modulo 3_nr-13_ seg op caldeiras

7/26/2019 Modulo 3_nr-13_ Seg Op Caldeiras

1/37

TREINAMENTO MDULO 3 - 2015Segurana na Operao de Caldeiras

- FIAGRIL-

NR-13Segurana na Operao de Caldeiras

MDULO 3

PROVA INICIAL

1) O QUE VOC ACHA QUE PODE SER MELHORADO NOCONTROLE E OPERAO DA CALDEIRA DE SUAEMPRESA?

2) NUM EVENTUAL AUMENTO DE PRESSO, O QUE SEDEVE FAZER PARA QUE ELA SE ESTABILIZE?

3) QUANDO EXISTE FALHA NO SISTEMA AUTOMTICO DEALIMENTAO, QUAL PROCEDIMENTO ADOTAR?

4) QUAL NOME DAMOS AO PROCESSO DE ESCAPE DOSGASES DE COMBUSTO DA CALDEIRA E QUAIS OSTIPOS?

5) NO CASO DE NECESSIDADE DE PARADA DA CALDEIRA,QUAL PROCEDIMENTO ADOTAR?

Operao de Caldeiras

Neste mdulo, iremos considerar que a caldeira foientregue pelo fabricante ou pela equipe de manutenoem condies adequadas para incio do processo de

partida.


2/37


- FIAGRIL-

Falaremos inicialmente sobre os fatores presentes noprocesso de combusto, como ele acontece e comoobter dele os melhores resultados. Falaremos,tambm dos processo de pr-partida, partida e paradados diversos tipos de caldeira.

Operao de Caldeiras

PROCESSO DECOMBUSTO

Para produzir vapor necessria a gerao decalor. Para tal, uma das maneiras mais usuais utilizar-se os processos de combusto.

A combusto o resultado de fenmenos fsicos equmicos. Para que ela acontea, preciso que sedisponha de um combustvel e do comburenteadequadamente misturados.

COMBUSTO

Podemos definir combustvel como sendo ummaterial... usado para produzir calor por combusto,ou ento: qualquer material que alimenta fogo.Dependendo de sua disponibilidade e da viabilidadeeconmica de seu uso, os combustveis utilizados nagerao de vapor podem ser slidos, lquidos ougasosos.

Combustvel


3/37


- FIAGRIL-

Os combustveis slidos foram os primeiros utilizadospelo homem. Lenha, carvo mineral, bagao de cana eoutros resduos vegetais diversos so exemplos dessetipo de combustvel. Para que sua utilizao sejaeficiente em nvel industrial, so necessrios altosinvestimentos em equipamentos especficos.

Combustvel

Os combustveis lquidosso, em sua maioria, os de origemfssil, ou seja, o leo diesel e os leos combustveis nasclassificaes de 1A / 1B at 9A/9B. Os combustveislquidos de fontes renovveis, como o lcool, so usados nagerao de vapor apenas em aplicaes especficas comocombustvel alternativo em usinas de produo de lcool.

Combustvel

Entre os combustveis gasosos, pode-se citar o gsliqefeito de petrleo (GLP), que o produto dadestilao de petrleo, e o gs natural, originrio dospoos de explorao de petrleo. Se estiveremdisponveis, os gases gerados nos processos

industriais, como o gs do alto-forno ou gs de hulha,tambm podero ser usados.

CombustvelElementos qumicos na combusto

O combustvel, lquido ou gasoso, constitudobasicamente por carbono(C) e hidrognio(H), ou seja,os hidrocarbonetos . Alguns tipos de combustvelapresentam em sua composio, elementos comoenxofre (S), vandio (V) e outras impurezas. Os

hidrocarbonetos so formados por molculas de diversostamanhos e formas que definem seu estado, aviscosidade e outras caractersticas presentes noscombustveis e que so importantes para a combusto.


