manual de instalação, operação e manutenção
TRANSCRIPT
1
MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO
CALDEIRA A VAPOR Modelo: CCB
BENECKE IRMÃOS & CIA. LTDA. Fone: +55 (047) 3382-2222 Fax: +55 (047) 3382-2290
http://www.benecke.com.br E-mail: [email protected] Rua Fritz Lorenz, 2170 – 89120-000 – Timbó – Santa Catarina – Brasil
2
Prezados Senhores Parabéns por adquirir a caldeira a vapor modelo CCB – Caldeira Compacta Benecke.
A caldeira CCB é um equipamento que possui alto grau de automatização, projetada
tanto para gerar vapor saturado, como possui sua versão para vapor superaquecido.
Seu projeto de sistema de queima garante a combustão com alto rendimento de
uma grande variedade de combustíveis sólidos de baixa granulometria. Suas
características de projeto e automação garantem uma boa eficiência operacional,
bom rendimento térmico, bem como excelente qualidade na produção de vapor e
baixo consumo de combustível.
A caldeira que os senhores adquiriram possui componentes de alta tecnologia
empregados. Componentes mecânicos e eletrônicos de classe mundial da mais alta
confiabilidade. Para obter o máximo aproveitamento de seu equipamento e,
consequentemente, de seu processo consumidor de vapor, é indispensável a
operação e manutenção adequada do mesmo. Quando utilizado de acordo com as
condições de serviço para o qual foi selecionado (vazão, pressão, parâmetros
operacionais, temperatura) e um tratamento de água adequado, o equipamento irá
proporcionar uma longa vida útil.
Atenciosamente, Benecke Irmãos e Cia Ltda.
3
ÍNDICE
1. OBRA CIVIL.......................................................................................................................................................... 5
1.1. ENGENHEIRO CIVIL .................................................................................................................................................. 5
1.2. CORROSÃO E GOTEJAMENTO PELA CONDENSAÇÃO ........................................................................................................ 5
1.3. REQUISITOS DA OBRA CIVIL ...................................................................................................................................... 5
2. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM ....................................................................................................................... 5
3. MONTAGEM ....................................................................................................................................................... 6
3.1. MATERIAIS NECESSÁRIOS PARA A MONTAGEM ............................................................................................................. 6
3.2. PRINCIPAIS ITENS DE MONTAGEM:............................................................................................................................. 6
3.2.1. Instalação Hidráulica ................................................................................................................................ 7
3.2.2. Instalação Elétrica ..................................................................................................................................... 7
4. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS .................................................................................................................................. 8
4.1. GERADOR DE VAPOR ............................................................................................................................................... 8
4.2. VÁLVULAS DE SEGURANÇA........................................................................................................................................ 8
4.3. VÁLVULAS DE DESCARGA DE FUNDO ........................................................................................................................... 9
4.4. GARRAFA E VISOR DE NÍVEL ...................................................................................................................................... 9
4.5. INJETOR DE EMERGÊNCIA (QUANDO EXISTIR) .............................................................................................................. 10
4.6. BOMBA DE ÁGUA ................................................................................................................................................. 11
4.7. VENTILADOR DE TIRAGEM (EXAUSTOR) ..................................................................................................................... 11
4.8. VENTILADOR DE AR PRIMÁRIO ................................................................................................................................ 11
4.9. VENTILADOR DE AR SECUNDÁRIO............................................................................................................................. 12
4.10. PRÉ-AQUECEDOR DE AR (QUANDO EXISTIR) ............................................................................................................... 12
4.11. GRELHA MÓVEL .................................................................................................................................................... 12
4.11.1. Unidade Hidráulica ................................................................................................................................. 13 4.11.1.1. Unidade de potência ........................................................................................................................................... 13 4.11.1.2. Unidade de atuação ............................................................................................................................................ 14 4.11.1.3. Sistema de controle ............................................................................................................................................. 14
4.11.2. Mancais deslizantes ................................................................................................................................ 14
4.11.3. Manutenção preventiva da grelha .......................................................................................................... 15
4.12. SISTEMA DE QUEIMA ............................................................................................................................................. 16
4.12.1. Regulagem do sistema de queima .......................................................................................................... 16 4.12.1.1. Regulagem da grelha ........................................................................................................................................... 16 4.12.1.2. Regulagem do ar de combustão .......................................................................................................................... 19
4.13. ECONOMIZADOR (QUANDO EXISTIR) ......................................................................................................................... 21
4.14. DESGASEIFICADOR TÉRMICO (QUANDO EXISTIR) .......................................................................................................... 22
4.14.1. Principais componentes .......................................................................................................................... 22
4.14.2. Princípio de funcionamento .................................................................................................................... 23
4.14.3. Controle de Temperatura ........................................................................................................................ 23
4.14.4. Controle de Nível ..................................................................................................................................... 24
4.14.5. Defeito, provável causa e solução. .......................................................................................................... 24
4.15. SUPERAQUECEDOR (QUANDO EXISTIR) ...................................................................................................................... 26
4.16. CONTROLE DE VAPOR SUPERAQUECIDO (QUANDO EXISTIR) ............................................................................................ 26
4.16.1. Dessuperaquecedor ................................................................................................................................ 27
4.17. PROCEDIMENTOS OPERACIONAIS ............................................................................................................................. 28
4.17.1. Antes do Primeiro Funcionamento .......................................................................................................... 28
4.17.2. Procedimento start-up e queima dos refratários .................................................................................... 28
4.17.3. Procedimento de partida da caldeira fria ............................................................................................... 33
4.17.1. Procedimentos de parada de emergência por nível baixo ...................................................................... 36
4.17.2. Procedimentos e parâmetros operacionais de rotina ............................................................................. 36
4
4.17.3. Responsabilidades do Operador de Caldeira .......................................................................................... 37
4.18. TRATAMENTO DE ÁGUA ......................................................................................................................................... 38
4.18.1. Problemas Oriundos da Falta de Tratamento ......................................................................................... 38
4.18.2. Orientações Gerais .................................................................................................................................. 39
5. MANUTENÇÃO PREVENTIVA ............................................................................................................................. 40
5.1. INSPEÇÃO DIÁRIA ................................................................................................................................................. 40
5.2. INSPEÇÃO SEMANAL .............................................................................................................................................. 42
5.3. PARADA SEMANAL ................................................................................................................................................ 42
5.4. INSPEÇÃO MENSAL ............................................................................................................................................... 43
5.5. INSPEÇÃO TRIMESTRAL .......................................................................................................................................... 44
5.6. INSPEÇÃO SEMESTRAL ........................................................................................................................................... 44
5.7. INSPEÇÃO ANUAL ................................................................................................................................................. 45
5.8. MEDIDAS DE PREVENÇÃO CONTRA ACIDENTES NA MANUTENÇÃO DA CALDEIRA .................................................................. 46
6. EFEITOS E CAUSAS ............................................................................................................................................ 47
7. ENTREGA TÉCNICA ............................................................................................................................................ 49
8. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................... 49
9. ANEXOS ............................................................................................................................................................ 50
9.1. INSTRUÇÕES GERAIS PARA INSTALAÇÃO E USO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS ....................................................................... 50
9.2. INSTRUÇÕES PARA INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO DO INJETOR ............................................................................................. 53
9.3. VÁLVULA DE SEGURANÇA: INSTRUÇÕES GERAIS .......................................................................................................... 56
9.4. MANUAL DE INSTALAÇÃO, OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DE VENTILADORES ...................................................................... 58
9.5. OPERAÇÃO CORRETA DE VÁLVULAS DE ESFERA ............................................................................................................ 62
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - DETALHE DA VÁLVULA DE SEGURANÇA. ........................................................................................................................ 9
FIGURA 2 - DETALHE DA GARRAFA E VISOR DE NÍVEL. ..................................................................................................................... 9
FIGURA 3 - DETALHE DA GARRAFA E VISOR DE NÍVEL (2). .............................................................................................................. 10
FIGURA 4 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA INSTALAÇÃO DO INJETOR .......................................................................................... 11
FIGURA 5 - REPRESENTAÇÃO DE BOMBA CENTRÍFUGA MULTIESTÁGIOS ............................................................................................ 11
FIGURA 6 - PRÉ-AQUECEDOR DE AR. .......................................................................................................................................... 12
FIGURA 7 - ESTRUTURA BÁSICA DE UM ACIONAMENTO HIDRÁULICO. ................................................................................................ 13
FIGURA 8 - MANCAL DESLIZANTE. ............................................................................................................................................. 14
FIGURA 9 – CONTROLE DAS VÁLVULAS DIRECIONAIS DA UNIDADE HIDRÁULICA. ................................................................................... 17
FIGURA 10 – DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL NA GRELHA – FORMA CORRETA. ............................................................................. 18
FIGURA 11 - DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL NA GRELHA – FORMA INCORRETA. .......................................................................... 18
FIGURA 12 - DAMPER DE REGULAGEM DE FLUXO DE AR. ................................................................................................................ 19
FIGURA 13 - DESENHO GENÉRICO DE UM ECONOMIZADOR. ............................................................................................................ 21
FIGURA 14 – DESGASEIFICADOR. .............................................................................................................................................. 22
FIGURA 15 - ESQUEMA PILOTO DA ESTAÇÃO REDUTORA. ............................................................................................................... 23
FIGURA 16 - CONTROLE DE TEMPERATURA POR ASPERSÃO. ............................................................................................................ 27
FIGURA 17 – INSTALAÇÃO DO DESSUPERAQUECEDOR PARA CONTROLE DE TEMPERATURA. .................................................................... 27
FIGURA 18 – CURVA DE AQUECIMENTO DE CALDEIRAS FLAMOTUBULARES. ........................................................................................ 35
5
1. OBRA CIVIL
1.1. Engenheiro Civil
Este item é, normalmente, de responsabilidade do cliente, exceto quanto especificado o contrário em contrato. O Cliente deve contratar um profissional de Engenharia devidamente habilitado para efetuar o correto dimensionamento e orientar na execução da obra. O engenheiro deverá observar atenciosamente as normas e legislações relacionadas à construção da casa de caldeira. Alertamos que o dimensionamento incorreto será antieconômico pelo excesso, e arriscado pela falta, o que poderá comprometer o funcionamento adequado do equipamento, bem como, o cancelamento da garantia. Respeitar o tempo de cura do concreto antes de iniciar a montagem.
1.2. Corrosão e Gotejamento pela Condensação
A presença de umidade excessiva na casa da caldeira pode acelerar o processo de corrosão nas partes metálicas das estruturas da casa da caldeira e dos equipamentos. Para evitar esse inconveniente, recomenda-se a instalação do tanque de condensado na área externa à casa da caldeira, bem como, a canalização do vapor das válvulas de segurança para fora da casa da caldeira através de tubulação de diâmetro igual ou superior que a saída das válvulas. Se houver necessidade de curvas, estas devem ser suaves para dar livre expansão das descargas.
1.3. Requisitos da Obra Civil
Alertamos que os requisitos dos desenhos da base deverão ser totalmente cumpridos para serem aceitos pelo nosso técnico na ocasião da montagem. A superfície da base deve ser rigorosamente plana e nivelada, em ambas as direções (longitudinal e transversal). Quaisquer mudanças ou divergências deverão ser comunicadas ao nosso departamento técnico tão logo sejam recebidos os desenhos, e só poderão ser feitas após a avaliação e aprovação pela Benecke.
Obs: Para quaisquer esclarecimentos, favor consultar o nosso departamento de Assistência
Técnica.
2. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM
− As partes e peças são acondicionadas em embalagens de madeira para evitar danos durante o transporte; tenha cuidado ao descarregá-los.
− Todo material deve ser armazenado em local coberto, arejado e protegido da chuva.
− Ao descarregar com empilhadeira, preferencialmente usar cinta apropriada para não amassar nem riscar.
− Consulte os manuais dos equipamentos (em anexo) para maiores informações sobre os procedimentos para transporte, recebimento e armazenagem.
− As embalagens devem ser abertas na ocasião da montagem e na presença de nosso técnico, evitando extravios e perda de garantia.
− Nunca armazenar no pátio, mesmo que sejam cobertos com lona impermeável. Sempre haverá risco de encharcar o isolamento térmico, danificar dispositivos elétricos, provocar corrosão em tubos, chapas, rolamentos, etc.
− Quando a caldeira não for operar imediatamente após a sua entrega ou instalação, deverão ser tomadas medidas para evitar a corrosão de tubos e chapas, como manter o
6
equipamento em local coberto e completamente cheio com água tratada. Para quaisquer esclarecimentos, consultar empresas especializadas.
3. MONTAGEM
Planejar a montagem e solicitar montador ao departamento de assistência técnica com antecedência de pelo menos 10 dias.
Por ocasião da montagem, a base civil deverá estar concluída, com o concreto devidamente curado. É conveniente que as redes de energia elétrica e de água também já estejam instaladas no local. Quando não implicar em dificuldades para instalação da caldeira sobre a base, a casa da caldeira deverá estar previamente pronta.
3.1. Materiais Necessários para a Montagem
São necessários alguns equipamentos, materiais e mão de obra para a execução dos serviços de montagem da caldeira. Em função da dificuldade para deslocamento desse ferramental, é de suma importância que sejam providenciados pelos senhores. Portanto, são relacionados a seguir os materiais necessários:
Descarregamento
• Máquina ou equipamento de elevação de carga, conforme o tamanho da caldeira e peso individual das partes que compõe o equipamento;
Instalação e Montagem
• Aparelho de Solda, preferencialmente, de no mínimo 200A com retificador (para eletrodo de 3,25mm AWS 6013 ou 7018);
• Máscara de Solda;
• Maçarico;
• Furadeira;
• Morsa;
• Macaco (10 ton);
• Esmerilhadeira;
• Compressor e pistola para pintura;
• Mangueira de nível;
• Cabo de aço;
• Tubulação para ligar a bomba nos reservatórios;
• Pedreiro, eletricista e ajudantes.
3.2. Principais Itens de Montagem:
− Conferir se a base está conforme as medidas do desenho (ver item 1).
− Certificar-se de que o concreto está devidamente curado.
− Posicionar os pés da estrutura de sustentação.
− Instalar a grelha e demais equipametos em suas respectivas posições, observando: cotas, alinhamento e prumo.
− Instalar a bomba na base e fazer as interligações (verificar manual de instalação do equipamento).
− Conectar e colocar em funcionamento as tubulações, válvulas e conexões auxiliares.
− Encher o conjunto da caldeira com água, pressurizar e testar hidrostaticamente.
− Assentar tijolos refratários da fornalha (obra civil), respeitando rigorosamente as orientações descritas na planta de fundação.
7
− Montar o exaustor e os dutos de gases, verificando: cotas, funcionamento e vazamentos (verificar manual de instalação do equipamento).
− Montar o pré-aquecedor de ar, quando existir, com o ventilador e os dutos, verificando: cotas, funcionamento e vazamentos.
− Instalar o filtro multiciclone de ferro fundido ou em chapa de aço, conforme orientações do desenho.
− Montar rede de vapor e condensado do equipamento. Verificar se os tubos estão desobstruídos e limpos.
− Verificar, novamente, todas as conexões e interligações para certificar-se da correta instalação de equipamentos e tubulações.
3.2.1. Instalação Hidráulica
Devem ser construídos dois reservatórios de água e duas redes de alimentação, respectivamente, independentes entre si, para abastecer a caldeira. Um sistema de alimentação servirá de reserva para o caso do principal apresentar problemas, e deve ser acionado periodicamente para evitar o emperramento.
Quando for possível reaproveitar o condensado, um reservatório poderá armazenar água quente. Entretanto, este deve ser instalado a uma altura suficiente para que não ocorra o fenômeno denominado de cavitação na bomba (consultar o catálogo do fabricante), e a rede de alimentação deste reservatório não poderá abastecer o injetor, pois este não funciona com água quente.
O reservatório de água fria é utilizado sempre que a caldeira tiver o injetor como sistema de alimentação de emergência ou quando não for possível reaproveitar o condensado. Este tanque deverá ter a capacidade de armazenar um volume de água, no mínimo, igual à produção horária de vapor.
Na execução da instalação hidráulica, nunca reduza a bitola das tubulações. Utilize sempre tubulação com diâmetro igual ou maior que as conexões de bombas, filtros, válvulas, etc. É impreterível para o bom funcionamento do conjunto que o dimensionamento da tubulação seja compatível com a vazão utilizada. Recomenda-se instalar o menor número possível de conexões e o emprego de curvas ao invés de joelhos. Também devem ser previstas válvulas para o fechamento da tubulação quando for executar manutenção nos equipamentos.
Para maiores informações sobre a instalação da rede de vapor ou de condensado verifique o manual de distribuição de vapor que acompanha este manual, ou contate o nosso departamento de Assistência Técnica.
3.2.2. Instalação Elétrica
− Montar painel elétrico.
− Fazer aterramento da estrutura, dos motores e do painel elétrico.
− Verificar se a tensão trifásica e de comando estão compatíveis com as especificações contidas no formulário de entrega técnica.
− Interligar os motores elétricos e demais acessórios ao painel e este à rede elétrica, com cabos devidamente dimensionados.
− Verificar se os equipamentos funcionam corretamente e se os motores estão girando no sentido correto.
− Verificar a corrente de cada fase dos motores. Anotar no formulário de entrega técnica.
− Re-apertar todos os conectores do painel elétrico.
