CALDEIRAS DE FLUÍDO TÉRMICO

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<p>FUNDAMENTOS SOBRE CALDEIRASPROGRAMA: - Tipos de Caldeiras - Componentes de caldeiras - Mecanismos de troca de calor - Tratamento de gua - Tubulaes, tubos e mandrilhagem - Acidentes com caldeiras - Legislao NR-13</p> <p>PRTICA E ELABORAO DE LAUDOSPROGRAMA: Programao de inspeo Preparativos para inspeo Medio de espessuras Teste hidrosttico Teste vlvula de segurana Elaborao de relatrios</p> <p>INSPEO EM CALDEIRASPROGRAMA: - Tipos de Caldeiras - Componentes de caldeiras - Mecanismos de troca de calor - Tratamento de gua - Tubulaes, tubos e mandrilhagem - Acidentes com caldeiras - Legislao NR-13 - Conceitos de instrumentao e controles</p> <p>-</p> <p>-1-</p> <p>- Noes de presso, vazo, nvel e temperatura. - Programao de inspeo - Preparativos para inspeo - Medio de espessuras - Teste hidrosttico - Teste vlvula de segurana - Elaborao de relatrios</p> <p>-</p> <p>-2-</p> <p>CALDEIRAS DE FLUDO TRMICO WIESLOCHTM TFGeral Aquecedor para fludo trmico a leo ou a gs Configurao vertical ou horizontal Sistema de dupla serpentina Tampa superior removvel para permitir acesso para inspeo e limpeza das serpentinas Baixa perda de presso do fluido trmico Configurao de trs passagens de gases Isolamento trmico eficaz</p> <p>Dados de Projeto Capacidade: Presso de projeto: Temperatura do fluido trmico: Eficincia trmica</p> <p>1000 - 10.000 kW 12 barg 250 - 350C at 87%</p> <p>Capacidade, Dimenses &amp; Peso:</p> <p>-</p> <p>-3-</p> <p>Modelo</p> <p>CapacidadekW kcal/h 860000 1118000 1290000 1548000 1720000 2150000 2580000 3010000 3440000 4300000 5160000 6880000 8600000</p> <p>Volune (Serpentina)L 900 1280 1490 1810 1710 2030 2700 3340 3000 3940 5200 7860 10250</p> <p>Peso Vazio t3,4 4,0 4,7 5,8 6,2 6,8 8,3 10,0 10,2 12,2 13,4 19,4 23,4</p> <p>Dimenses H (m)3,7 4,2 4,3 4,9 4,8 5,4 6,0 6,2 6,8 7,4 7,9 9,0 10,5</p> <p>W (m)1,9 2,0 2,1 2,2 2,6 2,7 2,8 3,0 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9</p> <p>B (m)2,0 2,1 2,2 2,3 2,5 2,6 2,7 3,0 2,9 3,2 3,4 3,6 3,8</p> <p>25-V0-10 25-V0-13 25-V0-15 25-V0-18 25-V0-20 25-V0-25 25-V0-30 25-V0-35 25-V0-40 25-V0-50 25-V0-60 25-V0-80 25-V0-100</p> <p>1000 1300 1500 1800 2000 2500 3000 3500 4000 5000 6000 8000 10000</p> <p>Diferencial de temperatura do fluido trmico: 25C</p> <p>CALDEIRAS DE GUA QUENTE VEC-TERMGeral </p> <p>Caldeira para gua quente, tipo flamotubular, a leo leve e gs Gerador de vapor e trocador de calor combinado em uma nica unidade Vapor abaixo da presso atmosfrica (vcuo): estrutura mais leve, menor ponto de ebulio, menos corroso e menos exigncias quanto segurana de trabalho Feixe tubular em ao inoxidvel na seo do trocador de calor Fornecida como unidade completa pronta para instalao</p> <p>Dados de projeto Capacidade: Presso de operao: 100.0000 a 400.000 kcal/h 450 mmHg</p> <p>-</p> <p>-4-</p> <p>Capacidade, Consumo de combustvel, Dimenses &amp; Peso:</p> <p>Capacidade Modelo (kcal/h)</p> <p>Consumo de combustvel leo leve (kg/h)(nota 1)</p> <p>Gs natural</p> <p>Dimenses GLP</p> <p>Peso (t) Com gua(nota 2) 1,5 1,5 1,9 1,9 3,1 3,1</p> <p>(Nm3/h) (kg/h) A (m) B (m) C (m)(nota 1) 13 21 26 32 39 52 (nota 1) 10 17 21 26 31 41 2,3 2,3 2,7 2,7 3,2 3,2 1,4 1,4 1,5 1,5 1,8 1,8 1,4 1,4 1,5 1,5 1,8 1,8</p> <p>D (mm) Vazia</p> <p>VEC-10 VEC-16 VEC-20 VEC-25 VEC-30 VC-40</p> <p>100.000 160.000 200.000 250.000 300.000 400.000</p> <p>11 17 22 28 33 44</p> <p>150 150 250 250 340 340</p> <p>1,1 1,1 1,4 1,4 2,3 2,3</p> <p>CALDEIRAS PARA RECUPERAO DE CALOR AV- 4 / AQ-2 - Motores a dieselGeral Caldeira flamotubular para recuperao de calor de gases de exausto de motores diesel a leo leve ou leo combustvel pesado AV-4 (passagem horizontal de gases) AQ-2 ou (passagem vertical de gases) Grande volume de gua - insensvel a variaes da presso de vapor Projeto simples e confivel Construo resistente queima