4/37


- FIAGRIL-

Na combusto podem tambm estar presentescomponentes inorgnicos como o nitrognio (N2), ovandio (V), o ferro (Fe) e o nquel (Ni), que geramas cinzas.

Elementos qumicos na combusto

O comburente uma substncia que produz ou auxiliaa combusto. Essa substncia o oxignio.

Comburente

Por razes econmicas, na combusto usa-se o oxigniopresente no ar, uma vez que ele contm 21% dessasubstncia em sua composio. O restante compostobasicamente por nitrognio que no participa dasreaes de combusto, mas que representa um volume

extra de gs a ser aquecido. Isso diminui oaproveitamento energtico da caldeira e esfria a chama.Para melhorar a combusto, em alguns tipos dequeimadores feita a adio de oxignio do ar, e atmesmo oxignio puro no processo em alguns casosespecficos.

Comburente

A combusto pode ser completa ou incompleta. Nacombusto completa, a mxima gerao de energia obtida e os gases resultantes desse processo somenos nocivos ao ambiente. Assim, dependendo das

caractersticas do combustvel, a gerao de materialem partculas mnima, ou nula. No se pode eliminara emisso de dixido de enxofre (SO2).

Tipos de combusto


5/37


- FIAGRIL-

A quantidade de calor obtido na combusto dedeterminada parcela de combustvel por unidade demassa denominada de poder calorfico.

O poder calorfico de um combustvel pode serdefinido como superior ou inferior em funo daquantidade de gua que se origina a partir de suacombusto

Poder calorfico Poder calorfico

Excesso de ar na combusto

Para que se obtenha o maior rendimento possvel noprocesso de combusto, deve-se trabalhar com aquantidade estequiomtrica de ar, ou seja, aquantidade de ar que considera, uma relao exata e

correta entre comburente e combustvel, a fim de quetodo o combustvel seja queimado.


Na prtica, porm, os equipamentos esto sujeitos avariaes de temperatura e presso do ar, bem como avariaes nas condies nas cmaras de combusto.Isso impede a gerao do calor em condies ideais.

Quando se opera a caldeira com excesso de ar, alm dedixido de carbono (CO2), gua (H2O), dixido deenxofre (SO2) formados na combusto e do nitrognio(N2), presente no ar, encontra-se, tambm, dentro dafornalha, oxignio que no reagiu com o carbono.


6/37


- FIAGRIL-

A quantidade de ar fornecida a um determinadoqueimador indicada numericamente comoporcentagem da quantidade estequiomtrica. Porexemplo, em um queimador trabalhando com ar decombusto a 110%, tem-se 10% de excesso de ar emrelao quantidade estequiomtrica.


O ar excedente, representa um volume extra a seraquecido. Isso diminui o aproveitamento energtico eesfria a chama. Por causa disso, o excesso de ar deveser o menor possvel.

Como a reao de combusto deve ocorrer de formarpida e em um volume limitado, para assegurar quetodo o combustvel se oxide, necessrio colocarsempre algum ar em excesso, seno aparecercombustvel sem queimar, com evidentes implicaeseconmicas e ambientais.


De outro lado, o excesso de ar para combusto deveser sempre o menor possvel, pois o ar, alm dooxignio, sempre traz consigo uma massa elevada denitrognio, gs inerte e que arrasta para a chamin

parte do calor gerado na reao, resultando em umaperda de desempenho da utilizao do calor docombustvel.


O excesso mnimo de ar a ser adotado depende tantodo tipo de combustvel como do sistema de combusto,

j que se trata de buscar uma mistura adequada entre ocombustvel e o comburente.Em geral, gases combustveis permitem uma misturaadequada sem dificuldade, e

os excessos de ar situam-se usualmente entre 5 a 10%.Para um combustvel lquido, em funo de suaviscosidade e do sistema de atomizao empregado noqueimador, pode ser requerido menos de 10% deexcesso de ar ou mais de 30%.