8
Obs: Não esqueça de desligar a chave geral do painel, como também a chave que alimenta o painel e, finalmente, certifique se realmente desligou a chave correta. Excesso de autoconfiança também provoca acidente!
4. OPERAÇÃO DE CALDEIRAS
4.1. Gerador de Vapor
Constitui-se num invólucro ou casco, construído em chapas de aço, dentro do qual encontram-se diversos tubos, montados entre espelhos, no interior dos quais circulam os gases da combustão no seu percurso até a chaminé. Os tubos são montados de forma que a água circule ao redor destes e receba o calor proveniente dos gases.
A água possui materiais sólidos, que se depositam na parte mais inferior do gerador. Para que rendimento do gerador de vapor não seja prejudicado deve-se fazer a descarga de fundo conforme indicado pelo responsável do tratamento químico.
Outro fator que influi negativamente no rendimento do gerador de vapor é a limpeza dos tubos. É importante fazer a limpeza periódica dos tubos com escova de aço apropriada, pois a sujeira, além de prejudicar o rendimento térmico, ainda danifica os tubos.
4.2. Válvulas de Segurança
A caldeira é projetada para suportar uma determinada pressão de trabalho, chamada de Pressão Máxima de Trabalho Admissível (P.M.T.A.). Desta forma, são instaladas válvulas de segurança para promover o escape do excesso de vapor para a atmosfera como proteção contra eventuais pressões acima da máxima permitida.
Este dispositivo já vem calibrado de fabrica e lacrado. Mesmo assim, deve-se conferir, periodicamente, se estão funcionando corretamente. Estas válvulas estão instaladas na parte superior da caldeira.
Em função de sua forma construtiva e de vedação, as válvulas de segurança danificam-se facilmente por choques ou vibrações. Desta forma, recomenda-se:
− Ao transportar as válvulas deve-se mantê-las na posição vertical;
− Deve-se evitar tombar ou bater as válvulas, pois podem ocorrer desalinhamento das partes internas ou imperfeições na vedação.
Recomenda-se também a inspeção regular das válvulas durante a operação. Caso seja observado algum vazamento, deve-se providenciar a imediata manutenção da mesma, desde que executada por pessoal qualificado.
Acionamento
Manual
Saída de Vapor
Flange de Entrada de
Vapor
9
Figura 1 - Detalhe da Válvula de Segurança.
4.3. Válvulas de Descarga de Fundo
Estas válvulas encontram-se na tubulação de descarga de fundo localizada na parte inferior do gerador, da fornalha e da grelha. É acionada sempre que for necessário fazer a descarga dos sais e lama que se depositam no fundo da caldeira.
Obs: É responsabilidade do cliente contratar empresa ou profissional qualificado para analisar a água utilizada e sugerir o tratamento químico adequado, bem como o número de descargas de fundo necessárias por dia.
4.4. Garrafa e Visor de Nível
A garrafa de nível funciona em conjunto com a bomba de alimentação, de modo a manter o nível de água no interior do gerador. Este sistema de controle consiste em quatro eletrodos devidamente posicionados dentro da garrafa. Os eletrodos possuem as seguintes funções:
− Eletrodo de nível máximo: desliga a bomba;
− Eletrodo de nível mínimo: liga a bomba;
− Eletrodo de Emergência: desliga automaticamente todo o equipamento, exceto os alarmes, equipamentos de segurança e a bomba.
− Eletrodo de Referência: fecha o circuito elétrico, permitindo a passagem de corrente, necessária para energizar os relés de controle.
O volume de água deve ser suficiente para assegurar o permanente resfriamento das superfícies de aquecimento. Em nenhuma hipótese deve faltar água a ponto de colocar em risco a integridade da caldeira.
A garrafa e o visor de nível possuem válvulas de dreno, as quais devem ser acionadas ao menos uma vez por dia para eliminar o lodo e as impurezas que, eventualmente, se acumulem no fundo. O acumulo de lama na garrafa de nível pode isola-la completamente da caldeira, deixando o regulador de nível sem ação e provocando a falta de água.
Figura 2 - Detalhe da Garrafa e Visor de Nível.
Para fazer a descarga da garrafa de nível proceda da seguinte maneira:
Garrafa de Nível
Visor de Nível
Manômetro
Válvulas de interligação com
a Caldeira
Eletrodos
Dreno da Garrafa
1
2
3
10
− Feche a válvula de interligação com a caldeira (2) e abra o dreno da garrafa (3). A bomba irá religar;
− Aguarde cerca de 15 segundos, então feche o dreno (3) e re-abra a válvula de interligação (2);
− Repita o procedimento, fechando a válvula de interligação (1) e abrindo novamente o dreno (3). Por fim, re-abra a válvula de interligação (1) e feche o dreno (3).
A B
Figura 3 - Detalhe da Garrafa e Visor de Nível (2).
4.5. Injetor de Emergência (quando existir)
Este dispositivo consiste em um sistema alternativo para alimentação de água na caldeira, em caso de falha na bomba ou falta de energia elétrica. Sendo assim, é importante que este equipamento esteja sempre em perfeitas condições de uso. Desta forma, é necessário operá-lo ao menos uma vez por dia para evitar que trave por falta de uso.
O injetor aproveita a energia do vapor para promover a sucção da água do tanque de alimentação e, em seguida, pressurizá-la até o nível de operação da caldeira.
Para operar o injetor deve-se, primeiramente, abrir a válvula da tubulação de água fria. Ressalta-se que o injetor não funciona com água quente e, portanto, deve estar conectado, independentemente, ao reservatório de água fria. Em seguida, abra totalmente o injetor e a válvula de interligação com a caldeira. Observe no visor do injetor que a água é despejada pelo escape. Abra a válvula de vapor e, usando a maçaneta do injetor, ajuste o dispositivo até que não haja mais perca de água pelo escape.
Válvula de Vapor
Válvula de Água
Fria
Caldeira
Injetor
Descarga
Fechada
Fechada
Caixa d’água
fria
11
Figura 4 - Representação esquemática da Instalação do Injetor
O injetor não funciona com pressão abaixo de 30 libras (2 kgf/cm²), e não fornece o mesmo
rendimento com pressão acima de 145 libras (10 kgf/cm²). Além disso, para sua segurança, nunca utilize o injetor com pressão acima de 175 libras (12 kgf/cm²).
Em anexo encontram-se maiores instruções para a instalação e operação dos injetores, as quais devem ser rigorosamente seguidas, pois o injetor trata-se de um dispositivo de segurança.
4.6. Bomba de Água
A bomba de água é responsável pela sucção, pressurização e transporte da água, desde o reservatório até o interior do gerador. A quantidade de água no gerador de vapor é controlada pelos eletrodos situados no interior da garrafa de nível.
As bombas utilizadas nesta aplicação são, normalmente, centrífugas de múltiplos estágios. Estes equipamentos trabalham transformando a energia motriz, recebida do motor, em energia cinética (movimento) e energia potencial (pressão), que é entregue ao fluído na passagem por cada estágio.
Na tubulação entre a bomba e a caldeira é instalada uma válvula de retenção para impedir o retorno de líquido ou vapor. Esta válvula sofre, naturalmente, desgaste mecânico e deve ser substituída periodicamente, conforme identificado a perda de desempenho.
Em anexo encontram-se as instruções gerais para o uso de bombas centrífugas, onde é possível obter as informações necessárias para: instalação, operação e manutenção.
Figura 5 - Representação de Bomba Centrífuga Multiestágios
4.7. Ventilador de Tiragem (Exaustor)
Estes equipamentos são utilizados para promover a tiragem forçada e/ou induzida dos gases através do gerador de vapor. No caso da tiragem forçada o ventilador é instalado na entrada de ar, enquanto que na tiragem induzida o ventilador é instalado na saída de gases do gerador de vapor, e é denominado, comumente, exaustor.
Os ventiladores são usualmente conectados diretamente aos motores de acionamento. Em anexo encontram-se maiores informações para instalação, operação e manutenção dos ventiladores.
4.8. Ventilador de Ar Primário
Este equipamento é utilizado para insuflar a quantidade de ar necessária para a combustão
completa do material de combustão depositado sobre a grelha. Normalmente ele pega o ar
ambiente e o manda para o pré-aquecedor de ar (quando este existir), elevando a temperatura do
12
ar e enviando-o sob a grelha. Quando o pré-aquecedor de ar não existir, o ar é mandado para a
grelha sem elevar-se a sua temperatura.
Com a introdução de ar forçado sob a grelha, aviva-se o fogo de forma mais rápida que no
processo sem o ventilador.
4.9. Ventilador de Ar Secundário
Este equipamento é utilizado para insuflar ar sobre as chamas com a finalidade de garantir a
combustão dos voláteis. Este ar poderá ser pego do pré-aquecedor de ar (ar já aquecido) ou
simplesmente do ambiente (ar na temperatura ambiente).
4.10. Pré-Aquecedor de Ar (quando existir)
Este equipamento consiste em um trocador de calor que aproveita parte da energia dos gases de combustão para elevar a temperatura (pré aquecer) do ar utilizado na combustão, antes deste entrar na fornalha. A instalação de pré-aquecedor de ar proporciona economia de combustível e é indicado para combustíveis úmidos com baixo poder calorífico.
Figura 6 - Pré-aquecedor de ar.
Os gases quentes passam pela parte interna dos tubos enquanto que o ar a ser aquecido passa pela parte externa dos tubos de troca.
A limpeza dos tubos do pré-aquecedor é importante para garantir a eficiência do equipamento e, consequentemente, da caldeira. Sendo assim, deve-se limpar periodicamente ou sempre que for detectada queda no rendimento.
4.11. Grelha móvel
A grelha móvel, também chamada de Grelha de Avanço Contínuo Inclinada, tem a função de realizar o processo de combustão necessário para a geração de vapor da caldeira. Neste processo, ocorrem diversas reações químicas que liberam energia, na forma de calor e luz, ou seja, ocorre a transformação de energia química contida no combustível, em energia térmica. A grelha móvel oferece uma grande flexibilidade quanto às características dos combustíveis a serem queimados. Pode ser desenvolvida para a queima de material de baixa granulometria, tanto com baixa quanto com alta umidade.
Tubos
de troca
13
O processo de combustão ocorre na câmara de combustão, que é formada pela grelha, paredes refratárias e arco refratário.
A grelha consiste em um conjunto de fileiras móveis e fixas de barras de grelha, que são posicionadas alternadamente. Através de movimentos de vaivém das fileiras móveis de barras de grelha, o material combustível é remexido e movimentado em direção à extremidade da grelha. O acionamento é realizado por cilindros hidráulicos. O ajuste da velocidade de avanço e recuo da grelha permite a regulagem da espessura da camada de combustível sobre a grelha, visando formar uma cama de combustão adequada.
As barras de grelha são confeccionadas de fundido especial, com boa resistência à temperatura e abrasão. O resfriamento das barras de grelha será feito por meio do próprio ar de combustão que é insuflado sob a grelha e flui através dos jatos para a região de combustão.
Para se obter um controle mais preciso do processo de combustão, a grelha de avanço é dividida em zonas (carros) que podem ser movimentadas independentemente e ser supridas distintamente com ar primário.
4.11.1. Unidade Hidráulica
O conjunto da unidade hidráulica de acionamento da grelha consiste nas seguintes unidades: - Unidade de potência; - Unidade de atuação; - Sistema de controle.
Figura 7 - Estrutura básica de um acionamento hidráulico.
4.11.1.1. Unidade de potência A unidade de potência consiste na geração de energia hidráulica para movimentação do
sistema de atuação e consequentemente movimentação das grelhas, e constitui-se dos principais componentes:
- Motor elétrico; - Bomba hidráulica; - Reservatório de óleo; - Válvula de alívio; - Filtro de óleo;
14
4.11.1.2. Unidade de atuação A unidade de atuação tem a função de converter a energia hidráulica contida no óleo em
energia mecânica de forma a proporcionar a força necessária para movimentação do cilindro hidráulico e dos carros de movimentação da grelha. Os principais componentes que constituem a unidade de atuação são:
- Válvulas direcionais; - Cilindros hidráulicos
Para instalação, manutenção e inspeção da unidade hidráulica, favor observar o manual do fabricante da unidade hidráulica, fornecido juntamente com este manual.
4.11.1.3. Sistema de controle O sistema de controle tem a função de controlar a movimentação das grelhas, para que todo
o sistema funcione de forma adequada, dentro dos parâmetros necessários para uma boa queima e segurança. O CLP (controlador lógico programável) da caldeira interpreta os sinais das variáveis de operação da unidade sob sua lógica de funcionamento, e os envia para o sistema de atuação, para que este realize sua função de movimentação da grelha.
A configuração dos parâmetros de controle da grelha móvel é realizada por um técnico especializado da Benecke no momento do startup da caldeira, e após a regulagem, a grelha funciona automaticamente e não necessita receber parâmetros operacionais no seu funcionamento.
4.11.2. Mancais deslizantes
O carro móvel se apoia e desliza sobre um conjunto de mancais deslizantes. Estes mancais são fundidos, de construção robusta, projetados com boa resistência ao desgaste para suportarem grandes cargas. Embora possuam construção robusta, sofrem desgaste natural com sua utilização. Logo, é necessário uma inspeção periódica e substituição de peças tão logo apresentem desgaste, para evitar que prejudiquem o funcionamento ou danifiquem todo o conjunto.
Figura 8 - Mancal deslizante.
3
1
5
4
6
2
15
1. Suporte do mancal (fixo); 2. Console do mancal (móvel); 3. Lateral (móvel); 4. Rolete esférico; 5. Trilho inferior; 6. Trilho de encaixe superior
4.11.3. Manutenção preventiva da grelha
- A manutenção preventiva da grelha deverá ser periódica. Os intervalos de manutenção dependem das características do combustível que é queimado, podendo variar em intervalos de 1 até no máximo 3 meses. Se houver uma eventual parada da caldeira por qualquer motivo, é recomendado que se faça uma rápida inspeção nesta ocasião. - Deverá ser removido todo e qualquer resíduo que esteja impedindo a passagem de ar pelas aberturas das grelhas. As camadas de resina com cinza e barro que estiverem sobre as grelhas e na parede refratária, também terão que ser removidas para que não haja perda de eficiência de queima e danos ao sistema. - As grelhas que apresentarem desgaste acentuado deverão ser substituídas, porque afetará a distribuição de ar e aumentará o desgaste das demais grelhas. Uma boa prática é trocar a posição das grelhas da região de combustão, as quais sofrem maior desgaste, pelas grelhas das regiões de secagem ou término de queima. Desta forma, é possível aumentar o tempo de uso das grelhas, antes de substituí-las por novas. - Deve ser feito limpeza no acúmulo de cinzas nas câmaras de ar sob a grelha e ao final da grelha em algum eventual acumulo de cinza. - Sempre verificar o alinhamento da grelha. - Realizar inspeção na caixa de extração de cinzas da extração da grelha e avaliar o estado do helicoide da rosca. Em caso de apresentar desgaste excessivo na altura ou espessura, de forma a afetar sua capacidade de transporte, o mesmo deve ser reparado ou substituído. - Os mancais da grelha deverão ser verificados no máximo a cada 4 meses, para avaliar o estado dos roletes esféricos (item 4) e dos trilos inferiores (item 5) da Figura 8. Em caso de desgaste das peças, as mesmas deverão ser substituídas para que a mesa da grelha se mantenha no nível adequado. A operação com estas peças desgastadas acarretará em danos ao conjunto do mancal. - Inspecionar as guias de alinhamento das hastes dos cilindros, em caso de desgaste, a mesma deverá ser substituída por uma guia nova; - Inspecionar e fazer limpeza nos mancais deslizantes periodicamente; - Verificar distância dos sensores de fim de curso dos atuadores hidráulicos, distância maior que 5 mm não garante o seu funcionamento; - Inspecionar fixação dos suportes dos sensores de fim de curso; - Inspecionar fiações elétricas dos sensores de fim de curso e das válvulas solenoides; - Inspecionar nível de óleo da unidade hidráulica conforme orientações que constam no manual do equipamento; - Inspecionar filtro de ar e óleo da unidade hidráulica conforme orientações que constam no manual do equipamento; - Verificar constantemente a temperatura do óleo da unidade hidráulica: faixa de temperatura de trabalho, estimada entre 30 e 60°C;
16
4.12. Sistema de Queima
A fornalha é o local da caldeira onde ocorre a combustão, também denominada de câmara de combustão. A grelha está disposta no fundo da fornalha e é sobre ela que processasse a queima do combustível.
O desempenho da caldeira está estreitamente ligado aos processos desenvolvidos nesta região.
4.12.1. Regulagem do sistema de queima
Uma boa regulagem da caldeira e consequentemente uma boa combustão irá apresentar uma fumaça clara e homogênea na chaminé. Na primeira zona da grelha, é comumente observado um visível desprendimento de vapor do combustível (vaporização). Na parte central da grelha, observa-se uma chama clara, de boa densidade e isenta de fumaça. Nas últimas filas da grelha, usualmente, não são observadas labaredas, apenas um fogo brando na forma de braseiro, caracterizando término de queima. As cinzas geralmente tem aparência clara e baixa granulometria. Entretanto, a aparência das cinzas está relacionada com o tipo de combustível que a caldeira irá queimar.
As regulagens da caldeira podem ser realizadas, manualmente, por pessoas experientes e devidamente orientadas sobre o funcionamento dos diversos equipamentos. O emprego de alguns equipamentos como analisador de gases, auxilia na obtenção de uma boa regulagem da combustão.
