horizontais, conforme- o tubulo superior,onde se d a separao da fase lquida edo vapor, e- o tubulo inferior, onde feita adecantao e purga dosslidos em suspenso.</p><p>Os tubos podem ser retos ou curvados. As primeiras caldeirasaquatubularesutilizavam tubos retos, soluo hoje completamenteabandonada, apesar de algumasvantagens, como a facilidade de limpezainterna dos tubos.</p><p> A caldeira de tubos curvados, interligando os bales, proporcionamarranjo eprojeto de cmaras de combusto completamente fechada porparedes de gua, comcapacidades praticamente ilimitadas. Dada a maiorcomplexidade construtiva emrelao s caldeiras flamotubulares, asaquatubulares so preferidas somente paramaiores capacidades de produode vapor e presso, exatamente onde o custo defabricao do outro tipocomea a aumentar desproporcionadamente.</p><p>Em relao aoEncontram-se hojecaldeiras que produzem at750 t/h de vaporcompresses at 3450 atm.</p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 6/11</p><p>COMPONENTES DE CALDEIRAS</p><p> Vlvulas de segurana </p><p>So dispositivos automticos de alivio de presso, caracterizado por uma abertura</p><p>instantnea ( POP ), uma vez atingida a presso de abertura. Usa para fluidos compressveiscomo gases e vapor. Todas as vlvulas de segurana devem fazer parte de um programa de inspeo queestabelea a freqncia de inspeo e informe as datas da ultima e prxima inspeo. </p><p> Classificao de inspeo </p><p>As vlvulas podem ser classificadas em 4 (quatro) classes, conforme segue: Classe A: Vlvulas que podem sofrer incrustao, colagem, entupimento, corroso agressivaque possam interferir na sua atuao normal, ou que necessitem freqentemente demanuteno corretiva; Classe B: Vlvulas sujeitas a reduzido desgaste por parte do fluido: </p><p>Classe C: Vlvulas que mantenham contato com fluidos limpos, que no apresentam riscode colagem, entupimento ou desgaste dos materiais em contato com o fluido: Classe D: Vlvulas em que se comprove atravs de confivel histrico de recepo emanuteno, que podem atender em um prazo maior que o indicado para Classe C. </p><p> Periodicidade de inspeo </p><p>O prazo mximo recomendado : Classe A 1 ano; Classe B 2 anos; Classe C 4 anos; Classe D 6 anos. </p></li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 7/11</p><p> necessrio que todas as vlvulas tenham um confivel e comprovado histrico derecepo e manuteno, a fim de confirmar, aumentar ou reduzir os prazos de inspeo,alterando-se ou no a sua classificao, com especial ateno para as vlvulas Classe A. </p><p>Para as vlvulas novas, que no possuem histrico do local da instalao, recomenda-se serutilizado o prazo da Classe A para a primeira inspeo. Os prazos indicados acima no devem ser maiores que os indicados na NR-13, quando asvlvulas estiverem atuando como dispositivo de segurana de caldeiras e vasos de presso.</p><p>A Norma NR-13 item 13.5.7, determina que as vlvulas de segurana instaladas emcaldeiras devem ser inspecionadas periodicamente pelo menos uma vez por ms, medianteacionamento manual d e alavanca, em operao para caldeiras das categorias B e C, edesmontado, inspecionado e testado em bancadas, as vlvulas flangeadas, e no campo, asvlvulas soldadas, recalibrando-as numa freqncia compatvel com a experinciaoperacional da mesma, porm respeitando-se com limite mximo o perodo de inspeoestabelecido para inspeo de caldeira.</p><p>A Norma NR-13 item 13.10.4, determina que as vlvulas de segurana de vasos de pressosejam inspecionadas toda vez que o vaso for submetido inspeo interna, porm, prazosmenores devero ser estabelecidos quando o histrico operacional das mesmas reveleproblemas em prazos menores do que os previstos para exame interno peridico do vaso,ocorrendo em datas defasadas. Da mesma forma, quando os prazos para exame internoforem muitos dilatados, como no caso de vasos criognicos, prazos menores para inspeodas vlvulas de segurana devero ser estabelecidos.