7/37


- FIAGRIL-

No caso dos combustveis slidos o excesso de ardepende muito da granulometria e da forma dealimentao do combustvel. Um combustvel bemmodo e alimentado em suspenso pode comportar-secomo um leo pesado, enquanto lenha em pedaosgrandes sobre uma grelha fixa pode requerer de 60 a120% de excesso de ar.

Excesso de ar na combusto Parmetros de avaliao da combusto

Como o excesso de ar influi diretamente noaproveitamento energtico de uma caldeira, importante estabelecer parmetros para avaliar suaeficincia e controlar o processo de combusto.

Para esse tipo de avaliao, os parmetros podemser estabelecidos por meio de medio, que maisseguro e mais correto, ou onde no existir, pormtodos prticos, por meio da observao dachamin e da colorao da chama.

Uma fumaa esbranquiada pode significar excessode oxignio, enquanto que uma fumaa escura podesignificar falta de oxignio na fornalha.

A situao ideal, independente do combustvel

utilizado (slido ou lquido), operar de modo que seobtenha uma colorao acinzentada nos gases dachamin.

Parmetros de avaliao da combusto

Pela medio, pode-se obter o teor de:

Oxignio (O2);

Dixido de carbono (CO2); Monxido de carbono (CO); Fuligem/elementos particulados da fumaa.



8/37


- FIAGRIL-

Parmetros de avaliao da combusto Parmetros de avaliao da combusto

Medio de O2, CO, CO2, NO, SO2, combusto,temperatura lquida, eficincia da caldeira, excesso eperda de ar e clculo de Nox.

A medio do teor de fuligem/partculas feita em pontosde amostragem nas chamins das caldeiras decombustveis lquidos.

Os detetores de fumaa, chamados de opacmetros soinstalados nos dutos das sadas de gases e detectam acombusto incompleta comparando a opacidade dafumaa gerada com um padro ideal de combusto, emfuno do combustvel que estiver sendo utilizado.

Existem, tambm, disponveis em alguns tipos decaldeiras, analisadores contnuos de gases decombusto, que fornecem ao operador os parmetrosnecessrios para avaliao e controle da combusto.


- PR-PARTIDA,- PARTIDA

- PARADA DE CALDEIRA


9/37


- FIAGRIL-

A pr-partida das caldeiras de combustveis slidos prev asseguintes etapas:

Verificao do nvel de gua no tanque de abastecimento;

Verificao e realizao do alinhamento da alimentao degua;

Verificao geral das vlvulas e instrumentos da caldeira;

Verificao das condies operacionais da bomba de guade alimentao;

Pr-partida das caldeiras de combustveis slidos

Drenagem dos indicadores e controladores de nvel(garrafa e visor) e teste do sistema de segurana (alarme etrip);

Abertura dos drenos e dampers (ou persianas) dosuperaquecedor, onde for aplicvel;

Ajuste do nvel de gua da caldeira na posiooperacional;

Verificao das condies operacionais dos ventiladores esistema de tiragem da caldeira;


Verificao das condies de alimentao eltrica dospainis de comando e sinalizao;

Verificao da quantidade disponvel de combustvel emanuteno desse material prximo caldeira;

Verificao do funcionamento do mecanismo dealimentao de combustvel;

Verificao do funcionamento do mecanismo deacionamento das grelhas (rotativas ou basculantes);


A partida prev as seguintes etapas:

Colocao de combustvel seco, fino e um pouco decombustvel lquido para facilitar a combusto inicial;

Acendimento do fogo com tocha ou outro sistemadisponvel;

Alimentao da fornalha de maneira a garantiraquecimento gradual dos refratrios e grelhas dacaldeira;

Partida das caldeiras de combustveis slidos


10/37


- FIAGRIL-

Fechamento do respiro do tubulo superior apsgarantir eliminao total do ar, nas caldeiras que nopossuem superaquecedor;

Abertura lenta da vlvula de sada de vapor para evitargolpe de arete, quando a presso de trabalho da caldeira atingida e h liberao do vapor para consumo;

Fechamento do respiro (damper) do superaquecedor

nas caldeiras que possuem superaquecedor.