É recomendado que a regulagem seja realizada com a caldeira em sua capacidade nominal de produção de vapor.
4.12.1.1. Regulagem da grelha
Variações na umidade e forma de apresentação do material, como mistura, impurezas, entre outros, vão acarretar em necessidades diferentes de ar de combustão, velocidade de avanço da grelha e parâmetros de regulagem da grelha. Logo não é possível estabelecer regras rígidas de regulagem nas quais se obtenha a melhor performance do equipamento. Com o treinamento fornecido por nossos técnicos e através da prática adquirida na operação e regulagem do equipamento será possível o operador encontrar a regulagem ideal para a queima de combustível.
A grelha funciona de maneira automática através do sistema de controle de combustão. Sempre que for necessário, deverá ser feita a regulagem da velocidade de avanço e retorno dos cilindros hidráulicos que movem os carros da grelha móvel.
A velocidade de cada carro pode ser regulada independentemente, de forma a otimizar a velocidade de avanço do material em cada região de queima. O número de carros que a grelha possui irá depender do projeto da caldeira.
A regulagem é feita através das válvulas reguladoras de vazão de óleo dos atuadores, observe na Figura 9, as setas indicam os reguladores de vazão.
17
I – Vista lateral. II – Vista superior.
Figura 9 – Controle das válvulas direcionais da unidade hidráulica.
Cada carro da grelha possui um atuador (cilindro) hidráulico, que possui uma válvula direcional, esta válvula direcional controla o sentido do cilindro, mudando sua direção de maneira que este avance, retorne ou o mantenha parado. Este movimento de avanço e retorno possui sua velocidade controlada através do regulador de vazão, que está indicado nas setas da Figura 9.
O regulador B controla o avanço do carro, ao girá-lo para o sentido horário (fechar) ocorrerá uma restrição do fluxo de óleo e a velocidade de avanço irá diminuir, tornando o movimento de avanço do carro mais lento.
Quando houver necessidade de movimentos de avanço mais rápidos do carro, o regulador B do respectivo carro deverá ser girado para o sentido anti-horário (abrir).
O regulador A controla o retorno do carro, ao girá-lo para o sentido horário (fechar) ocorrerá uma restrição do fluxo de óleo e a velocidade de retorno irá diminuir, tornando o movimento de retorno do carro mais lento.
Quando houver necessidade de movimentos de retorno mais rápidos do carro, o regulador A do respectivo carro deverá ser girado no sentido anti-horário (abrir).
Não há regras quanto à relação de número de voltas do regulador e a velocidade do carro, o operador irá descobrir a sensibilidade da válvula reguladora através do método de atuação observação, onde ele efetua uma regulagem e observa a velocidade do cilindro hidráulico.
Há um regulador de pressão para cada carro, indicado na seta C da Figura 9, que não necessita ser regulado após a regulagem inicial da caldeira.
Boas práticas de regulagem da grelha refletem diretamente de forma positiva na eficiência de combustão, eficiência da caldeira, consumo de combustível, emissões de gases poluentes à atmosfera, estabilidade na pressão e produção de vapor da caldeira.
Em geral, o primeiro carro fica com velocidade de avanço e retorno maior e o último com velocidade menor, ficando o segundo carro, onde ocorre a maior parte da queima com uma velocidade intermediária, no caso de grelhas com 3 carros.
Algumas características devem ser levadas em conta para uma boa regulagem da grelha e consequentemente uma boa combustão:
A) O combustível deverá estar em fase de final de queima quando estiver no último estágio, de forma que não saia material não queimado, observar a qualidade das cinzas.
B) A queima deverá se desenvolver na parte central da grelha, onde deverá ser distribuído a maior marte do ar de combustão;
A
B C
18
C) Em geral, para combustíveis úmidos a rampa refratária deverá estar preenchida de combustível, o sistema de alimentação deve auxiliar para que esta característica seja garantida;
D) A grelha deverá estar toda coberta de combustível, de forma uniforme. O combustível deverá formar um tapete sobre a grelha, cobrindo todas as extremidades e sem oscilações, conforme Figura 10:
Figura 10 – Distribuição de combustível na grelha – FORMA CORRETA.
E) A correta distribuição do combustível sobre a grelha reflete diretamente na eficiência de combustão. A Figura 11 mostra o exemplo de forma inadequada de distribuição do combustível sobre a grelha, pois neste caso o ar irá se movimentar nas camadas mais finas, e nas camadas mais espessas não haver á passagem de ar, consequentemente neste ponto haverá menos refrigeração, prejudicando a secagem e a combustão. Nestes pontos de obstrução, a falta de ar também irá causar alta temperatura de combustão, fusão das cinzas, formação de escórias “pedras” e danificação das grelhas por alta temperatura e por obstrução mecânica das escórias.
Figura 11 - Distribuição de combustível na grelha – FORMA INCORRETA.
A grelha móvel possui outro recurso que é o tempo de parada por sobre pressão de vapor, ou seja, no período que a pressão de vapor estiver acima da pressão de operação ajustada, a grelha irá funcionar de modo intermitente de acordo com o tempo de parada que fora configurado. Este tempo é configurado através da IHM – (Interface Homem Máquina) no painel da caldeira e permite a grelha parar por alguns segundos e após a parada, volta a trabalhar por um tempo determinado. Esta característica de operação é importante já que na situação de sobre pressão, as vazões de ar de combustão são reduzidas ao mínimo, a fim de diminuir a combustão. Logo não haverá perdas de combustível por combustível não queimado ao final da grelha e também não haverá sobre aquecimento das grelhas.
Combustível
Zona
obstruída Ar
Ar
Ar
Secagem Queima Pós-queima
19
4.12.1.2. Regulagem do ar de combustão
A distribuição do ar primário sob a grelha deve ser realizada de tal forma que a maior quantidade de ar seja liberada na parte central da grelha, onde ocorre a maior parte da combustão.
Conforme observado na Figura 10, o desenvolvimento de queima ocorre em etapas, e a distribuição do ar está relacionada a estas etapas de combustão.
A grelha móvel possui câmaras isoladas e permitem a distribuição de ar primário adequada em cada zona de combustão. A quantidade de câmaras dependerá de cada projeto. Cada câmara possui um damper manual, o qual permite dosar a vazão de ar necessária na câmara. A Figura 12 mostra um damper na posição de aberto. As indicação da letra (A) caracteriza o damper aberto e o (F) fechado.
Figura 12 - Damper de regulagem de fluxo de ar.
Para se obter o percentual correto de abertura do damper, deve se observar o comportamento dos resultados da combustão.
O ar secundário também possui um damper regulador de ar, o qual deverá ser ajustado para se obter uma boa turbulência dos gases na fornalha e garantir o término de queima dos gases de combustão.
Elaboramos a Tabela 1 para auxilio na regulagem das quantidades de ar necessário para a uma boa combustão. Nesta tabela, enumeramos a alguns efeitos e os relacionamos a possíveis causas e suas respectivas soluções. Tabela 1 – Análise de efeitos da regulagem do sistema de queima.
Efeito Fatores causadores Ações de Regulagem
Fumaça preta
-Falta de ar de combustão;
- Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar secundário;
-Fornalha fria; - Aguardar o desenvolvimento da combustão; - Ajustar distribuição de ar nos dampers de ar primário;
-Excesso de combustível; - Diminuir alimentação de combustível;
Fumaça branca
-Falta de combustível; - Aumentar alimentação de combustível;
Direção do ar
20
-Fornalha fria; - Aguardar o desenvolvimento da combustão; - Ajustar distribuição de ar nos dampers de ar primário;
-Ar de combustão em excesso;
- Reduzir vazão de ar primário; - Reduzir vazão de ar-secundário;
Excesso de Fagulhas - Ar primário em excesso;
- Reduzir vazão de ar primário; - Diminuir abertura do(s) damper(s) de ar primário;
-Excesso de velocidade das grelhas;
- Diminuir velocidade de avanço e retorno das grelhas;
Formação de pedras de cinzas
Excesso de temperatura de queima;
- Abertura do(s) damper(s) de ar primário - Abertura do damper de ar- primário na zona de término de queima;
Combustível pouco remexido;
- Aumentar velocidade de avanço e retorno das grelhas; - Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha;
Distribuição do combustível na largura da grelha não uniforme;
- Verificar sistema de alimentação e distribuição de combustível da caldeira;
Material não queimado nas cinzas
- Falta de ar na última câmara;
- Maior abertura do(s) damper(s) de ar primário da última câmara;
- Tempo de parada por sobre pressão elevado;
- Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha;
- Falta de ar de combustão;
- Aumentar vazão de ar primário;
Temperatura da chaminé muito elevada
Excesso de tiragem; - Diminuir abertura damper do exaustor;
-Falta de ar de combustão;
- Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar secundário;
Arraste de particulado não queimado na chaminé
Excesso de tiragem; - Diminuir abertura damper do exaustor; - Diminuir a intensidade da pressão negativa da fornalha (aumentar valor);
Consumo excessivo de combustível
Baixa eficiência de troca térmica da caldeira;
- Promover limpeza dos tubos de chama do corpo da caldeira;
-Ar de combustão em excesso;
- Reduzir vazão de ar primário; - Reduzir vazão de ar-secundário;
21
Queima de combustível irregular sobre a grelha
- Alimentador de combustível deslocado alimentando somente um lado da fornalha;
- Centralizar o alimentador;
- Combustível pouco remexido;
- Aumentar velocidade de avanço e retorno das grelhas; - Diminuir tempo de parada por sobre pressão da grelha;
- Pouca pressão de ar primário;
- Aumentar vazão de ar primário; - Ajustar abertura do(s) damper(s) de ar primário;
Excesso de temperatura na fornalha
- Falta de ar de combustão;
- Aumentar vazão de ar primário; - Aumentar vazão de ar-secundário;
- Excesso de combustível;
- Diminuir alimentação de combustível;
Lembrando que a regulagem é fixa, variações na vazão de produção de vapor irão alterar a necessidade de ar para a combustão em função da necessidade de combustível, e estas variações serão corrigidas automaticamente pelo sistema lógico de controle programado que controla a operação automática da caldeira.
Em caso de alteração da umidade do combustível, possivelmente será necessário reajustar a frequência dos inversores para uma nova regulagem, de forma a se obter uma melhor eficiência de queima para esta nova umidade.
4.13. Economizador (quando existir)
O economizador é um trocador de calor que têm a função de elevar a temperatura da água de alimentação da caldeira, mediante o aproveitamento de uma parcela da energia residual, ainda disponível nos gases da combustão.
Figura 13 - Desenho genérico de um economizador.
Serpentinas
Coletores
Extração
de cinzas
Janela de
Inspeção
22
A instalação do economizador é vantajosa, pois além de proporcionar um aumentando do rendimento térmico da unidade geradora de vapor, minimiza o choque térmico entre a água de alimentação e a água já existente no balão de vapor, proporcionando melhor estabilidade na pressão de operação da caldeira.
Em operação contínua da caldeira, é importante que haja fluxo de água nas serpentinas do economizador, por isto deve assegurar-se de que pelo menos uma motobomba de alimentação de água da caldeira esteja sempre ligada e recalcando água. Verificar o funcionamento adequado da válvula de controle de vazão de água, em casos em que a caldeira possuir controle de nível modulante.
A intermitência na passagem de água nas serpentinas do economizador poderá causar evaporação da água, consequentemente golpes de ariete que danificarão tubulações e válvulas. Ocasionalmente a caldeira poderá apresentar defeitos devido a altas taxas de temperatura localizadas de absorção de calor nas serpentinas.
4.14. Desgaseificador térmico (quando existir)
A função do desgaseificador térmico é a eliminação dos gases (O2 e CO2) que atuam na caldeira e demais equipamentos de forma corrosiva.
A desgaseificação térmica é realizada sob pressão e a água que alimenta a caldeira é aquecida por meio de vapor.
A solubilidade do oxigênio (O2) e do dióxido de carbono (CO2) na água depende da pressão parcial. Na desgaseificação térmica a água a ser desgaseificada é levada à ebulição mediante a injeção / mistura de vapor aquecido. Desta forma, abaixa-se a pressão parcial dos gases O2 e CO2 tendendo a zero. Os gases desprendidos da água são eliminados para a atmosfera através de uma abertura na parte superior do equipamento.
4.14.1. Principais componentes
Figura 14 – Desgaseificador.
3
10 11
2
4
9
8
6
12
13
1
7
A
B
C
23
1. Domo 2. Reservatório 3. Sistema de controle de nível com eletrodos 4. Sistema de controle de temperatura com válvula de controle 6. Válvula de segurança 7. Válvula de exaustão de gases 8. Válvula quebra vácuo 9. Purgador 10. Visor de nível 11. Indicador de temperatura 12. Indicador de pressão 13. Janela de inspeção
4.14.2. Princípio de funcionamento
A Figura 14 mostra a instalação do desgaseificador térmico. A água a ser desgaseificada é conduzida para a parte superior (Domo) através da conexão “A”, percorre o caminho de cima para baixo através de bandejas, com vários furos de irrigação até se depositar na parte inferior do equipamento (reservatório), onde se completa o processo de desgaseificação. O vapor necessário para o aquecimento é introduzindo por baixo do reservatório através da conexão “B”, onde é distribuído uniformemente ao longo do comprimento do equipamento, de forma a garantir um aquecimento homogêneo. A água já desgaseificada é conduzida para a caldeira pelas motobombas de alimentação da caldeira através da conexão C.
4.14.3. Controle de Temperatura
A quantidade de vapor necessária para o aquecimento é controlada por meio de uma válvula de controle, que libera a quantidade necessária de vapor para manter a água em constante ebulição. Este controle é realizado com precisão através da leitura de pressão do equipamento, que controla a quantidade de vapor, a fim de manter a pressão de operação do equipamento no valor estabelecido. Para esta aplicação, o controle por pressão é mais vantajoso que os reguladores por temperatura em virtude do grau íngreme de inclinação da curva de pressão do vapor. Vapor saturado tem a grande vantagem de manter temperatura constante durante a condensação a pressão constante.
Figura 15 - Esquema piloto da estação redutora.
Na Figura 15 podemos observar o piloto controlador (em azul) da válvula redutora de pressão, este piloto deve ser regulado, de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual, de forma a ajustar a pressão de operação do desgaseificador em 0,5 kgf/cm² indicada no manômetro. Uma vez o regulador do piloto ajustado, não há mais necessidade de regulagem manual, pois a válvula de controle irá atuar a fim de manter sempre a pressão de operação conforme ajustado.
24
4.14.4. Controle de Nível
O controle de nível é do tipo ON/OFF realizado através de eletrodos de nível:
1. Eletrodo indicador de nível máximo; 2. Eletrodo indicador de nível mínimo; 3. Eletrodo indicador de alarme; 4. Eletrodo indicador de referência de nível.
As indicações de níveis servem de referência para o acionamento das motobombas que realizam o recalque da água de alimentação ao desgaseificador, ao indicar nível máximo, a motobomba desliga, no nível mínimo a motobomba aciona para enchimento do desgaseificador. Abaixo do nível mínimo, há um eletrodo de alarme, que quando o nível chega a esta posição, é acionado um sinal sonoro para alerta ao operador. O eletrodo de referência tem a função de fechar contato com os outros eletrodos para viabilizar o sinal elétrico.
O nível de água do equipamento também pode ser observado através do indicador de nível visual (item 10 da Figura 14).
4.14.5. Defeito, provável causa e solução.
Purgador está purgando muita água.
Causa Solução
Contra fluxo na água de alimentação da caldeira. A água da caldeira está retornando para desgaseificador.
Verificar válvulas de retenção instaladas após as motobombas de alimentação de água da caldeira, elas podem estar danificadas, ou estarem emperradas por sujeira. Fazer limpeza e reparo das mesmas. Em caso de não haver possibilidade de reparo, a(s) válvula(s) de retenção deve(m) ser substituída(s).
Motobomba se mantém ligada após nível da água exceder seu valor máximo, eletrodo indicador de nível máximo não está mandando sinal para desligar a motobomba
O cabo de sinal entre o eletrodo e o Relé de Nível pode estar rompido, verificar a integridade do cabo e das conexões, reapertar as conexões elétricas.
Motobomba se mantém ligada após nível da água exceder seu valor máximo, contatora da motobomba está com defeito
Verificar funcionamento da contatora de acionamento da motobomba, em caso de estar danificada, fazer substituição da mesma.
Válvula de segurança abre constantemente.
Causa Solução
Admissão de vapor está desregulada, vapor entra de forma descontrolada.
Ajustar a mola do piloto controlador da válvula redutora de pressão de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual, de forma a obter pressão de operação do desgaseificador de 0,5 kgf/cm² indicada no manômetro do desgaseificador.
Admissão de vapor está Verificar a pressão de ar comprimido no piloto
25
desregulada, vapor entra de forma descontrolada. Falta de ar comprimido.
controlador, esta deverá estar na faixa estabelecida de acordo com as instruções encontradas em seu próprio manual.
Admissão de vapor está desregulada, vapor entra de forma descontrolada. Atuador da válvula redutora não atua.
Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos.
A temperatura da água está muito baixa, não atinge a temperatura desejada.
Causa Solução
Válvula de controle de pressão representa estar desregulada, o desgaseificador não atinge sua pressão de operação.
Verificar a pressão de operação da caldeira, para pressões muito abaixo da pressão nominal de operação, a válvula redura de pressão terá dificuldades de trabalhar. Operar a caldeira na pressão de projeto.