de fuligem depositada na superfcie de troca trmica (Soot fires) Desenho padronizado - curto prazo de entrega</p> <p>-</p> <p>-5-</p> <p>Pode ser equipada com economizador externo do tipo aquatubular e superaquecedor</p> <p>Dados de projeto Capacidade de sada da turbina: 1 - 20 MWe Tipo de combustvel: LFO, HFO, leo diesel Temperatura dos gases de exausto: At 450 com material padro Fluxo dos gases de exausto: At 75 kg/s Capacidade de produo de vapor: At 15 t/h</p> <p>-</p> <p>-6-</p> <p>CALDEIRAS A VAPOR MISSIONTM 3-PassGeral Caldeira flamotubular para queima de leo e gs Traseira mida (wet back) com trs passagens de gases Baixo nvel de emisses, devido otimizao do queimador com a fornalha Alto rendimento (91%) Maior capacidade e rendimento podem ser alcanadas com a instalao de economizador Fcil manuteno devido s portas de acesso e nmero reduzido de tubos Fornecida como unidade completa para facilidade de instalao Pode ser fornecida opcionalmente com superaquecedor de vapor Projeto de acordo com as novas normas Europias</p> <p>Dados de projeto Capacidade: Presso Temperatura Vapor gua quente 2 - 34 t/h, 1.5 - 25 MW at 300 psig Vapor saturado e superaquecido</p> <p>Capacidade, Economia de combustvel, Dimenses e Peso:</p> <p>Missio 3-Pass 2.0 ~ 6.5</p> <p>-</p> <p>-7-</p> <p>M3P-8.0 ~ 17Modelo Capacidade (kg/h) Nominal Mxima(nota 1) M3P-2.0 M3P-2.5 M3P-3.2 M3P-4.0 M3P-5.0 M3P-6.5 M3P-8.0 M3P-10 M3P-12 M3P-15 M3P-17 2.000 2.500 3.200 4.000 5.000 6.500 8.000 10.000 12.000 15.000 17.000 (nota 2) 2.300 2.900 3.700 4.600 5.750 7.500 9.200 11.500 13.800 17.300 19.600</p> <p>Eficincia (%)(nota 3) 90,7 90,8 91,1 91,4 91,0 91,0 90,8 91,0 91,2 91,5 91,9</p> <p>Consumo de leo (kg/h)(nota 3) 128 160 204 254 320 415 512 639 765 953 1.076</p> <p>Dimenses D (m) H (m) L (m)(nota 4) 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,9 3,2 3,5 3,7 2,5 2,7 2,8 3,1 3,1 3,4 3,5 3,6 3,9 4,0 4,2 5,7 5,9 6,0 6,4 7,0 7,1 7,4 7,7 9,0 9,7 10,3</p> <p>Peso (t) Ds (mm)(nota 5) 340 340 340 500 500 500 600 600 600 750 750 9,0 9,6 10,5 12,0 14,5 16,5 20,7 26,0 31,0 38,0 41,8</p> <p>Vazia</p> <p>Cheia(nota 5) 14,0 14,6 18,5 21,0 24,5 28,5 34,7 43,0 52,0 64,0 73,8</p> <p>Nota 1: Capacidade nominal com gua de alimentao a 20C Nota 2: Capacidade mxima com gua de alimentao a 105C Nota 3: Dados referentes capacidade nominal, leo combustvel com PCI = 9.750 kcal/kg, presso de operao 8 barg, temp. ambiente 25C e gua de alimentao a 105C. Eficincia conforme DIN 1942 baseada no poder calorfico inferior. Nota 4 : Dimetro da caldeira incluindo isolamento trmico. Nota 5: Chamin at 9 m de altura pode ser montada diretamente na sada de gases. Nota 6: No nvel normal de operao</p> <p>____________________________________________________________________ Mission 3 Pass 20 ~ 34</p> <p>-</p> <p>-8-</p> <p>(Veja as fotos em 3D)</p> <p>Capacidade Eficincia gua de Consumo (%) L Modelo alimentao de leo @ 20C (kg/h) (Nota1) (mm) (kg/h)M3P-20 M3P-24 M3P-30 M3P-34 20.000 24.000 30.000 34.000 90.4 90.4 90.6 91.0 1.500 1.800 2.245 2.533 8.090 8.400 8.900 9.400</p> <p>Dimenses (mm) W (mm)5.580 5.780 6.020 6.260</p> <p>Peso (ton) Oper.88.0 95.0 114.0 135.0</p> <p>Chamin (nota 2) Vazia (mm) (mm)4.610 4.820 5.140 5.380 1.160 1.160 1.500 1.500 50.0 53.0 66.0 77.0</p> <p>H</p> <p>Nota 1: Eficincia conforme DIN1942 baseada no poder calorifico inferior, leo combustvel 1A com PCI = 9.750 kcal/kg. Nota 2: Chamin at 9,0 m de altura pode ser montada diretamente na saida de gases.</p> <p>Os dados de projeto esto sujeitos a alterao sem aviso prvio.</p> <p>Operao inseguraFONTE: Revista Proteo - Ed 48 - 1995.