</p><p>A NB-284 da ABNT de 1976 fixa a frequncia de inspeo de vlvulas de segurana, pelomenos uma vez por ano e sempre que ocorrer uma parada de manuteno dosequipamentos por ela protegidos. A frequncia de inspeo deve ser aumentada sempreque o equipamento puder trazer algum risco operacional, ou quando os fluidos sob a vlvula</p><p>provocar danos em funo de sua corrosividade. A inspeo com vlvula de segurana montada, em operao, apenas indica algumagrande anormalidade como a ocorrncia de vazamentos externos ou grandes vazamentosinternos, fole partido para vlvulas balanceadas, molas quebradas ou corrodas, estado geral (corroso, instalao, alavanca de acionamento) etc..., e a inspeorealizada com a vlvula removida para oficina, onde ser desmontada, verificado todos os componentes internos, montada e testada em bancada, a mais eficaz,garantindo o bom desempenho das vlvulas em operao.</p><p>Portanto, manter um programa de monitoramento e os prazos de novas inspeesestabelecidas de fundamental importncia para a organizao. </p><p>Fonte: SEGURANA NA OPERAO DE CALDEIRAS Preveno Online </p><p>PRESSO MXIMA DE TRABALHO PERMITIDA (PMTP), OUPRESSO MXIMA DE TRABALHO ADMISSVEL (PMTA), OMAIOR VALOR DE PRESSO COMPATVEL COM O CDIGO DEPROJETO, A RESISTNCIA DOS MATERIAIS UTILIZADOS, ASDIMENSES DO EQUIPAMENTO E SEUS PARMETROSOPERACIONAIS. </p>http://www.prevencaonline.net/2010/05/seguranca-na-operacao-de-caldeiras.html#ixzz1qzbCLnFRhttp://www.prevencaonline.net/2010/05/seguranca-na-operacao-de-caldeiras.html#ixzz1qzbCLnFRhttp://www.prevencaonline.net/2010/05/seguranca-na-operacao-de-caldeiras.html#ixzz1qzbCLnFRhttp://www.prevencaonline.net/2010/05/seguranca-na-operacao-de-caldeiras.html#ixzz1qzbCLnFRhttp://www.prevencaonline.net/2010/05/seguranca-na-operacao-de-caldeiras.html#ixzz1qzbCLnFR</li><li><p>8/10/2019 AULA16 - Caldeiras e Vasos Sob Presso</p><p> 8/11</p><p> A PMTA calculada ou determinada utilizando-se frmulas e tabelas disponveisno cdigo de projeto da caldeira. Essas fontes levam em considerao:</p><p>1. As dimenses e geometria de cada parte especfica da caldeira (por exemplo:dimetro, espessura, etc.).</p><p>2. Resistncia dos materiais (valores de tenso mxima admissvel dependentesda temperatura).</p><p>3. Outros fatores especficos para cada situao</p><p>. importante destacar que o valor da PMTA pode alterar-se ao longo da vida da</p><p>caldeira em funo da reduo da resistncia mecnica dos materiais, reduo deespessuras dos diferentes componentes, etc. A atualizao dos valores da PMTA deveser feita, em conformidade com procedimentos escritos existentes no pronturio dacaldeira.</p><p>NORMA REGULAMENTADORA N13</p><p>No Brasil, desde 1943 a CLT (Consolidao das Leis Trabalhistas), deformaincipiente, contempla a preocupao com a segurana em caldeiras.Porm,somente a partir de 1978 foi criada a norma sobre caldeiras e recipientesdepresso, a NR-13, que estabeleceu as medidas de segurana para osusuriosdestes sistemas. No final de 1994, a Secretaria de Segurana e SadenoTrabalho, publicou no Dirio Oficial da Unio, o novo texto da NR-13, elaboradoporuma comisso composta por representantes das empresas, governo etrabalhadores.</p><p> A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) na NBR-12177 antigaNB-55 trata dos procedimentos de como fazer as inspees, e a NB-227, doscdigospara o projeto e construo de caldeiras estacionrias. Outras entidades(INMETRO,IBP e a Abiquim), tem procurado contribuir elaborando estudos,pesquisas e discussessobre os aspectos de segurana em caldeiras.Caldeira no apenas uma mquinaque a qualquer problema signifique somenteuma parada para manuteno.</p><p>Em muitas situaes estar parada representa,tambm, a paralisao daproduo. Como j tratado, dependendo do estado deconservao do equipamento,devido a m condio de...</p></li></ul>