Atuador da válvula redutora não atua.
Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos.
A temperatura da água está muito elevada, muito acima da temperatura de projeto.
Causa Solução
Válvula de controle de pressão representa estar desregulada, o desgaseificador não atinge sua pressão de operação.
Verificar a pressão de operação da caldeira, para pressões muito abaixo da pressão nominal de operação, a válvula redura de pressão terá dificuldades de trabalhar. Operar a caldeira na pressão de projeto.
Atuador da válvula redutora não atua.
Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos.
Obs.: A temperatura de trabalho do desgaseificador pode subir acima da temperatura nominal de trabalho estabelecida no projeto por pequenos períodos de tempo de operação (picos). A temperatura da água está muito elevada, com a caldeira operando em mínima carga.
Causa Solução
Válvula de controle pode estar com suas vedações desgastadas e possibilitando passagem de vapor mesmo fechada.
Substituir as juntas de vedação.
Atuador da válvula redutora não atua.
Verificar integridade do atuador, conexões de ar comprimido, suprimento de ar comprimido e realizar os devidos reparos.
Alarme de nível baixo soa constantemente.
Causa Solução
Motobomba dos reservatórios não está recalcando água para o desgaseificador.
Verificar se a motobomba está funcionando adequadamente. Verificar acionamento da motobomba.
26
Verificar se há água nos reservatórios. Verificar se o sistema de água de reposição está atendendo a necessidade. Verificar se há suprimento da linha de retorno de condensado aos reservatórios.
Nível do desgaseificador cai abaixo do mínimo e a motobomba não aciona.
Causa Solução
Eletrodo indicador de nível mínimo não está mandando sinal para acionar a motobomba
O cabo de sinal entre o eletrodo e o Relé de Nível pode estar rompido, verificar a integridade do cabo e das conexões, reapertar as conexões elétricas.
Contatora da motobomba está com defeito
Verificar funcionamento da contatora de acionamento da motobomba, em caso de estar danificada, fazer substituição da mesma.
4.15. Superaquecedor (quando existir)
O superaquecedor tem a função de aumentar a temperatura do vapor, preparando-o às condições ideais para geração de energia com turbina a vapor ou outros processos específicos.
O superaquecedor consiste num conjunto de tubos em forma de serpentina e tubos coletores que permite o aquecimento do vapor através da troca térmica com os gases de exaustão da caldeira. Os gases de combustão saem do corpo da caldeira ainda com temperatura elevada e aquecem os tubos do superaquecedor ao passarem através das serpentinas. Os tubos por sua vez transferem o calor ao vapor que flui pelo interior dos mesmos, elevando a temperatura do vapor saturado até a temperatura de superaquecimento estabelecida. Sua localização tem por objetivo obter melhor aproveitamento do calor disponível nos gases de combustão.
Os tubos empregados na fabricação do superaquecedor são próprios para altas temperaturas especificados de acordo com a pressão e temperatura definidas no projeto. Entretanto, se não houver uma vazão constante de vapor pelas serpentinas, ocorrerá inevitavelmente um superaquecimento dos tubos. Com isso, o material empregado na fabricação do tubo perderá suas propriedades mecânicas e não resistirá às deformações e oxidações, danificando-se permanentemente.
No início e fim de operação da caldeira, é normal que haja um fluxo de gases muito maior que o fluxo do fluído interno das serpentinas, e para evitar superaquecimento das serpentinas e problemas relacionados ao fenômeno acima mencionado, é fundamentar seguir rigorosamente o procedimento de partida e fim de operação da caldeira conforme descrito no item 4.17.3.
A caldeira é dotada de superaquecedor de 2 estágios com sistema de resfriamento (dessuperaquecedor) para regulagem da temperatura do vapor superaquecido.
4.16. Controle de vapor superaquecido (quando existir)
O sistema de controle de vapor superaquecido tem a função de manter a temperatura do vapor na saída do superaquecedor na sua temperatura nominal projetada a partir de 70% da vazão nominal de vapor. A medida que a carga de produção de vapor de caldeira varia, a temperatura do vapor superaquecido também varia, logo torna-se necessário um sistema de controle de vapor preciso para manter a temperatura constante sobre variações de demanda de vapor. Como resultado se obtém uma temperatura controlada dentro dos limites estabelecidos com variações de temperatura previstas na saída de vapor da caldeira.
27
Este controle de vapor superaquecido é realizado por aspersão de vapor entre os módulos primário e secundário dos supeaquecedores realizado pelo dessuperaquecedor de vapor.
4.16.1. Dessuperaquecedor
O dessuperaquecedor tem a função de injetar água em forma de spray na linha de vapor, afim de baixar o grau de superaquecimento do vapor. O atuador da válvula dessuperaquecedora atua com base na temperatura do vapor superaquecido, que é lida na saída de vapor superaquecido do superaquecedor, com a seguinte lógica: - Quando a temperatura do vapor está abaixo da temperatura nominal do vapor superaquecido determinada, o atuador estrangula a passagem de água de forma reduzir vazão de água de resfriamento que é injetada em forma de spray. Desta forma a temperatura do vapor superaquecido aumenta gradativamente, até chegar na temperatura nominal do vapor superaquecido determinada; - Quando a temperatura do vapor está acima da temperatura nominal do vapor superaquecido determinada, o atuador abre a passagem de água de forma aumentar vazão de água de resfriamento que é injetada em forma de spray. Desta forma a temperatura do vapor superaquecido diminui gradativamente, até chegar na temperatura nominal do vapor superaquecido determinada.
Figura 16 - Controle de temperatura por aspersão.
A Figura 17 mostra a instalação típica do sistema de dessuperaquecimento com
dessuperaquecedor tipo spray para controle de vapor superaquecido.
Figura 17 – Instalação do dessuperaquecedor para controle de temperatura.
E
B
A
D
C
1
3 2
Água de atomização Vapor superaquecido
com temperatura
contrlada Vapor
Superaquecedor
Primário
Superaquecedor
Secundário
28
1. Dessuperaquecedor tipo spray; 2. Tubulação retilínea para homogeneização da mistura; 3. Sistema de purga.
A: Entrada de vapor superaquecido na linha do dessuperaquecedor / Saída de vapor superaquecido do superaquecedor primário; B: Fluxo de onde a mistura de vapor superaquecido e a água de resfriamento já atomizada percorrem um trecho retilíneo para a homogeneização da mistura; C: Linha de purga onde é drenado algum eventual excesso de água que possa ser aspergido eventualmente; D: Saída de vapor desssuperaquecido da linha do dessuperaquecedor / Entrada de vapor dessuperaquecido no superaquecedor secundário. E: Linha de suprimento de água de atomização que tem a função de resfriamento;
4.17. Procedimentos operacionais
As caldeiras são trocadores de calor que produzem e acumulam vapor de água sob pressões superiores a atmosférica. Os combustíveis sólidos, provenientes de um reservatório qualquer, são queimados sobre a grelha (fixa ou móvel). Os gases de combustão (em alta temperatura) circulam pelo corpo do gerador até atingirem a chaminé, por onde são eliminados para a atmosfera.
O vapor é gerado a partir absorção da energia térmica liberada na queima e transmitida pelos gases durante a passagem através do gerador.
O calor dos gases de combustão também pode pré-aquecer o ar consumido na combustão ou superaquecer o vapor.
4.17.1. Antes do Primeiro Funcionamento
Todas as caldeiras instaladas no Brasil devem ser submetidas à inspeção de segurança inicial, conforme a NR-13 do Ministério do Trabalho, por profissional habilitado. No caso da instalação em outros países, devem ser observadas as normas e legislações pertinentes.
4.17.2. Procedimento start-up e queima dos refratários
O procedimento a seguir, trata das instruções básicas que devem ser seguidas para o 1º início de operação da caldeira a vapor. A caldeira é destinada para fornecimento de vapor superaquecido ou saturado para a aplicação final do cliente. O perfeito conhecimento deste procedimento não exime os operadores das responsabilidades de uso de EPIs (equipamento para proteção individual) e os cuidados e procedimentos de segurança de caldeiras a vapor que devem ser adotados no start-up da caldeira de forma a atender as normas e legislação local vigente.
Condições de Start-up: A montagem de toda a caldeira deve estar completamente finalizada
e este procedimento deverá ter a presença de um técnico da Benecke.
1) Preparação para Startup da caldeira:
Atenção: Antes do start-up da caldeira deve ser assegurado que:
• Reservatório da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) esteja(m) internamente limpo(s) e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema;
29
• Caldeira a vapor esteja internamente limpa e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema. A limpeza incorreta das impurezas pode conduzir à flutuações violentas no nível de água, causar arraste na tubulação de vapor e alta manutenção nos filtros, válvulas, purgadores e na turbina.
• As passagens de ar e gases de combustão devem estar completamente abertos e livres de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema, garantindo livre passagem não causando obstrução de fluxo. Objetos mal fixados ou soltos podem causar sérios danos aos ventiladores, causando perda do equipamento;
• Todos os acessos, escadas e plataformas devem estar totalmente livres para a passagem do operador;
• Operador deve possuir todas as instruções e formação conforme norma regulamentadora vigente da região para operação de caldeiras;
• A casa da caldeira deve estar livre de qualquer objeto estranho ao sistema;
• Todos os caminhos abertos e livre de obstrução;
• Conexões temporárias utilizados para montagem da caldeira e/ou outros processos estejam desmontadas, e as conexões definitivas devidamente instaladas;
• Verificar os manuais as instruções dos outros equipamentos em anexo, observado a características dos outros equipamentos em como bombas, ventiladores, grelhas e válvulas em geral;
• Verificar o nível do selo de água dos tubos sifões dos manômetros e sensores de pressão;
2) Para ter certeza que as condições citadas acima estejam realmente em ordem, faz se necessário uma inspeção geral interna e externa na caldeira e no restante da instalação:
a) Verificar no painel de controle (IHM - Interface Home Máquina) se o controle de todas as
funções e os sinais de transmissores estão respondendo; b) Verificação e controle do sentido de rotação de todos os equipamentos de propulsão com
acionamento elétrico, sendo como os principais: Motobombas de alimentação do desgaseificador, motobombas de alimentação da caldeira, ventiladores de tiragem forçada primário e secundário, ventiladores de tiragem induzida, ventiladores auxiliares de espargimento, válvulas quebra ninhos do espargidor,roscas diversas, transportadores, válvulas rotativas;
c) Verificar a lubrificação de todos os componentes; d) Após parametrização dos inversores, faça teste de rodagem dos ventiladores; e) Teste de resposta ao controle dos ventiladores; f) Controle e teste de todos os silos, moegas e sistemas de transporte de alimentação de
combustível; g) Controle de instalação correta de todas as válvulas de controle; h) Suprimento de ar comprimido: verifique a pressão no regulador de pressão de todas os
atuadores pneumáticos (diafragmas e cilindros), certifique-se de que a pressão esteja na faixa de operação adequada;
i) Realizar o escorvamento das bombas de alimentação de água da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir);
j) Teste de funcionamento da grelha móvel; 3) Enchimento da caldeira
a) O enchimento da caldeira não deve ocorrer antes que esteja pronta para ser ateado fogo (à
exceção dos testes de estanqueidade);
30
b) Requisitos de tratamento de água da caldeira devem estar conforme recomendações das normas aplicáveis;
c) Certificar-se do nível de pH da água de alimentação está conforme recomendado;
d) Condição pré-operacional das válvulas da caldeira:
Registro do reservatório de água de alimentação da caldeira
A01 ABERTO
Válvulas de bloqueio de sucção da bomba desaerador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
A02 FECHADA
Válvulas de bloqueio de recalque da bomba desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
A03 FECHADA
Válvulas de bloqueio sucção da bomba da caldeira K09 ABERTA
Válvulas de bloqueio recalque da bomba da caldeira
K11 AEBRTA
Válvula de regulagem de vazão mínima da bomba da caldeira (quando existir válvula de vazão mínima)
K29 ABERTA
Válvula de bloqueio água refrigerante do dessuperaquecedor (quando existir dessuperaquecedor)
K29 FECHADA
Válvula by-pass à válvula (K14) de controle de vazão proporcional da caldeira (quando a caldeira possuir controle de nível modulante)
K12 FECHADA
Válvulas de segurança K01, K02 FECHADA
Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE NÃO POSSUEM SUPERAQUECEDOR
K15 FECHADA
Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE POSSUEM SUPERAQUECEDOR
K15 ABERTA
Válvulas de suspiro de ar, superior ao balão de vapor
K04 ABERTA
Válvulas de bloqueio das válvulas de descargas de fundo automáticas (quando existir)
--- ABERTA
Válvulas de descarga de fundo manuais/automáticas
K08 FECHADA
Válvulas de bloqueio a montante e a jusante dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor com drenos)
K24 ABERTA
Válvulas by-pass dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor e dessuperaquecedor com drenos)
K25 FECHADA
Válvulas de bloqueio a montante a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
K20, K19 FECHADA
31
Válvula by-pass estação à válvula de controle de redução de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
K19 FECHADA
Válvulas de bloqueio de interligação entre corpo da caldeira e garrafa de nível
K06 ABERTA
Válvulas de bloqueio de interligação entre garrafa de nível e visor de nível
--- ABERTA
Válvulas de descarga do visor de nível K05 FECHADA
e) Para fazer o enchimento da caldeira, é necessário que tenha água disponível no
reservatório do desgaseificador no caso de caldeira com desgaseificador (no caso de caldeira sem desgaseificador). No caso de caldeira sem desgaseificador tanto no caso de caldeira com desgaseificador é necessário que tenha água disponível do reservatório de água de alimentação da caldeira.
f) Ligue o painel da caldeira e opere no modo manual, como não há água em seu interior irá soar o alarme de nível baixo da água da caldeira;
g) Abra as válvulas de saída de água do reservatório de água de alimentação; h) Abra as válvulas de bloqueio da sucção e recalque das bombas que alimentam o
desgaseificador, opere a bomba de alimentação de água do desgaseificador em modo manual, para encher o equipamento até seu nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio). Observar o nível no visor do equipamento. Caso a caldeira não possua desgaseificador, desconsidere esta etapa;
i) Após o enchimento do desgaseificador, já é possível acionar o controle de nível máximo e mínimo do equipamento em modo automático. Caso a caldeira não possua desgaseificador, desconsidere esta etapa também;
j) Acione a bomba de alimentação da caldeira em modo manual de modo a encher a caldeira, verifique no visor de nível da caldeira até chegar em seu nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio), acompanhe no visor de nível da caldeira e a indicação no painel de controle da caldeira. Caso o nível estiver acima, drene a água da caldeira até obter o nível indicado. - Acompanhar o nível de água do reservatório de água de alimentação da caldeira; - Acompanhar e o nível do desgaseificador (quando existir), já que as bombas não podem trabalhar sem água;
k) Após o enchimento, desligar a bomba de alimentação de água da caldeira e acione-a no modo automático;
4) Procedimento para iniciar o fogo na fornalha: a) Verificar se há quantidade de combustível para suprir a necessidade da caldeira; b) Abasteça a grelha com combustível e inicie em fogo baixo. Opere a grelha em modo
manual, controlando a velocidade de avanço de forma a acompanhar o desenvolvimento da queima. Para caldeiras que possuem queimadores auxiliares: Em caso de star-up com queimador a gás e óleo, verifique o manual de instruções e operações do queimador. O queimador também deve ser iniciado em fogo brando.
c) Acione o exaustor e os ventiladores da caldeira no modo manual;
32
d) Após o fogo iniciado, acione o sistema de alimentação e distribuição de combustível na grelha no modo manual, de forma a abastecer a quantidade necessária de combustível.
e) Configure a caldeira para trabalhar a 2 kgf/cm² (30 psi); f) Passado um tempo de operação, a válvula de suspiro de ar irá começar a expelir vapor e
deverá ser fechada. Em instalações que a caldeira não possui superaquecedor e que não é possível manter uma pequena vazão de vapor para a atmosfera através da válvula de saída principal, a válvula de suspiro poderá permanecer aberta;
g) Mantenha o fogo brando até a caldeira atingir 2 kgf/cm² (30 psi); h) Mude o controle do exaustor e dos ventiladores para o modo automático; i) Teste as válvulas de descarga de fundo e descarga dos visores de nível; j) Observe se o exaustor e as bombas de alimentação de água apresentam boas respostas à
variação do nível da caldeira; 5) Procedimento de cura dos tijolos refratários e massa refratária: Condição: A fase de secagem deverá ser acompanhada por um técnico qualificado. a) A caldeira deverá trabalhar em fogo brando (a temperatura da fornalha não deverá
ultrapassar 300 °C conforme indicação no painel) com pressão de 2 kgf/cm² (30 psi) durante 3 dias (72 horas de operação) para realizar a secagem das paredes refratárias. Quando a caldeira possuir superaquecedor: Observar a funcionamento dos purgadores dos drenos do superaquecedor, em caso de falha de algum purgador, ou pouca condensação no superaquecedor, suas válvula by-pass deverão ser abertas para que haja fluxo de vapor/condensado no superaquecedor;
b) Quando a caldeira possuir superaquecedor: A intensidade do fogo deve ser observada para que a temperatura dos gases no superaquecedor não seja muito alta;
c) Trabalhar com a grelha e sistema de alimentação em modo automático;
6) Após estes 3 dias de operação, a pressão deverá ser aumentada gradativamente até atingir a pressão de 7 kgf/cm² (100 psi), neste momento, a válvula de saída de vapor principal deverá ser aberta. No caso de vapor superaquecido para geração de energia: as válvulas de bloqueio da entrada das turbinas deverão estar fechadas e a válvula de startup de vapor da linha de vapor deverá ser aberta;
7) Após algumas horas de operação e testes necessários como: estanqueidade das juntas das portas e janelas de inspeções, juntas de flanges e vazamentos em geral, elevar a pressão da caldeira até a pressão de trabalho;
8) Para caldeiras que possuem desgaseificador: Neste momento já é necessário que se trabalhe com água de alimentação da caldeira desaerada. Abra as válvulas de bloqueio montante e a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desaerador, regule o piloto de vapor de tal forma que a redução de pressão da válvula de controle mantenha a pressão interna do desaerador de 0,5 kgf/cm² (manométrica), a temperatura deverá estar 105 °C. (Ler manual do piloto da válvula onde consta o procedimento para esta regulagem).