</p> <p>-</p> <p>-9-</p> <p>Principais causas de acidentes so provocadas por falhas humanas No Brasil, no existe estatsticas de quantas caldeiras e vasos de presso esto em funcionamento e muito menos sobre os acidentes ocorridos. Na opinio do engenheiro mecnico e inspetor de caldeiras Mauro Pessoa de Mello, diretor da Mega Steam, empresa especializada em inspeo, de Porto Alegre/RS, a maior parte dos acidentes que ocorrem com caldeiras so por falhas humanas. Utilizando as estatsticas norte americanas do National Board Bulletin realizadas neste ano, ele mostra que 10% dos acidentes so por falha de projeto e fabricao, e os outros 90% so por erro humano. Acidentes por causa de vlvulas de segurana, nvel de gua, falha nos limites de controle de combusto e dos queimadores, instalao e reparos inadequados, todos tm por trs o elemento humano, que durante as inspees, manuteno e a operao no atuam corretamente. "A estatstica subentende como nico elemento de falha humana o erro do operador", explica Mello. Um outro fator importante se refere aos proprietrios das caldeiras, que no cumprem as normas legais vigentes. Ou se cumprem s pr-forma, com a conivncia de alguns inspetores de caldeira, que fazem os laudos de inspeo sem terem ido na empresa. Ou, ento, no seguem as recomendaes dos laudos de inspeo e no executam as medidas propostas, contratando pessoas sem lhes fornecer o treinamento necessrio. Segundo Loureno Joaquim de Andrade, da ATA - Combusto Tcnica S/A, em So Paulo explodem cerca de trs a quatro caldeiras por ano. Existem caldeiras que, com dois anos de operao, esto em pssimo estado de conservao por terem sido mal operadas. No entanto, uma caldeira bem cuidada pode ter 15 anos e continuar como nova", relata. Ele acrescenta que a situao em So Paulo uma tragdia, porque existe muita picaretagem por falta de fiscalizao. "Se no houvesse impunidade, estes acidentes serviriam como exemplo", explica. Desinformao - No dia 24 de outubro, a exploso da caldeira que funcionava na Narwe Lavanderia e Tinturaria, na zona norte de So Paulo, destruiu um galpo de 400m2 e matou o funcionrio encarregado pela caldeira. Antnio Avelino da Costa, 42 anos, morreu na hora, queimado pela gua quente. Conforme avaliao do delegado de policia, talvez ele no tivesse tido tempo de regular os controles depois de ouvir o alarme que indica o superaquecimento. Outro acidente que ilustra a situao de risco e desinformao ocorreu em 1989, na cidade de Sananduva/RS. Por total falta de cuidados, uma caldeira de 1.000 Kg/h de vapor e presso de 4 kglcm2 de uma destilaria de lcool explodiu, matando o operador e ferindo duas pessoas. O trabalhador que operava a caldeira no tinha realizado nenhum curso ou treinamento e a caldeira nunca foi inspecionada. At hoje o processo civil e criminal est em andamento na Justia. No caso das grandes caldeiras, segundo o engenheiro de equipamentos Marcelo Salles, da Refinaria Duque de Caxias da Petrobrs, no Rio de Janeiro, a chance de acidentes por falhas de manuteno, projetos e equipamentos quase nenhuma. "A causa nunca isolada, mas predominantemente existe a falha humana". Salles destaca que nenhuma empresa deixa um operador numa caldeira de grande porte sem nenhum preparo. "Sempre h um treinamento", afirma. Como exemplo, Salles lembra de um acidente que ocorreu numa das refinarias da Petrobrs, onde o visor de nvel da gua, no painel de controle, estava em pane. O gerente, para resolver o problema, deixou um operador de rea 24 horas de planto, olhando o visor. "Claro que no ficou ali. Isto humanamente impossvel e ele se afastou", observa. O operador que estava no controle dos</p> <p>-</p> <p>- 10 -</p> <p>painis percebeu que havia perda de nvel, mas no indicava se tinha baixado ou subido, e a gua secou. S que ele tomou a deciso errada e cortou a alimentao de gua, que j estava faltando. A caldeira superaqueceu e danificou o tubulo. Outras falhas freqentes acontecem no acendimento dos queimadores, como a que ocorreu na caldeira de CO (monxido de carbono), da Refinaria Duque de Caxias, no Rio de Janeiro, em julho de 1990. bom lembrar que a Petrobrs possui toda uma preocupao com os