Partida das caldeiras de combustveis slidosA operao normal de uma caldeira para combustveis slidosmantm a seguinte rotina:

Observao atenta do nvel de gua da caldeira, fazendo osajustes necessrios;

Observao das temperaturas do economizador e pr-aquecedor de ar, quando aplicvel;

Observao das indicaes dos dispositivos de controle detemperatura e presso, fazendo os ajustes necessrios;

Operao normal das caldeiras de combustveis slidos


Realizao de todos os testes de rotina da caldeira;

Verificao dos tanques de suprimento de gua a fimde confirmar se esto sendo suficientementeabastecidos;

Verificao da reposio de combustvel;

Vistoria nos equipamentos a fim de detectar qualqueranormalidade (rudo, vibraes, superaquecimento);

Verificao da temperatura dos gases da chamin a fimde detectar se est dentro dos parmetros normais;

Observao da combusto atravs dos visores e dachamin fazendo os ajustes necessrios;



11/37


- FIAGRIL-

Regulagem nos dampers quando necessrio;

Sopragem peridica de fuligem conforme rotina de cadaequipamento, onde seja aplicvel;

Realizao de descargas de fundo conformerecomendaes do laboratrio de anlise de gua;

Fazer as anotaes exigidas pelos superiores;


Manuteno da ordem e da limpeza da casa decaldeiras;

Notificao a outro operador habilitado ou a umsuperior para que se efetue sua substituio emcaso de necessidade de se afastar da casa decaldeiras;

Se a caldeira apagar subitamente durante aoperao normal, a retomada doprocesso deacendimento somente dever ocorrer aps garantia

de completa purga e exausto dos gasesremanescentes.


Parada das caldeiras de combustveis slidos

Para fazer a parada das caldeiras, procede-se da seguinteforma:

Sopragem de fuligem (ramonagem) em caldeirasaquatubulares dotadas destes dispositivos;

Interrupo da alimentao de combustvel e execuodos cuidados necessrios com relao aos alimentadores(pneumticos, rotativos, etc.);

Manuteno do nvel de gua ajustando-o, conforme avaporizao que ir ocorrer e a quantidade de combustveldisponvel na fornalha;

Desligamento dos ventiladores e exaustores se ocombustvel remanescente na fornalha no suficientepara gerao de vapor;

Abafamento da caldeira por meio do fechamento dos

dampers e portas de alimentao da fornalha,garantindo vedao contra entradas de ar frio;

Fechamento da vlvula de sada de vapor;



12/37


- FIAGRIL-

Abertura do respiro da caldeira, ou dosuperaquecedor, onde existir um;

Basculamento das grelhas para possibilitar limpezada fornalha.

Aps a parada, devem ser tomadas asprovidncias necessrias quanto ao registro dosmotivos da parada no livro da caldeira e asprximas aes a serem providenciadas.


Para as caldeiras de combustvel lquido ou gasoso, apr-partida acontece na seguinte seqncia de etapas:

Verificao do nvel dos tanques de gua e decombustvel;

Verificao e execuo do alinhamento da alimentaode gua;

Verificao e execuo do alinhamento da alimentaode combustvel e limpeza dos sistemas de filtros, senecessrio;

Pr-partida das caldeiras de combustvel lquido ou gasoso

Para caldeiras a leo combustvel, incio do processo deaquecimento e controle de temperatura at atingirtemperatura suficiente para circulao do leo;

Acionamento da bomba e inicio da circulao de leo at

que a temperatura ideal do combustvel para a partida dacaldeira seja atingida;

Verificao geral das vlvulas e instrumentos da caldeira;

Verificao das condies operacionais das bombas dealimentao de gua e de combustvel;


Drenagem dos indicadores e controladores de nvel(garrafa e visor) e teste do sistema de segurana(alarme e trip);

Ajuste do nvel de gua da caldeira na posiooperacional;

Abertura de drenos e respiros da caldeira;

Abertura de drenos e respiros do superaquecedor, nascaldeiras que os possuem.