9) Para caldeiras que possuem dessuperaquecedor: Abrir a válvula de bloqueio de água de aspersão do dessuperaquecedor e ativar o dessuperaquecedor, de forma ajustá-lo até se obter a temperatura nominal de vapor superaquecido, conforme indicação no painel;
33
10) Importante lembrar que para partidas após o startup, o economizador deverá ser escorvado e o superaquecedor deverá ser drenado (no caso das caldeiras que possuem superaquecedor e economizador – pré-aquecedor de água);
11) Após a cura dos refratários, a caldeira deverá ser esvaziada e o material refratário deverá ser inspecionado, em caso de partes que eventualmente se demonstrarem defeituosas, estas deverão ser substituídas.
4.17.3. Procedimento de partida da caldeira fria
O procedimento a seguir, trata das instruções básicas que devem ser seguidas para dar início a operação da caldeira quando ela estiver fria, subentende-se caldeira fria aquela que estiver com sua temperatura a mesma do ambiente, ou com mais de 3 dias sem fogo.
O perfeito conhecimento deste procedimento não exime os operadores das responsabilidades de uso de EPIs (equipamento para proteção individual) e os cuidados e procedimentos de segurança de caldeiras a vapor que devem ser adotados no procedimento da caldeira de forma a atender as normas e legislação local vigente. 1) Preparação para partida da caldeira:
Atenção: Antes da partida da caldeira deve ser assegurado que: - Reservatório da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) esteja(m) internamente limpo(s) e livre de qualquer sujeira ou objeto estranho ao sistema;
- Verificar no painel de controle (IHM - Interface Home Máquina) se o controle de todas as funções e os sinais de transmissores estão respondendo;
a) Condição pré-operacional das válvulas da caldeira:
Registro do reservatório de água de alimentação da caldeira
A01 ABERTO
Válvulas de bloqueio sucção da bomba desaerador A02 FECHADA
Válvulas de bloqueio recalque da bomba desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
A03 FECHADA
Válvulas de bloqueio sucção da bomba da caldeira K09 ABERTA
Válvulas de bloqueio recalque da bomba da caldeira
K11 ABERTA
Válvula de regulagem de vazão mínima da bomba da caldeira (quando existir válvula de vazão mínima)
K29 ABERTA
Válvula de bloqueio água refrigerante do dessuperaquecedor (quando existir dessuperaquecedor)
K29 FECHADA
Válvula by-pass à válvula (K14) de controle de vazão proporcional da caldeira (quando a caldeira possuir controle de nível modulante)
K12 FECHADA
Válvulas de segurança K01, K02 FECHADA
Válvulas de saída de vapor principal PARA CALDEIRAS QUE NÃO POSSUEM SUPERAQUECEDOR
K15 FECHADA
Válvulas de saída de vapor principal PARA K15 ABERTA
34
CALDEIRAS QUE POSSUEM SUPERAQUECEDOR
Válvulas de suspiro de ar, superior ao balão de vapor
K04 ABERTA
Válvulas de descarga de fundo manuais/automáticas
K08 FECHADA
Válvulas de bloqueio a montante e a jusante dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor com drenos)
K24 ABERTA
Válvulas by-pass dos purgadores dos drenos do superaquecedor e dessuperaquecedor (quando a caldeira possuir superaquecedor e dessuperaquecedor com drenos)
K25 FECHADA
Válvulas de bloqueio a montante a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
K20, K19 FECHADA
Válvula by-pass estação à válvula de controle de redução de pressão de controle de temperatura do desgaseificador (quando a caldeira possuir desgaseificador)
K19 FECHADA
Válvulas de bloqueio de interligação entre corpo da caldeira e garrafa de nível
K06 ABERTA
Válvulas de bloqueio de interligação entre garrafa de nível e visor de nível
ABERTA
Válvulas de descarga do visor de nível K05 FECHADA
b) Certifique-se de que a caldeira esteja cheia. Verifique se o visor de nível da caldeira está na
marca de nível mínimo, pois quando a água aquecer sua dilatação irá compensar a altura que chegará ao seu nível normal (médio), acompanhe no visor de nível da caldeira e a indicação no painel de controle da caldeira. Caso o nível estiver acima, drene a água da caldeira até obter o nível indicado. - Acompanhar o nível de água do reservatório de água de alimentação da caldeira; - Acompanhar e o nível do desgaseificador (quando existir), já que as bombas não podem trabalhar sem água;
c) Realizar o escorvamento das bombas de alimentação de água da caldeira e desgaseificador térmico (quando existir) e do economizador (quando existir);
k) Verificar se há quantidade de combustível para suprir a necessidade da caldeira; l) Abasteça a grelha com combustível e inicie em fogo baixo. Opere a grelha em modo
manual, controlando a velocidade de avanço de forma a acompanhar o desenvolvimento da queima. Para caldeiras que possuem queimadores auxiliares: Em caso de partida com queimador a gás e óleo, verifique o manual de instruções e operações do queimador. O queimador também deve ser iniciado em fogo brando.
m) Acione o exaustor e os ventiladores da caldeira no modo manual, controle a velocidade do exaustor e dos ventiladores para que mantenha uma pressão negativa na fornalha na ordem -5 mmCA indicados no painel de controle;
n) Após o fogo iniciado, acione o sistema de alimentação e distribuição de combustível na grelha no modo manual, de forma a abastecer a quantidade necessária de combustível.
35
o) Passado um tempo de operação e aquecimento, a válvula de suspiro de ar irá começar a expelir vapor e deverá ser fechada;
p) Após o fechamento da válvula de suspiro de ar, pode ser necessário uma pequena abertura da válvula de principal de saída de vapor. De forma a permitir uma elevação gradual da pressão da caldeira, conforme a curva de aquecimento. Esta pequena parcela de vapor poderá ser utilizada para o pré-aquecimento da linha de vapor;
q) O fogo brando deve ser mantido até a caldeira atingir 4 kgf/cm² (30 psi); Quando a pressão da caldeira atingir 4 kgf/cm² (30 psi), a caldeira já pode ser transferida para modo automático e sua liberação térmica na fornalha pode ser aumentada gradativamente;
r) Para não causar danos estruturais na caldeira, é fundamental que o aquecimento seja lento e progressivo, respeitando a curva de aquecimento para caldeira fria conforme indicado na Figura 18.
Figura 18 – Curva de aquecimento de caldeiras flamotubulares.
a) Teste as válvulas de descarga de fundo e descarga dos visores de nível; b) Nas caldeiras que possuem superaquecedor, observar a funcionamento dos purgadores
dos drenos do superaquecedor, em caso de falha de algum purgador, ou pouca condensação no superaquecedor, suas válvula by-pass deverão ser abertas para que haja fluxo de vapor/condensado no superaquecedor;
c) Quando a pressão de operação é alcançada, a caldeira pode ser transferida para o regime de trabalho automático;
d) Abrir a válvula de saída principal de vapor da caldeira lentamente, caso a caldeira possua superaquecedor abrir lentamente a válvula de saída de vapor superaquecido do superaquecedor;
e) Para caldeiras que possuem desgaseificador: Neste momento já é necessário que se trabalhe com água de alimentação da caldeira desgaseificada. Abra as válvulas de bloqueio montante e a jusante da estação redutora de pressão de controle de temperatura do desaerador, regule o piloto de vapor de tal forma que a redução de pressão da válvula de controle mantenha a pressão interna do desaerador de 0,5 kgf/cm² (manométrica), a temperatura deverá estar 105 °C. (Ler manual do piloto da válvula onde consta o procedimento para esta regulagem).
f) Para caldeiras que possuem dessuperaquecedor: Abrir a válvula de bloqueio da água de aspersão do dessuperaquecedor e ativar o dessuperaquecedor, de forma ajustá-lo até se obter a temperatura nominal de vapor superaquecido, conforme indicação no painel;
Mais informações sobre procedimento padrão para startup de caldeiras a vapor podem ser obtidas em: TRD 601 parte I e parte II de 2002 Technische Regeln für Dampfkessel (TRD)
36
Betrieb der Dampfkesselanlagen Teil 1 und Teil 2.
4.17.1. Procedimentos de parada de emergência por nível baixo
A emergência por nível baixo é a mais séria mais frequente das emergências em caldeiras a vapor.
As causas poder ser falhas na bomba de alimentação, vazamentos no sistema, válvulas defeituosa,
falta de água nos reservatórios que abastecem a caldeira, consumo excessivo de vapor entre
outras. Quando faltar água na Caldeira, a superfície imersa na água fica reduzida. A ação do calor
provocará deformações nos tubos, vazamentos, no pior dos casos, uma explosão. Por estes
motivos as devidas providências descritas abaixo, deverão ser tomas sempre que ocorra a situação
de alarme por nível baixo:
a) Drene os indicadores de nível para ter certeza da existência ou não de água no interior da
caldeira;
b) Interromper a alimentação de combustível;
c) Interromper o fornecimento de ar primário, ar-secundário e o exaustor, de modo a abafar
o fogo;
d) Fechar a válvula de saída principal de vapor;
e) Observe no visor de nível:
• Se o nível sumiu do visor proceda:
1) Desligue as motobombas de alimentação de água da caldeira;
2) Caso seja necessário, alivie a pressão da caldeira acionando manualmente as
válvulas de segurança;
- Não acione as válvulas de descargas de fundo;
- Não acione o injetor manual;
3) Deixe a caldeira esfriar lentamente sempre acompanhando para que a pressão
da caldeira se mantenha dentro dos limites de operação.
4) Verifique a causa da falta de água na caldeira e corrija o problema;
5) Faça uma inspeção completa na caldeira e avalie os possíveis danos.
• Se o nível permanece visível proceda:
1) Imediatamente verifique a causa da falta de água na caldeira e corrija o
problema;
4.17.2. Procedimentos e parâmetros operacionais de rotina
37
A maioria dos problemas apresentados por geradores de vapor podem ser evitados com operação correta do equipamento.
a) Observe atentamente se a caldeira se encontra em perfeitas condições de operação sempre
que acioná-la. b) Faça as descargas de fundo conforme indicado pelo responsável do tratamento químico. Se a
água não for tratada ou não houver recomendações neste sentido, dê pelo menos 3 (três) descargas por dia, para a conservação da limpeza interna da caldeira. Duas aberturas rápidas (2s) e uma maior (3s).
c) Nunca esvazie completamente a caldeira enquanto ela ainda estiver aquecida. d) Mantenha uma caixa com areia e uma pá para abafar o fogo em caso de emergência. e) Observe regularmente a altura do nível de água. Nunca permita que a água desapareça
totalmente do vidro indicador de nível. Leia os procedimentos de emergência descritos no item 4.17.1 para saber como proceder nesta situação.
f) Observe regularmente o tratamento da água utilizada na caldeira. g) Não altere o funcionamento automático das válvulas de segurança, automáticos, chaves
magnéticas, etc; usando tocos, pregos, palitos ou objetos semelhantes. h) Acionar a válvula de segurança manualmente a cada 100 horas, com a caldeira trabalhando em
sua M.P.T.A. i) Sempre que algum defeito for observado, providencie o reparo imediato, não deixe que se
acumule para depois resolver. j) Faça a descarga da garrafa de nível e do visor pelo menos uma vez ao dia. k) Trabalhar com o injetor 3 (três) vezes num intervalo de 08 dias, isto para que o mesmo não
apresente problemas quando da sua necessidade. l) Durante o funcionamento do gerador de vapor, observe regularmente a fumaça, a
temperatura dos gases de escape e a pressão do manômetro de vapor. A boa conservação desses índices garantirá o bom funcionamento e rendimento do conjunto.
m) Os combustíveis a serem queimados deverão estar rigorosamente dentro das exigências do fabricante.
n) As variações na tensão da rede de energia elétrica são altamente prejudiciais. Caso ocorram, deve ser providenciada sua imediata correção.
o) Tomar alguns cuidados no manuseio de válvulas:
− Ao abrir uma válvula em linha de vapor sob pressão deve-se fazê-lo lentamente para evitar problemas na tubulação e nos trocadores de calor;
− Nunca abrir uma válvula globo totalmente e mantê-la nesta posição durante a operação, pois esta pode ficar emperrada quando for necessária sua operação;
− As válvulas também não devem ser mantidas com aberturas muito pequenas. Caso isso seja necessário, o correto é substituir a válvula por outra de menor dimensão ou usar um by pass (válvula de desvio). Válvulas operadas com aberturas mínimas apresentam desgastes nos assentos devido à alta velocidade do vapor naquele ponto. p) Somente abrir a válvula e liberar o vapor para o sistema quando a pressão da caldeira e do
sistema for igual (algumas libras de diferença são toleradas). Os esforços mecânicos sofridos por uma caldeira sob pressão podem ser danosos.
q) Quando a caldeira for desligada, por qualquer motivo, deve-se fazer uma rápida inspeção nas grelhas verificando as frestas de passagem de ar, as quais deverão estar sempre limpas.
4.17.3. Responsabilidades do Operador de Caldeira
a) Certifique-se de que todos os itens citados sejam rigorosamente seguidos;
38
b) Todo operador de caldeiras deve possuir qualificação de acordo com o estabelecido pelo ministério do trabalho na NR-13;
c) Não permitir quaisquer vazamentos de água ou vapor, quer seja na caldeira ou componentes. Solicitar a imediata manutenção caso sejam observadas irregularidades nos equipamentos durante a operação;
d) Verificar periodicamente a temperatura de saída dos gases para determinar a freqüência de limpeza dos tubos;
e) Zelar pela conservação da caldeira e limpeza da casa de caldeira; f) Nunca trabalhar com a caldeira acima da pressão de trabalho indicada na plaqueta de
identificação; g) Nunca deixar a caldeira sem operador;
4.18. Tratamento de Água
A água obtida em poços, rios e até mesmo do sistema no abastecimento publico contém desde um leve até um elevado teor de lodo ou areia. Além disso, tida como solvente universal, a água nunca se encontra no seu estado puro na natureza, possuindo invariavelmente uma infinidade de sais minerais diluídos ou em suspensão. Embora para a vida animal e vegetal estes sais sejam essenciais, para um sistema de geração de vapor tais substâncias criam sérios problemas, como incrustações, corrosão geral e localizada, escorvamento (presença de espuma), lodo, etc – os quais abreviam sensivelmente a vida útil do equipamento.
Todas as caldeiras são feitas para trabalhar exclusivamente com água limpa, purificada e tratada de modo a manter a sua eficiência térmica e segurança mecânica. Por isso, a água de alimentação geralmente deve passar por:
− Tratamento Externo: purificação, desmineralização, desgaseificação (eliminando o oxigênio e CO2);
− Tratamento Interno: quimicamente tratada. As características químico-físicas da água variam de um local para outro, mesmo quando
fornecida pelo sistema de abastecimento público. Então a definição de um tratamento químico da água é específica para cada caso.
4.18.1. Problemas Oriundos da Falta de Tratamento
A falta de tratamento da água de alimentação e o tratamento indevido ou inadequado poderão ocasionar os seguintes males:
a) INCRUSTAÇÃO: Trata-se da formação de um depósito de natureza alcalina na superfície dos tubos (do lado da água). Esta casca assim criada é isolante. A conseqüência primeira do fenômeno é a queda gradativa do coeficiente de transmissão de calor através das paredes dos tubos. Pelo aspecto econômico, temos abaixamento da produtividade da caldeira. Mais drástico, porém é o aspecto técnico, que versa sobre efeitos nocivos do fenômeno sobre a tubulação. Submetidas a maiores temperaturas e atacadas pela alcalinidade da água.
Em função do superaquecimento do tubo, decorrente da deficiência de resfriamento, ter-se-á forçosamente que parar o funcionamento da caldeira para remandrilhar os tubos. Com o passar do tempo essas paradas se tornarão cada vez mais freqüentes e ter-se-á que trocar os tubos que já estão “cansados”.
b) CORROSÃO: É devido ao ataque de ácidos existentes em alta concentração na água, no interior da caldeira. Esse ataque se dará com mais intensidade na superfície dos tubos e da
39
fornalha (evidentemente do lado da água) diminuindo sensivelmente sua durabilidade. Os vazamentos sobreviverão como no caso anterior.
Poder-se-á, entretanto, proceder uma rápida análise do pH da água que deverá ser levemente alcalino.
O valor do pH da água de alimentação é sempre mais baixo (8,0 a 9,0) que o da água da caldeira (10,0 a 12,0 – para pressão de trabalho até 20 kgf/cm²) por causa da vaporização, que causa uma certa concentração.
c) SEDIMENTAÇÃO: A alta concentração de sólidos dissolvidos ou em suspensão no seio da água no interior da caldeira, com a evaporação contínua do líquido solvente, tende a se depositar sobre o dorso dos tubos e da fornalha, diminuindo assim, o coeficiente de transmissão de calor através dessas paredes.