aspectos de segurana e suas exigncias so maiores que as estabelecidas legalmente. Os seus funcionrios recebem um treinamento rigoroso e existem os servios especializados s para cuidar das caldeiras, que so mais de 100 em todo o pas, e centenas de vasos de presso, localizados nas refinarias, navios e plataformas martimas. Conhecimento superficial - A formao dos operadores de caldeiras, mesmo fazendo o curso exigido na NR-13, deixa muito a desejar. A pesquisa realizada pelo engenheiro Mecnico e de Segurana, Jos Olmpio Valle, da Universidade de Bauru/SP e apresentada em junho deste ano, mostra o grau de aproveitamento dos trabalhadores durante os cursos de operadores de caldeiras. Dos 175 entrevistados, mais de 50% declararam que assimilaram mais ou menos o que estava sendo ministrado. Ele constatou que o nvel de escolaridade destes profissionais muito baixo, no ultrapassando sequer o 1 grau. Embora vrios deles trabalhem com caldeira h tempo, a maioria tem um conhecimento muito superficial do que seja o equipamento em si e os riscos que ele oferece. Este estudo, desenvolvido na regio de Bauru/SP, revela que cerca de 23% ainda no tm o curso de operador de caldeira. A Portaria n 23 (NR-13) faculta o curso para aqueles com pelo menos trs anos de experincia nessa atividade, at 8 de maio de 1984. Mas, na avaliao de Valle, isto representa um grande risco para as empresas que empregam este tipo de operador. "Em muitos casos eles no tm a mnima noo de porqu e o que fazer numa situao de emergncia e podem provocar danos ao equipamento", explica. Nestas circunstncias as empresas deveriam, na primeira oportunidade, fazer este operador participar do curso, para aprofundar os seus conhecimentos prticos e com um mnimo necessrio de teoria. No final do trabalho, Valle sugere que, para o nvel de operadores hoje existente, estes cursos deveriam ser reciclveis e acontecer a cada dois anos. E neste caso, o contedo seria mais ameno na teoria e mais intenso na prtica, para que haja melhor aproveitamento por parte dos trabalhadores. Eles manteriam-se atentos e acompanhariam a evoluo dos novos equipamentos. Ele cita, no seu trabalho, o caso de um acidente onde o operador com curso de operao em caldeira, feito h tempo, se descuidou do nvel de gua da caldeira lenha. Houve falha no automtico de alimentao de gua e, ao perceber que no havia mais nvel no visor, tentou a bomba d'gua, que no funcionou. Em seguida tentou o injetor de emergncia, que por sorte no conseguiu operar, pois na situao em que se encontrava a caldeira, qualquer injeo de gua provocaria uma exploso. Tanto que logo em seguida houve uma imploso. Na concluso, o trabalho avalia o crculo vicioso que existe. "O operrio no tem qualificao e recebe, por isso, baixa remunerao. Em contrapartida, opera com equipamento especializado e de alto risco, que requer conhecimento e experincia para o qual no est preparado. Portanto, para operar caldeiras, seria necessrio um operador com, no mnimo, nvel tcnico".</p> <p>-</p> <p>- 11 -</p> <p>A revoluo do vaporFONTE: Revista Proteo - Ed 48 - 1995.</p> <p>Desenvolvimento industrial a partir das caldeiras traz o risco de exploses Revoluo Industrial teve impulso pelo uso do vapor sob presso, para gerao de energia das mquinas. No sculo II a.C., como resultado de uma srie de experincias, Heron de Alexandria criou um aparelho, chamado de Eolpila, que vaporizava gua e movimentava uma esfera em torno de um eixo. E este foi o precursor das caldeiras e das turbinas a vapor. Denis Papin, na Frana; James Watt, na Esccia; Wilcox, nos Estados Unidos e muitos outros, entre cientistas, artfices e operrios, ocuparam-se, ao longo dos tempos, com a evoluo dos geradores de vapor. Em 1835, havia cerca de seis mil teares movidos a vapor. Mas foi aps a ia Guerra Mundial que essa evoluo se acentuou. As duas caractersticas bsicas das caldeiras - pr...</p>