13/37


- FIAGRIL-

Verificao das condies de alimentao eltrica dospainis de comando e sinalizao;

Verificao das condies operacionais dosventiladores e do sistema de tiragem da caldeira;

Verificao, onde houver, das condies operacionaisdo compressor de ar utilizado na atomizao docombustvel;

Verificao do posicionamento e condies dos

eletrodos de ignio;

Limpeza da fotoclula.


Para dar a partida na caldeira, a sequncia a seguinte:

Ventilao ou purga da fornalha por um perodosuficiente para garantir a eliminao total de gases;

Partida do compressor de ar para atomizao, onde foraplicvel;

Verificao se os valores de temperatura e presso docombustvel so ideais para acendimento;

Partida das caldeiras de combustvel lquido ou gasoso

Acendimento do queimador piloto;

Alinhamento lento da vlvula manual de combustvel,certificando-se de que a caldeira est acesa;

Para caldeiras com mais de um queimador, a sequncia

de acendimento recomendada pelo fabricante deve serobedecida;

Ajuste das condies de queima, garantindo estabilidadede chama;


Desligamento do queimador piloto e verificao daestabilidade da chama;

Aquecimento gradual com acompanhamento para nodanificar o refratrio e tubos respeitando-se a curva deaquecimento recomendada para cada tipo de caldeira;

Verificao, durante a fase de aquecimento, dequaisquer anormalidades nos equipamentos e nosinstrumentos indicadores de controle, tomando asprovidncias para os ajustes necessrios;



14/37


- FIAGRIL-

Fechamento do respiro do tubulo superior, aps garantireliminao total do ar em caldeiras que no possuemsuperaquecedor;

Passagem do controle da caldeira para o automticoquando as condies de presso atingirem valorespreestabelecidos para tal, conforme procedimentooperacional;

Atingida a presso de operao, abertura lenta da vlvulade sada de vapor para evitar o golpe de arete e para

liberar o vapor para consumo;

Fechamento do respiro do superaquecedor, se houver.


Para a operao normal de caldeiras de combustvel lquidoe/ou gasoso, o operador deve seguir as seguintesrecomendaes:

Observao atenta do nvel de gua da caldeira, fazendo osajustes necessrios;

Observao das temperaturas do economizador epraquecedor de ar, onde existirem;

Observao das indicaes dos dispositivos de controle detemperatura e presso, fazendo os ajustes necessrios;

Operao normal das caldeiras de combustvel lquido ougasoso

Realizao de todos os testes de rotina da caldeira;

Verificao do abastecimento dos tanques de suprimento degua;

Verificao da reposio de combustvel;

Vistoria nos equipamentos, observando qualqueranormalidade (rudo, vibraes, superaquecimento).


Verificao dos parmetros de temperatura dos gases dachamin;

Observao da combusto atravs dos visores e da chaminfazendo os ajustes necessrios;

Regulagem nos dampers quando necessrio;

Sopragem peridica de fuligem conforme rotina de cadaequipamento;

Realizao de descargas de fundo conforme recomendaesdo laboratrio de anlise de gua;



15/37


- FIAGRIL-

Execuo das anotaes exigidas pelos superiores e dosregistros necessrios no livro da caldeira;

Manuteno da ordem e da limpeza da casa de caldeiras;

Nunca se ausentar da casa de caldeira sem notificaralgum colega ou superior para que se efetue a substituio;

Se a caldeira apagar subitamente durante sua operaonormal, retomar o processo de acendimento somente apsgarantia de completa purga e exausto dos gasesremanescentes.