Os tubos situados na parte inferior sofrerão mais, pois a lama que se forma no bojo da caldeira tenderá a envolvê-los. Uma vez assim isolados, os tubos ficarão submetidos a maiores temperaturas, em conseqüência da maior “dificuldade” de resfriamento por parte da água.
Mesmo nas caldeiras em que a água não necessita tratamento (comprovado por laboratórios especializados) estes fenômenos poderão suceder se não forem dadas as descargas diárias da caldeira e da garrafa de nível.
4.18.2. Orientações Gerais
A tabela abaixo apresenta alguns parâmetros para o correto tratamento da água e do condensado, para evitar problemas futuros tais como: incrustação, sedimentação e corrosão, e garantir a vida útil e a sua performance.
CALDEIRA CONDENSADO
pH 10,0 a 12,0 7,0 a 9,0
Fosfatos 20,0 a 80,0 0
Dureza total 0 0
Alcalinidade a Fenolftaleína 200 a 1.500 0
Alcalinidade ao Metliorange 250 a 2.000 -
Alcalinidade hidróxida ppm CaCO3 150 a 1.200 -
Alcalinidade hidróxida ppm NaOH 120 a 961 -
Cloreto ppm Cl max.108 0
Condutividade (micromhos/cm) max.5.000 -
Total de sólidos dissolvidos ppm max. 3.925 -
Sulfitos ppm SO3 10,0 a 80,0 0
Sílica ppm SiO2 max. 180 0
Ferro total ppm max. 5 ppm 0
Hidrazina > 0,1 -
É responsabilidade do cliente contratar empresa ou profissional qualificado para analisar a
água utilizada e sugerir o tratamento químico adequado. Deve-se seguir rigorosamente as dosagens indicadas para o tratamento químico da água, bem como o número de descargas de fundo necessárias por dia.
Deverá ser escolhido o método para adição desses produtos à água de alimentação da caldeira. No caso da aplicação do tratamento diretamente no reservatório de reposição de água, o mesmo não deve ser feito de uma única vez. As dosagens diárias devem ser fracionadas ao longo do período, para que a água tratada não seja consumida durante algumas horas de operação e posteriormente a caldeira fique sujeita à água sem tratamento.
40
O mais recomendável é o uso de equipamento de dosagem automática, o qual garante uma dosagem uniforme e água devidamente tratada ao longo de todo o período funcionamento da caldeira.
Em função do tratamento realizado, deverá ser dado maior número de descargas de fundo por dia. O próprio químico analista que fornecer o estudo sobre o tratamento deverá opinar neste sentido, estabelecendo esse número com base na concentração de impurezas da água. Da mesma forma, será aumentado o número de descargas diárias da garrafa de nível.
Por outro lado, são cuidados necessários para evitar surpresas, a inspeção trimestral no interior da caldeira e a limpeza, na mesma época, da garrafa de nível.
5. MANUTENÇÃO PREVENTIVA
A manutenção preventiva da caldeira a vapor, tem como finalidade assegurar um trabalho
eficiente e continuado mediante a observância de uma série de medidas.
Tanto o pessoal de manutenção quanto os operadores deverão se familiarizar com a instalação
através das instruções e manuais do fabricante e consulta a relatórios, certificados e folhas de
ensaios, antes de iniciar o programa de manutenção estabelecido.
A instalação de indicadores de temperatura e nível de água, medidores de pressão de ar e do gás,
medidores de tiragem, medidores de pressão e de vazão do vapor, contribuem para o sucesso da
operação pois, além de possibilitarem verificação imediata, são através das anotações de leituras
periódicas, valiosos subsídios para um controle geral.
A manutenção preventiva é dividida geralmente em períodos determinados de verificação,
podendo dar origem a um sistema de fichas de inspeção classificadas de acordo com o intervalo
entre estas verificações, ou de um programa computadorizado.
No caso particular dos geradores de vapor, os períodos são divididos em: diário, semanal, mensal,
trimestral, semestral e anual.
Além das orientações de manutenção preventiva descritas nos próximos itens, deverá ser
observado o item 4.11.3 - Manutenção preventiva da grelha na página 15 que diz respeito a
manutenção específica do sistema de queima em questão;
5.1. Inspeção Diária
Descarga de fundo: É feita no ponto mais baixo do sistema de circulação de água; destina-se à
retirada do lodo e da sedimentação quando a caldeira opera em regime rudimentar. Este período
pode ser aumentado de acordo com a qualidade da água e a pressão de trabalho existindo
empresas especializadas em tratamento de água cuja a contratação deve ser efetuada para o
estudo de cada caso específico. Este processo é de responsabilidade do cliente.
41
As descargas de fundo variam com a qualidade e quantidade de água de reposição e condições
operacionais. Em virtude disso, quando melhor o pré-tratamento realizado na água de
alimentação (antes da água entrar na caldeira) menor será o tratamento a realizar na água de
dentro da caldeira.
A concentração máxima de sólidos ocorre na superfície de evaporação da caldeira isto é, ao nível
da água do corpo formado por vapor e água. Sendo a tubulação de descarga localizada ao nível
mínimo da água na caldeira os sólidos e sais em solução fluem para fora, devendo-se controlar sua
concentração em laboratório através da tomada de amostras desta água, a cada período pré-
determinado de operação. É muito importante que esta análise periódica seja feita, pois o
controle de concentração é de vital importância para a vida das caldeiras.
As válvulas de descarga devem ser operadas nos períodos de evaporação moderada,
preferivelmente em regimes de baixa combustão. Nunca provocar descarga tão prolongada que
desapareça o nível do indicador de nível. O tempo e a frequência adequada de descargas deverá
ser estabelecidos pelo responsável técnico do tratamento químico da água da caldeira;
Jamais acione a descarga de fundo da caldeira em situação de emergência de nível de água baixo.
Indicador do nível de água e alarme: O indicador do nível de água deve ser mantido sempre
limpo; para tal, o responsável deve proceder a descarga da garrafa de nível, eliminando impureza
e depósitos. Um indicador de nível que apresenta indicação falsa é fonte permanente de perigo;
três a seis descargas diárias asseguram o funcionamento satisfatório deste instrumento bem como
o do alarme de nível.
Sopradores de fuligem (quando existir): Os sopradores de fuligem devem ser operados a cada 8
horas de trabalho, dependendo do tipo de combustível que é empregado; a verificação a cada 6
horas ou então duas vezes ao dia pode ser adotada dependendo das condições.
Queimadores de óleo (quando existir): Quando o combustível usado é óleo pesado, os bicos
devem ser conservados sempre limpos, trocando-se periodicamente as lanças dos queimadores/ a
viscosidade e as impurezas do óleo dirão se o período de 8 horas é adequado. Após a substituição
das lanças, os bicos são limpos e os queimadores são colocados em suportes apropriados e os
bicos imersos em óleo leve. Nunca se deve permitir um acúmulo de óleo combustível na fornalha,
sob risco de ocorrer uma explosão. Observar o manual de operação e manutenção do fabricante
do queimador;
Casa da caldeira: Pó, areia, restos de estopa, detritos etc. São eliminados pela limpeza diária ou
duas vezes ao dia, na casa de caldeira. Estas impurezas provocam o mau funcionamento dos
controles, principalmente quando se trata da instrumentação para controle automático. A
presença excessiva de pó poderá causar eventuais incêndios na casa da caldeira;
Mancais dos ventiladores: Observar constantemente temperatura dos mancais dos ventiladores
de ar primário, secundário e exaustor, para se evitar um superaquecimento proveniente de
resfriamento defeituoso;
Lubrificação dos mancais: Verificar o sistema completo de lubrificação dos mancais.
42
Compressor de ar (quando instalado): Verificar o nível de óleo e o filtro de ar.
Bombas de alimentação: Verificar as gaxetas.
Motores elétricos: Verificar o aquecimento anormal que poderá causar uma eventual sobrecarga
ou outra anomalia.
Pré-aquecedor de ar, superaquecedor e economizador (quando existir): Fazer inicialmente uma
verificação das condições de tiragem e de perda de carga; isto pode ser feito com a caldeira limpa,
operando a carga normal, tem a finalidade de indicar qual o acúmulo de fuligem nos circuitos da
caldeira, do pré-aquecedor de ar ou economizador. Estas observações servirão como referencia
para os trabalhos de manutenção trimestral, semestral e anual.
5.2. Inspeção Semanal
Válvulas de segurança: As válvulas de segurança da caldeira devem ser operadas manualmente; o
dispositivo de acionamento deve estar situado ao nível do piso da casa da caldeira, sendo a
operação efetuada quando a caldeira estiver com pouca carga. Deve-se ter cuidado com a ligação
de descarga da válvula; não deve ser rígida em relação ao corpo da mesma. O acionamento
periódico das válvulas de segurança é a garantia para um funcionamento regular durante a
operação normal da caldeira;
Injetor de água manual: Realizar testes manuais periodicamente. Recomenda-se que seja testado
3 vezes num intervalo de 8 dias;
Válvulas em geral: Verificar os vazamentos e revisar as juntas;
Filtros de óleo dos queimadores (quando existir): A s telas e filtros das unidades de
bombeamento, de aquecimento e dos queimadores, devem ser completamente limpas; o período
entre limpezas deve ser diminuído caso o óleo apresente impurezas que provoquem
entupimentos frequentes;
Painel elétrico: Limpar o filtro de ar.
Ventilador de ar primário, secundário e exaustor: Os mancais do exaustor e ventilador devem ser
lubrificados semanalmente com graxa Lumomoly SN6269.
5.3. Parada Semanal
Os turnos de trabalho, que variam de indústria para indústria, podem incluir uma parada semanal,
nestes casos, certos cuidados são necessários para contornar o problema da ausência de
combustão:
1) Eliminação da sedimentação, fazendo-se a descarga pelo fundo quando a caldeira estiver
43
desligada. 2) Utilização das descargas de fundo dos coletores das paredes de tubos de água da fornalha. 3) Operação dos sopradores de fuligem (quando existir), se as condições permitem. 4) Quando da paralisação de caldeira, mesmo que só por alguns dias, deve-se abastecê-la
com água acima do seu nível normal, a fim de reduzir as tendências para corrosão. 5) Aproveitar o período de parada para sanar todas as anomalias e efetuar todas as inspeções
constantes da ficha de manutenção preventiva, correspondentes à Inspeção diária. 6) Limpeza dos tubos de chama do corpo com escovas.
5.4. Inspeção Mensal
Controles automáticos: Limpar todos os contatos elétricos de controles, interruptores, chaves
magnéticas, etc, removendo o pó e a oxidação;
Aquecedores de óleo (quando existir): Revisar as unidades de aquecimento e bombeamento de
óleo combustível;
Sopradores de fuligem (quando existir): Verificar se os elementos dos sopradores apresentam o
ângulo útil de sopro; examinar a válvula de drenagem do sistema de tubulação do soprador;
limpar a válvula, verificando se existe obstrução no furo da sede;
Filtros de água: Efetuar a limpeza;
Reservatório de água de alimentação: Drenar, remover a válvula de boia, examinando o interior
do reservatório, quando à presença de sedimentos lavando em seguida. Testar o funcionamento
da válvula de bóia recolocando-a logo após.
Motores elétricos: Lubrificar através dos pinos de lubrificação (graxeiras), caso houver; não
lubrificar em excesso.
Painel elétrico: Realizar limpeza interna do armário com aspirador de pó. Desligar chave geral;
Bomba da água: Verificar as gaxetas apertando-as convenientemente; examinar o alinhamento da
bomba e do motor por meio de um indicador em caso de conjunto motobomba mancalizada.
Parafuso de fixação de motores e bombas: Examinar.
Purgadores de vapor: Verificar o estado de todos os purgadores de vapor principalmente os do
sistema de retorno do condensado.
Compressor de ar (quando instalado): Retirar e limpar o filtro, secando-o em seguida; o estado
do mesmo indicará se o período entre limpezas deve ser reduzido.
Ventiladores: Limpar telas de entradas de admissão de ar.
44
5.5. Inspeção Trimestral
Alvenaria e isolantes: Verificar o estado do material refratário, principalmente o da fornalha,
quando à existência de rachaduras ou fragmentação do material; examinar o isolamento quanto à
existência de vazamentos.
Pré-aquecedor de ar (quando existir): Verificar quando a vazamento nos tubos, causados por
corrosão ou outro agente; examinar se existe entupimento causado por fuligem, limpando
completamente. Limpeza dos tubos com escova (interno). Realizar limpeza interna com escova de
aço.
Economizador (quando existir): Examinar e limpar a superfície externa de aquecimento;
inspecionar a superfície interna dos tubos, lavando-os com jato da água de alta pressão; no caso
de existirem depósitos, pode se tornar necessário o emprego de um limpador de tubos.
Manômetros e sensores de pressão: Verificar o nível do selo de água do tubo sifão;
5.6. Inspeção Semestral
Cada 6 meses a caldeira deve ser desligado possibilitando assim uma revisão geral e um exame
minucioso para verificar a existência de corrosão, erosão vazamentos e eventuais defeitos. As
principais verificações a serem feitas são:
Anteparas, Chicanas (quando existir): Examinar quanto à existência de aberturas que permitam o
vazamento de gases; neste caso o rendimento do gerador diminui, pois os gases passarão
diretamente para fora do mesmo.
Reparar as anteparas e vedar os vazamentos existentes.
Tubos e coletores: Examinar as superfícies internas e externas quando à existência de corrosão, in
incrustação e vazamentos. Se os tubos apresentam lodo ou incrustações em sua parte interna,
devem ser limpos com o auxílio de um limpador de tubos.
Material refratário: Examinar detalhadamente; verificar a existência de rachaduras, vazamentos,
folgas anormais das partes de pressão (fornalha em particular) e o estado das juntas de dilatação.
Material isolante: Examinar quando a vazamentos, passagem de ar e gases, desgaste e o estado
das juntas de dilatação.
Pré-aquecedor de ar: Examinar as superfícies de aquecimento para verificar se estão limpas,
principalmente as partes por onde circulam os gases, caso necessitem de limpeza, utilizar jato de
água sob pressão. Verificar a existência de vazamentos do ar e de gases; tolera-se até 10% de
defeitos nos tubos quando perfurados por ação de corrosão, pois até este limite, a influencia
45
sobre a operação do gerador não será muito grande; uma vez ultrapassado este vapor, os tubos
avariados devem ser substituídos.
Economizador: Proceder como na verificação trimestral; verificar também a existência de
vazamentos através de tubos ou juntas danificadas, sanando as falhas;
Painel elétrico: Reapertar todos os conectores. Desligar a chave geral;
Ventiladores e exaustores: Verificar correias, acoplamentos, mancais.
Bomba da água: Caso a motobomba da caldeira seja da fabricante Schneider, realizar lubrificação
com graxa Rhenus Norplex MLK2 a cada 5.000 horas. O eixo dos rotores gira sobre uma bucha
sintetizada e, portanto, não requer lubrificação. Para outros modelos de motobomba. Para
motobombas da marca KSB, observar especificação no manual da motobomba fornecido
juntamente com o equipamento.
5.7. Inspeção Anual
É obrigatório, a cada ano, a inspeção geral e a limpeza da caldeira, tanto externamente como
internamente, conforme estabelece a NR-13 do Ministério do Trabalho. Este trabalho, juntamente
com os testes e reparos necessários devem ser realizados por profissionais habilitados (segundo a
NR-13).
A inspeção deve ser completa, incluindo um exame interno e externo de todo o conjunto gerador
de vapor; é aconselhável fazer coincidir este período com o da segunda inspeção semestral.
Relecionamos algumas operações recomandadas para efetuar na ocasião da inspeção anual:
Limpeza interna: Limpar toda a superfície interna de aquecimento do gerador, eliminando as
incrustações e depósitos de fuligem existentes; examinar minuciosamente estas superfícies para
detectar a existência de qualquer anomalia;
Pré-aquecedor de ar ou economizador (quando existir): Verificar integridade das tubulações,
perfurações, vazamentos;
Superaquecedor: Examinar quanto à ocorrência de distorções nos elementos, oxidação interna,
erosão em tubos e ancoras; corrigir se necessário;
Material refratário e isolante: Proceder como na inspeção semestral, programar os períodos para
a reparação na alvenaria e no isolamento;
Ventiladores e exaustores: Proceder como inspeção semestral. Limpar as pás do rotor do exaustor
para evitar o desbalanceamento;
Reservatório de água de alimentação: Limpar, removendo lodo e impurezas depositadas no
fundo;
46
Bombas de óleo combustível e de água de alimentação: Substituir as gaxetas caso necessário;
Lavagem química: Uma vez fechada a caldeira, após a conclusão de todos os trabalhos de limpeza
proceder a lavagem química de acordo com as normas usuais;
Instrumentação: Realizar aferição de todos os instrumentos de medição a cada 12 meses.
5.8. Medidas de prevenção contra acidentes na manutenção da caldeira
a) Manter ambiente em torno da caldeira sempre limpo. Em de caldeiras que possuem
queimadores auxiliares de óleo, remover qualquer resíduo de óleo;
b) Não use lâmpadas desprotegidas dentro da caldeira. Preferencialmente utilize lanternas
portáteis para manutenção interna da fornalha ou do corpo da caldeira. Em caso de
utilização de lâmpadas com cabos elétricos, os mesmos devem ser do tipo estanque.
Sempre verificar o estado de conservação dos cabos elétricos;
c) Em geral, deve ser rigorosamente proibido fumar na casa da caldeira ou em sua
proximidade, principalmente quando se está manuseando produtos químicos;
d) Antes de fechar a caldeira após alguma vistoria ou manutenção, verifique cuidadosamente
se não ficou alguma ferramenta ou alguma pessoa dentro da caldeira;
e) Não permita que se trabalhe no interior de uma caldeira sem que a ventilação tenha sido
providenciada. Cuidado com os gases tóxicos, que podem formar inclusive dentro do corpo
da caldeira (tubulão de vapor);
f) Assegure-se de que todos os suspiros e drenos do corpo da caldeira (tubulão de vapor) e
coletores estejam abertos, antes de abrir a porta de visita. Não fique na frente de portas de
visita quando for abri-la pela primeira vez;
g) Não deixe nenhuma ferramenta em posição que possa cair ou obstruir a ventilação;
h) Não permita o uso de chamas desprotegidas tais como as de maçaricos, velas, fósforos, etc.
em tanques de óleo e suspiros dos tanques, redes de gás e óleo;
i) Mantenha os extintores de incêndio carregados e em boas condições, conforme
recomendações de segurança da legislação do local;
j) Caso a caldeira possua queimador de óleo combustível, observar a temperatura do óleo,
pois esta nunca deve estar acima do ponto de fulgor em nenhuma parte do sistema, exceto
entro os aquecedores e os queimadores;
k) Não exceda em nenhuma parte do sistema, a pressão máxima recomendada.
47
6. EFEITOS E CAUSAS
EFEITOS CAUSAS
BOMBA DE ÁGUA
Bomba não funciona.
Defeito no sistema de comando elétrico. Verificar regulador de
nível automático (eletrodos) ou chave eletromagnética.
Defeito mecânico na bomba. Providencie a manutenção.
Bomba não recalca água ou
recalca volume insuficiente.
Ar na Sucção. Verifique se não há alguma entrada de ar nas
conexões.
Rotor obstruído por sujeiras de montagem ou por estopas,
besouro, sapo, etc, pela falta de filtro.
Válvula na sucção ou recalque fechada. Verificar se há alguma
válvula fechada na rede de água.
A válvula de retenção da bomba ou do injetor está dando
passagem. Verificar a presença de alguma partícula na sede da
válvula que esteja obstruindo o fechamento, ou trocar a válvula.
Instalação mal feita. Não foram seguidas corretamente as
instruções de instalação.
Ruído e vibrações anormais.
Formação de bolhas de vapor. A instalação não está correta
para água quente e dá lugar a vaporização da água de sucção.
Corrija a instalação.
Defeito mecânico na bomba. Providencie a manutenção.
REGULADOR DE NÍVEL AUTOMÁTICO
A bomba não para
automaticamente após encher a
caldeira.
Óleo na água ao redor dos eletrodos. Drenar a garrafa de nível
até que a bomba desligue corretamente.
Fiação do eletrodo de nível máximo com defeito. Verificar
ligação.
Eletrodo com defeito. Providenciar a troca.
Defeito no sistema elétrico. Verificar e corrigir.
A bomba só liga quando soa o
alarme.
Defeito na ligação elétrica. Verificar e refazer a ligação
corretamente.
48
EFEITOS CAUSAS
Eletrodo quebrado ou com defeito. Trocar o eletrodo.
CHAVES ELETROMAGNÉTICAS
Chave eletromagnética
desarmou. Uma vez armada e
posto o motor para funcionar ela
torna a desarmar.
Mau contato. Verifique a condição dos contatos da chave. Se os
platinados estão carbonizados, limpe-os. Se uma das fases não
está encostando bem, regule-a. Melhor trocar o contator!
Motor sobrecarregado: verifique se a amperagem do motor é
mais do que 10% superior à da placa. Baixa voltagem (verifique
a tensão da rede na entrada do armário de controle). Baixo fator
de potência. Baixo rendimento mecânico do motor por falta de
manutenção (proceda a manutenção, se já não estiver
danificado).
O relé térmico de proteção contra sobrecarga pode estar
desregulado. Verifique se a amperagem das 3 fases do motor
está abaixo do indicado na placa. Se for o caso troque o relé.
PRESSÃO DE VAPOR
Pressão acima da permitida:
abrem as válvulas de segurança e
automático de parada não
funciona.
Está ligada a chave de controle manual.
Transdutor de pressão ou cabo do transdutor defeituoso.
Verificar e providenciar correção.
Relé de pressão desregulado ou danificado. Regule-o ou troque-
o.
O gerador de vapor para de
funcionar e a pressão registrada
no manômetro está abaixo do
nível máximo normal.
Defeito no manômetro. Troque o manômetro. Ajustar o relé.
VENTILADOR / EXAUSTOR
Ventilador/Exaustor não
funciona.
Nível de água está abaixo do mínimo (Alarme toca).
Defeito no motor de acionamento. Verifique e proceda a correta
manutenção.
Problema no comando elétrico. Verifique todo o circuito
elétrico.
49
EFEITOS CAUSAS
Correia arrebentada. Providencie a troca.
GASES DE ESCAPE
A temperatura da saída dos gases
está acima da normal.
Tubulação da caldeira suja de fuligem. Faça a limpeza da
tubulação.
Tubulação da caldeira incrustada no lado da água. Fazer limpeza
adequada e tratar a água.
Tampa traseira da caldeira está mal fechada. Retire a tampa
traseira e verifique o estado das gaxetas. Se for precário, solicite
o reparo.
Fumaça mais escura que o
normal.
Falta de ar. Verifique as regulagens de entrada de ar ou o
funcionamento correto do ventilador/exaustor.
Caldeira fria. Normal, aguarde esquentar.
Excesso de combustível na caldeira.
Entrada de ar na fornalha obstruída pelo combustível. Verificar e
fazer limpeza.
7. ENTREGA TÉCNICA
Ver formulário de entrega técnica. (Técnico de montagem da Benecke) Os campos destinados ao preenchimento dos critérios de aceitação dos requisitos de
operação devem ser efetuados pelo técnico de montagem e aceitos totalmente. Havendo não conformidade, a mesma deve ser registrada no formulário e ter a concordância do cliente.
Os campos destinados ao preenchimento dos critérios de aceitação dos requisitos de fabricação e montagem também devem ser totalmente aceitos também pelo cliente. Havendo não conformidade, corrige-se a tempo, e na impossibilidade registra-se no relatório de ocorrência e aciona-se a assistência técnica imediatamente.
8. BIBLIOGRAFIA
Peragallo Torreira, Raúl, 1926. Geradores de Vapor. Companhia Melhoramentos. 1995 São Paulo – SP. TRD. Technische Regeln für Dampfkessel. Taschenbuch-Ausgabe. 2001, Essen, Alemanha.
50
Apostila SENAI. Operador de Caldeiras. Departamento Nacional, Diretoria Técnica, Divisão de Ensino e Treinamento. Informações do corpo técnico da Benecke. Projeto, produção, montagem e assistência técnica.
9. ANEXOS
9.1. Instruções Gerais para Instalação e Uso de Bombas Centrífugas
(Fonte: Manual Técnico - Indústrias Schneider S.A.)
A - INSTRUÇÕES PARA INSTALAÇÃO HIDRÁULICA − Instale a sua bomba o mais próximo possível da caldeira, mantendo o
reservatório de água (condensado) em um nível mais alto que o gerador de vapor, certificando-se de que o mesmo esteja sempre isento de contaminações de sólidos.
− Não exponha a bomba à ação do tempo, protejendo-a das intempéries (sol, chuva, poeira, etc).
− Mantenha espaço suficiente para ventilação e fácil acesso para manutenção. − Nunca reduza a bitola de sucção da bomba. Utilize sempre canalização com
bitola igual ou maior à tubulação da bomba. Os diâmetros da tubulação devem ser compatíveis com a vazão desejada.
− Utilize o mínimo possível de conexões na instalação. Prefira curva no lugar de joelhos.
− Recomenda-se o uso de uniões na canalização de sucção e recalque. Elas devem ser instaladas próximas à bomba para facilitar a montagem e desmontagem.
− Vede bem todas as conexões com vedante apropriado. − Nunca deixe que a bomba suporte sozinha o peso da canalização. Faça um
suporte de madeira, tijolo ou ferro.
IMPORTANTE: As bombas centrífugas ou auto-aspirantes com corpo de metal, que forem usadas para trabalho com água quente superior a 70°C, deverão possuir vedação com selo mecânico de VITON e rotor de Bronze.
B - INSTRUÇÕES PARA INSTALAÇÃO ELÉTRICA
− Para a escolha correta da bitola do fio de ligação do motor de sua bomba, observe as condições do local (voltagem da rede e distância até a entrada de serviço) e leia a corrente (A) na placa do motor, correspondente a voltagem em que o mesmo será ligado. Na dúvida, consulte um profissional capacitado para a escolha do fio indicado para ligar o motor.
− Observe o esquema de ligação na placa do motor e faça as ligações compatíveis com a voltagem da rede elétrica do local.
− Instale fusíveis e chaves de proteção para maior segurança do seu motor elétrico, evitando danos e a perda da garantia do mesmo. Consulte um técnico especializado sobre o assunto.
− Sempre que for possível instale uma chave-bóia no sistema, cuja instalação deve obedecer as recomendações do fabricante da bomba.
− É OBRIGATÓRIO O ATERRAMENTO DO MOTOR ELÉTRICO DA BOMBA.
51
C - INSTRUÇÕES PARA ACIONAMENTO DA BOMBA
− Antes de conectar a tubulação de recalque à bomba, faça a escorva da mesma, preenchendo com água o copo da bomba e toda a tubulação de sucção, para eliminação do ar em seu interior.
− Nunca deixe uma bomba operando sem água. − Complete a instalação hidráulica de recalque. − Verifique novamente todas as instalações elétricas e hidráulicas antes de
acionar a sua motobomba. − Nas motobombas trifásicas ou nas bombas mancalizadas observe logo na
partida, pelo lado traseiro do motor, se este gira no sentido correto (sentido horário). Caso contrário, inverta o giro do mesmo através dos fios de ligação.
− As peças internas das bombas recebem uma película de graxa para evitar oxidação durante o armazenamento. Por isso, recomenda-se bombear água por uns 3 minutos para fora do reservatório, antes da conexão final ao mesmo.
C.1 - BOMBAS MANCALIZADAS
− As bombas mancalizadas da Schneider já saem de fábrica com graxa ou óleo lubrificante nos mancais dependendo do modelo das mesmas.
− Os óleos que lubrificam os mancais devem ser do tipo SAE 30 ou 40, e as graxas, quando for o caso, preferencialmente a base de sabão de Lítio, com ponto de gota superior a 120°C.
IMPORTANTE: A leitura atenta e a observação correta das instruções contidas no
Manual de Instalação e Utilização das Motobombas Schneider, é a garantia de um funcionamento eficaz e longa vida útil do equipamento. Havendo dúvidas, não improvise, consulte a fábrica.
TABELA DE DEFEITOS MAIS COMUNS EM INSTALAÇÕES DE
BOMBAS E MOTOBOMBAS, E SUAS CAUSAS MAIS PROVÁVEIS
- Bomba com corpo superaquecido.
• A canalização de sucção e a bomba estão vazias ou com pouca água (perda da escorva)
• Eixos desalinhados (bombas mancalizadas).
• Rotor raspando na carcaça.
• Mancais ou rolamentos defeituosos.
• Motor com sentido de rotação invertido.
- Mancal com corpo superaquecido
• Rolamentos com falta ou excesso de lubrificação.
• Lubrificante inadequado ou com excesso de uso.
• Eixo torto ou desalinhado.
• Rolamentos montados com excesso de pressão (interferência).
• RPM de uso acima da especificada em projeto.
- Motor elétrico não gira
• Eixo empenado ou preso.
• Energia elétrica deficiente (queda da voltagem ou ligação inadequada).
52
• Rotor raspando a carcaça.
• Mancais ou rolamentos defeituosos ou sem lubrificação.
• Motor em curto ou queimado.
- Motor elétrico com super aquecimento (amperagem alta)
• Em bombas centrífugas normais, baixa pressão, excesso de vazão. As bombas estão trabalhando fora da faixa de rendimento (curva característica)
• Fios de instalação do motor elétrico são muito finos.
• Energia elétrica deficiente (queda da voltagem ou ligação inadequada).
• Falta de lubrificação ou defeito dos rolamentos e mancais.
• Rotor preso ou raspando na carcaça.
• Ventilação do motor está bloqueada ou é insuficiente.
• Gaxeta muito apertada.
• Eixos desalinhados ou empenados.
• Viscosidade ou peso específico do líquido diferente do indicado.
53
9.2. Instruções para Instalação e Operação do Injetor
NOTA: Toda a tubulação a ser usada na instalação do injetor, deverá obedecer a
mesma bitola de suas conexões. Tubo de Vapor
54
Deverá ser exclusivo para o injetor, vindo da parte mais alta da caldeira a fim de obter-se vapor seco, instale um registro globo próximo ao injetor.
Tubo de Sucção
1ª Opção: Deverá estar imerso em uma caixa d’água, seu comprimento não deve ultrapassar 1,30 metros, instale um filtro de água (peneira) em sua entrada, e um registro próximo ao injetor para regular o excesso de água que o injetor puxar. Sua montagem deverá ser cuidadosamente a fim de evitar entrada de ar falso, caso isso vier acontecer o injetor não funcionará, apresentando golpes e trepidações.
2ª Opção: é a mais recomendada. Venha com a tubulação direto da caixa d’água (que alimenta a rede) até o injetor, e instale um registro próximo ao mesmo.
Em ambos os casos, o reservatório de água deve ser sempre instalado acima do nível do injetor, para que a água flua até o injetor por gravidade.
Tubo de Alimentação
A tubulação do injetor para a caldeira deve ser a mais reta possível. Não use cotovelos ou qualquer outro processo que possa influir na velocidade da água, se necessário, use curvas suaves, instale uma válvula de retenção tipo portinhola e um registro tipo gaveta. Em caso de águas de poços ou alcalinas que venham causar incrustações na tubulação, é necessário o cuidado periódico com estes tubos, trocando ou limpando sempre que ocorrer tal incrustação.
Observações:
a) A faixa de funcionamento dos injetores é entre 30 a 145 libras (2 a 10 kgf/m²) e a temperatura da água não deve estar acima de 30° centígrados.
b) Antes de instalar o injetor dê uma descarga no tubo do vapor a fim de eliminar pingos de solda, ou corpos estranhos que possam alojar-se dentro do injetor.
c) Não use grifos (chave de cano) para rosquear as uniões à tubulação, com a ferramenta apropriada, use as duas chavetas na parte interna das uniões para fazer o rosqueamento.
Funcionamento:
a) Pela 1ª opção - abra os registros da alimentação n°05, vapor n°01, entrada de água n°02. Abra a maçaneta do injetor em movimento rápido, ajuste-a até que não haja perca de água no escape do injetor, se necessário, ajuste a entrada de água pelo registro n°02 do tubo de alimentação. Uma vez regulado o injetor, trabalhe apenas no registro do vapor n°01 usando a maçaneta do injetor apenas para pequenos ajustes, o registro n°02 é opcional.
b) Pela 2ª opção - Abra totalmente o injetor, os registros, de alimentação n°05 e entrada de água n°03. Em seguida em movimento rápido abra o registro do vapor n°01 e regule o registro da entrada de água n°03, até que não haja perca de água pelo escape.
c) Caso o injetor descarregue vapor seco, jogue água fria sobre o mesmo, e em caso de perder toda a água, solte o injetor da parte da alimentação. Faça-o funcionar livre para a atmosfera; caso continue perdendo água, solte a peça n°03 verifique se não está entupida. Caso o mesmo funcione bem para a atmosfera, verifique todo o sistema de alimentação, do injetor até a caldeira.
Quanto aos dados técnicos de funcionamento dos injetores, são os seguintes: Bitola nominal
do injetor
VAZÃO (litros/hora)
40 PSI 60 PSI 80 PSI 100 PSI 120 PSI
1/2” 380 500 650 720 800
55
3/4” 600 730 950 1200 1400
1” 1400 1750 2100 2350 2600
1.1/4” 2500 3000 3540 3900 4180
1.1/2” 2500 3000 3540 3900 4180
2” 8200 9400 11000 13300 14900
56
9.3. Válvula de Segurança: Instruções Gerais
ARMAZENAGEM Quando as Válvulas de Segurança são guardadas durante um certo período antes
da instalação, recomendamos o seguinte: − Manter as válvulas armazenadas em depósito fechado para não serem afetadas
pelas intempéries. − Conservá-las disposta em cima de estrados de madeira. − Observar se as válvulas estão com as roscas de entrada e saída protegidas.
Esta medida evita a entrada de sujeira e corpos estranhos que poderiam danificar as faces de vedação, e também protegem as roscas durante o manuseio.
TRANSPORTE A vedação da Válvula de Segurança é obtida por superfícies metálicas polidas, que
podem ser danificadas pela vibração que ocorre no transporte de um local para outro. Assim sendo, recomenda-se que:
− As válvulas sejam transportadas para o local da instalação na posição vertical. − Evitar que haja tombamento das válvulas, pois além de imperfeições na
vedação, poderá haver desalinhamento das partes internas.
INSTALAÇÃO Para as Válvulas de Segurança as normas recomendam no mínimo o descrito
abaixo: − As válvulas devem ser montadas na posição vertical. − Antes da montagem da válvula de segurança na tubulação ou equipamento,
observar se a mesma está completamente limpa de impurezas e corpos estranhos. − Examine a tubulação ou equipamento onde será montada a válvula de
segurança, removendo os cavacos, camadas de ferrugem, respingos de solda, etc. − O tubo de conexão deve ser compatível com o diâmetro nominal da válvula e o
mais curto possível, para não restringir o fluxo e causar problemas na operação. − O tubo de descarga deve ser compatível com o diâmetro de saída da válvula e
seus suportes devem ser projetados de tal forma para que não transmitam esforços ao tubo de conexão.
OPERAÇÃO Para as Válvulas de Segurança, recomenda-se: − No caso de teste hidrostático do equipamento ou tubulação com a válvula
montada, usar parafuso bloqueador (GAG), apertando-o com torque razoável para não danificar a haste.
− Não acione a alavanca, sem que a válvula esteja pressurizada, mesmo que a alavanca seja robusta o suficiente.
− A alavanca é independente a ação automática da válvula. − Quando nova regulagem de pressão se fizer necessária proceder da seguinte
maneira: 1. Retirar o capuz e o mecanismo com alavanca 2. Solte a contra porca (7) do parafuso de regulagem com a mola (6). 3. Girando o parafuso de regulagem da mola (6) no sentido horário aumentará a
pressão e no sentido anti-horário diminuirá. Durante esta operação segurar firmemente a haste (13), não a deixando girar sobre si o que poderia danificar as superfícies de vedação.
57
NOTA: Nos casos onde se faz necessária uma alteração da pressão de ajuste original da válvula, o fabricante deverá ser consultado em razão da especificação da mola.
MANUTENÇÃO As Válvulas de Segurança foram projetadas de tal forma, facilitando o máximo
possível sua manutenção. Recomenda-se: − Inspeção regular das válvulas durante a operação. − Tão logo seja observado um vazamento de vedação a válvula deve ser
examinada para evitar um aumento do vazamento e, por conseguinte, maiores danos do disco e bocal.
− Antes de reparar uma válvula de segurança, certifique-se que está perfeitamente familiarizado com sua construção e que dispõe dos reparos necessários para sua recuperação.
− Mantenha um livro de registro, onde deverá constar o n° de série da válvula, bem como toda a ocorrência durante o período em que a mesma estiver em operação.
Recomendamos como peças sobressalentes: Sobressalentes principais: − Disco − Juntas − Molas − Pratos de mola Sobressalentes secundários: − Anel de regulagem pluma − Haste
58
9.4. Manual de Instalação, Operação e Manutenção de Ventiladores
INSTALAÇÃO Ao efetuar o descarregamento não é recomendável fazer o içamento através do
rotor, bocais de descarga, polias e protetor de polias. Existem, normalmente, perfis de reforço com furos, soldados à carcaça, por onde se pode içar o ventilador sem problemas.
Não permita que ocorra qualquer pancada ou dano proveniente de um mau transporte, pois poderá ocasionar desalinhamento de mancais e polias, danificação de eixos e rolamentos, afrouxamento de parafusos, porcas, etc.
Em hipótese alguma atravesse cabos entre as pás dos rotores ou hélices.
1. Fundações Pelo desenho de conjunto do ventilador, se obtém as dimensões e furações
básicas, necessárias à preparação das fundações. Como qualquer peça rotativa, recomenda-se a utilização de amortecedores. Opcionalmente, é possível a preparação de uma base sólida e pesada, em concreto armado, com um peso mínimo igual a três vezes o peso do equipamento a suportar, para a absorção das freqüências de vibração.
2. Assentamento e conexões
Instale o ventilador na posição apropriada sobre a fundação, alinhando o ventilador em relação aos dutos, de modo que fique na posição correta, e nivelando-o. As conexões aos dutos são feitas após o ventilador estar pronto para entrar em operação.
Não se deve forçar flanges que não encaixam, pois poderá ocorrer uma distorção da carcaça ou desalinhamento dos dutos. Adicionalmente, recomenda-se o uso de ligações elásticas.
Quando for usado em altas temperaturas, devem ser providenciadas vedações eficientes e juntas de expansão adequadas para evitar esforços adicionais nos dutos ou no ventilador. Não submeta o ventilador a esforços desnecessários. Os dutos, silenciadores, chaminés, etc, não deverão ser suportados pela carcaça do ventilador.
3. Alimentação Elétrica
Certifique-se de obter da rede elétrica uma alimentação adequada a carga do equipamento e uma tensão que não ultrapasse os limites máximos de +/- 10% do valor nominal.
Para o sistema de partida, recomendam-se, cuidados especiais na seleção da chave elétrica, levando em conta que o motor parte com carga, bem como o uso de proteção contra curto-circuito e sobrecarga. Atende-se, no caso, para as normas fixadas pelas Companhias de Fornecimento de Energia, bem como às recomendações dos fabricantes a respeito dos equipamentos a utilizar.
Uma proteção adicional, por meio de um relé contra falta de fase e subtensão é recomendável. Para esclarecimentos adicionais recomendamos contatar o fabricante do motor, ou os Manuais dos Fabricantes de Motores Elétricos.
OPERAÇÃO Satisfeitos os itens anteriores e selecionada a correta chave de partida, proceda às
seguintes instruções para colocar o ventilador em funcionamento: a) Certifique-se que o rotor gira livremente, quando acionado manualmente.
Qualquer ruído ou bloqueio eventual deverá ser verificado e completamente eliminado. b) O rotor deverá estar posicionado adequadamente entre as duas laterais da
carcaça e perfeitamente posicionado em relação aos bocais de aspiração, no caso de ventiladores centrífugos, ou com as pás eqüidistantes da carcaça, no caso de ventiladores axiais.
59
c) Verifique a existência de algum corpo estranho ou resto de material dentro da carcaça do ventilador ou nos dutos, retirando-os.
d) Examine o alinhamento dos mancais. e) Verifique a quantidade correta de lubrificante no rolamento, completando, se
necessário. f) Assegure-se de que todos os parafusos e porcas estejam bem fixados. As
vibrações e esforços produzidos durante o transporte, montagem e instalação poderão causar alguma folga no aperto.
g) É de particular importância verificar os parafusos e porcas, quanto ao aperto e instalação, que fixam o rotor ao cubo e os mancais à base, bem como os parafusos-prisioneiros e chavetas que fixam o cubo do rotor ou núcleo da hélice e polias ao eixo do ventilador e motor.
h) Certifique-se de que a porta de inspeção, dreno e demais acessórios estejam seguramente fixados.
i) Verifique a tensão e alinhamento de polias e correias. Um alinhamento defeituoso ou uma sobretensão excessiva só farão reduzir a vida útil das correias e sobrecarregar os rolamentos.
j) Verifique o correto alinhamento dos acoplamentos elásticos. Um mau alinhamento só fará reduzir sua vida útil e perder-se parte da potência do equipamento.
k) Dê a partida no equipamento, certifique-se de que o sentido de rotação está correto e desligue-o novamente assim que atingir a rotação nominal. Durante este período observe atentamente qualquer anormalidade, determinando a sua causa e corrigindo-a. Verifique e re-aperte, se necessário, os parafusos e chavetas de fixação, que poderão se soltar devido a tendência de acomodação dos elementos.
l) O equipamento, a partir daí, estará apto para o funcionamento. m) Quando do início do funcionamento de um ventilador nota-se, primeiramente,
um aumento de temperatura dos mancais, devido a acomodação do lubrificante no alojamento. Após aproximadamente uma hora de trabalho a temperatura atinge o máximo valor, que poderá durar até dois dias, depois cai até o nível normal, permanecendo sem maiores oscilações durante um longo período.
MANUTENÇÃO
1. Segurança Todos os elementos rotativos, tais como: polias, eixo, rotor de resfriamento de
mancais, etc., deverão ser protegidos, convenientemente, evitando qualquer contato acidental com pessoas ou objetos estranhos ao sistema.
Uma proteção especial deverá ser providenciada nas bocas de descarga e, principalmente, na entrada de ar do sistema, pois qualquer objeto que, porventura, entre na corrente de ar, transforma-se num projétil, podendo causar danos irreparáveis.
Os limites de temperatura e rotação nunca devem ser ultrapassados, para evitar danos ao equipamento. Durante a operação do ventilador nunca permita a abertura de nenhuma porta de inspeção, pois esta poderá ser violentamente ejetada, causando sérios danos.
Recomenda-se o uso de uma chave seccionadora de segurança para evitar uma partida acidental durante o período de manutenção do ventilador.
2. Desmontagem e Montagem
A desmontagem e montagem do ventilador só devem ser realizadas por pessoal capacitado tecnicamente, com ferramental adequado e somente quando se tornar necessário.
Após a remontagem do ventilador deverá ser realizada uma revisão do balanceamento e, se necessário, sua eventual correção.
60
3. Limpeza
A limpeza do ventilador deve ser realizada periodicamente, utilizando-se qualquer produto neutro de limpeza ou ar comprimido, sem o uso de solventes, para que a pintura não seja atacada.
Recomenda-se observar, quando da limpeza do equipamento, o surgimento de pontos de corrosão ou ferrugem, removendo-os e protegendo adequadamente, visando uma maior vida útil do ventilador.
4. Diagnose e Correção de Defeitos
Vibrações e Ruídos As partes rotativas dos ventiladores são balanceadas estáticas e dinamicamente,
em máquinas de balanceamento. No entanto, se o rotor trabalha em um meio com material abrasivo ou que se
prenda a suas pás, haverá, provavelmente, uma alteração em suas conduções originais de balanceamento. A conseqüência disto será o aparecimento de vibrações e ruídos, implicando também na redução da vida útil dos rolamentos. Pode também ocorrer uma vibração devido a batidas ou choques bruscos, quando do transporte ou instalação.
Sempre que houverem vibrações ou ruídos excessivos, o ventilador deverá ser retirado de operação e feito um exame em suas partes rotativas.
Se este houver sofrido desgaste, mas estiver ainda aproveitável, deverá ser novamente balanceado antes de ser remontado. Se for verificada a existência de material aderido ao rotor, uma boa limpeza deverá solucionar o problema.
As vibrações e ruídos poderão, no entanto, ser de natureza aerodinâmica, causada por uma turbulência no fluxo de ar ou gás. Más condições de aspiração e/ou se o cálculo da resistência do sistema não estiver correto, poderá surgir este fenômeno, e a solução é reduzir a resistência a passagem, removendo “dampers” desnecessários, aumentando a área de decarga, raios de curvas, etc.
Como orientação geral, os valores máximos de amplitudes de velocidades de vibração radial e longitudinal, medidas nos mancais, na altura dos rolamentos, na freqüência de rotação do ventilador, é de 4 mm/s. Os valores acima deste deverão ser diagnosticados e corrigidos de acordo com os métodos de Análise de Vibrações.
Defeitos em Polias e Correias O acionamento por polias e correias deverá estar cuidadosamente alinhado, o que
minimiza a solicitação sobre as correias e a possibilidade de alguma delas vir a saltar nas canaletas das polias. Este alinhamento deverá ser obtido com o auxílio de uma régua colocada junto às faces das duas polias.
O correto funcionamento das correias é de extrema importância. Uma tensão baixa provoca patinagem e, conseqüentemente, excessivo calor nas correias, ocasionando falhas prematuras. Por outro lado, uma tensão alta gera sobrecarga nos eixos, ocorrendo, além da falha da correia, uma menor durabilidade nos rolamentos. É preferível deixar a correia mais aliviada do que sobre-tensionada. Uma boa verificação deverá ser feita, observando-se o prescrito pelos fabricantes de correias.
Ao efetuar a reposição das correias, atente para os seguintes detalhes: - Substitua todo o jogo de correias, se possível, de um mesmo fabricante e de um
mesmo código. Atente para que as correias tenham o mesmo comprimento (este pode variar de um lote para outro);
- Elimine qualquer aspereza, óleo ou graxa das polias; - Alivie a tensão do sistema, soltando os parafusos do motor, até poder colocar as
correias, sem força-las; - Alinhe, cuidadosamente, as polias movida e motora;
61
- Tensione as correias até seu valor correto, de acordo com o fabricante da correia e do rotor;
- Deixe a transmissão funcionar durante algum tempo (aproximadamente 48 horas) para que as correias adaptem-se às polias e tensione, novamente.
Defeitos em Rolamentos Como complemento a manutenção e como precaução contra paradas
desnecessárias, verifique regularmente, durante a operação, o estado dos rolamentos, com o auxílio dos métodos correntes recomendados pelos fabricantes. Abaixo estão algumas orientações:
- Teste de escuta: encoste um bastão de madeira, chave de fenda ou estetoscópio no alojamento, o mais próximo possível do rolamento, e ponha o ouvido na outra extremidade. Se tudo estiver bem, deverá ser ouvido um ruído suave. Um rolamento danificado apresentará um som diferente, inclusive com características irregulares. Um ruído metálico e uniforme indica falta de lubrificação.
- Teste de temperatura: se a temperatura do alojamento estiver muito alta ou com variações bruscas, há indicações de que algo está errado (falta ou excesso de lubrificante, sujeira no rolamento, sobrecarga, retentor com muita pressão, etc).
5. Lubrificação
Recomenda-se atenção a graxa que será utilizada na relubrificação periódica, pois a mistura de graxas não é recomendável. Da mesma forma, caso se deseje trocar a graxa, é necessário que se remova todo o resíduo existente, para não haver misturas.
Lubrificação de Mancais de Caixa Se o rolamento for do tipo blindado, já possuem lubrificação para toda a vida útil,
não sendo necessário, nem aconselhável, tentar lubrifica-los, pois se pode danificar sua vedação.
Se os rolamentos forem comuns, a relubrificação deverá ser efetuada de acordo com intervalos de lubrificação descritos na placa do ventilador.
Quando os intervalos de lubrificação são reduzidos, o mancal deve ser provido de engraxadeira. Limpe-a antes de injetar nova graxa. A lubrificação pode ser efetuada, inclusive, durante o funcionamento. A graxa nova penetra por um dos lados do rolamento, expulsando a graxa velha pelo outro lado para fora do alojamento do rolamento. Periodicamente, recomenda-se abrir a caixa, lavar todos os componentes em aguarrás ou querosene e renovar toda a graxa.
Quando os mancais não possuem engraxadeiras deve-se, por ocasião da parada programada da máquina, retirar as tampas superiores ou laterais para ter acesso aos rolamentos. Após retirar completamente a graxa usada, introduz-se graxa nova entre os elementos do rolamento até 1/3 de seu volume. Carrega-se, também, a caixa com graxa até 1/3 de sua capacidade e monta-se novamente o conjunto.
Além de uma lubrificação periódica, os rolamentos devem, também periodicamente, passar por uma completa revisão e limpeza. A freqüência deste procedimento depende, sobretudo, das condições de serviço. Rolamentos montados em máquinas onde a paralisação é crítica devem ser verificados freqüentemente.
Lubrificação de Mancais Monobloco Os mancais monobloco possuem graxadeira e bujão. Durante a lubrificação de
seus rolamentos, deve-se abrir o bujão, limpar a graxadeira e injetar a graxa, sem ocupar integralmente o espaço disponível.
62
9.5. Operação correta de válvulas de esfera
Operação Correta – Válvula de Esfera
Válvulas de esfera não foram desenvolvidas para serem utilizadas em controle de vazão ou aberturas e fechamentos lentos. As válvulas de esfera foram concebidas unicamente para operação aberta/fechada (on-off). Nas válvulas de esfera com sedes “soft”, são exatamente estes sensíveis e importantes elementos que ficam desprotegidos na secção de passagem crítica (mínima), uma vez que a alta velocidade do fluido que ocorre nestas condições (Figura 1) provoca uma séria erosão. No caso de fluidos contendo sólidos, o risco de erosão fica significativamente aumentado pelo processo abrasivo. No caso do fluido de trabalho ser vapor saturado, também temos uma ampliação do risco de erosão devido à passagem de vapor de uma zona de alta pressão para outra de baixa pressão em presença de condensados, o que pode levar à cavitação da sede. Como resultado destes processos, válvulas de esfera utilizadas dessa maneira apresentam vazamentos na posição fechada e rapidamente deixam de cumprir sua função principal. Da mesma forma, as sedes podem deteriorar-se devido ao grande diferencial de pressão (P1/P2 ³ 2) e aos resultantes efeitos da força, fato este que pode danificar a sede reduzindo ou impedindo a vedação. (Figura 2) Após anos de avaliações, pesquisa e desenvolvimento, chegamos a um conceito próprio de sedes que, entre outros benefícios, minimiza a possibilidade de ocorrência dos danos citados. Porém, para total segurança e aumento da vida útil, recomendamos que o acionamento da válvula sempre seja efetuado de um só golpe, evitando aberturas lentas ou parciais. Fonte: http://www.valmicro.com.br
63
Declaração de recebimento do manual de instruções
Empresa: ____________________________________________________________ Endereço: _______________________________________, Bairro: _____________ Cep: ___________________ Cidade: ______________________ Estado: ________ Entregue ao Sr. _______________________________________________________ Cargo: _____________________________ Data: ____/ ___/ ________
____________________________________________ Assinatura e carimbo