A parada feita atravs das seguintes etapas:

Sopragem de fuligem (ramonagem) em caldeiras dotadasdestes dispositivos;

Interrupo da alimentao de combustvel, fazendo apurga da linha, uma parte para queima e o restante parauma linha de retorno. No caso de queima de leocombustvel, a purga da linha pode ser feita com leomenos viscoso o qual no poder passar pelo aquecedorde leo que dever ser desligado. Para linha de gs, estapurga poder ser feita com injeo de vapor;

Parada das caldeiras de combustvel lquido ou gasoso

Apagamento dos queimadores obedecendo sequnciarecomendada pelo fabricante da caldeira;

Para caldeiras de leo combustvel, deve-se desligar abomba de alimentao de leo;

Ventilao da fornalha para exausto completa de gasesremanescentes;

Drenagem dos visores de nvel, fazendo os ajustesnecessrios para manter a caldeira com nvel operacional;


Aps a exausto da fornalha, desativao do ventilador eabafamento da caldeira fechando todos os dampers eregistros de ar;

Fechamento da vlvula de sada de vapor ebloqueamento de todos os pontos de drenagem da

caldeira;

Interrupo da alimentao de gua;

Abertura do respiro da caldeira ou do superaquecedor.



16/37


- FIAGRIL-

Aps a parada, devem ser tomadas as providnciasquanto ao registro dos motivos da parada no livro dacaldeira e as prximas aes a serem implementadas


REGULAGEM E CONTROLE

Alm das rotinas de pr-partida, partida, operao eparada, devem ser realizados os controles detemperatura e de presso.

Os controles de temperatura mais importantes em umacaldeira so:

Controle de temperatura do ar; Controle de temperatura dos gases de combusto; Controle de temperatura do leo combustvel; Controle de temperatura do vapor em caldeiras comsuperaquecedor; Controle de temperatura de gua de alimentao.

PRESSO E TEMPERATURA

Em uma caldeira, a temperatura do vapor gerado estdiretamente ligada sua presso. Por isso, no possvelrealizar o controle somente da temperatura.

Para o vapor superaquecido, o controle e ajuste detemperatura pode ser feito atravs de

dessuperaquecimento, que consiste em diminuir atemperatura do vapor pela injeo de gua.

Assim, o controle da temperatura do vapor realizado pormeio do controle das condies de regulagem da relaocombustvel x ar, que afetam diretamente a presso dovapor gerado.



17/37


- FIAGRIL-

O controle de temperatura do ar realizado nopreaquecedor de ar e no economizador e deve serfeito a fim de aumentar o rendimento em termos decombusto.

O controle de temperatura dos gases de combusto feito para detectar o aparecimento de temperaturasaltas na sada dos gases de combusto.


Quando essa temperatura se eleva, isso pode ser sintomade alguma anormalidade operacional, dentre as quais:

Caldeira suja, com deficincia de troca trmica;

Queda de material refratrio, mudando o caminhopreferencial dos gases;

Juntas no do perfeita vedao;

Tamanho de chama maior que o aceitvel;

Excesso de ar na fornalha, causando aumento develocidade dos gases.


Os controles de temperatura do leo devem serdimensionados e ajustados para garantir a circulao e aviscosidade ideal de pulverizao para queima noqueimador.

O controle de temperatura pode ser feito na regulagem dotermostato ou do Set Point dos controladores.

O controle de temperatura da gua de alimentao tem oobjetivo principal de garantir uma faixa de temperatura idealpara favorecer a degaseificao da gua.

Normalmente este controle feito por uma controladoraque est ligada malha do sistema de alimentao.


Os controles de presso mais importantes de umacaldeira so:

Controle da presso da gua de alimentao;

Controle da presso do ar; Controle da presso da fornalha; Controle da presso do combustvel; Controle da presso do vapor.



18/37


- FIAGRIL-

O controle da presso da guafaz parte da malha decontrole. Em caso de baixa presso de gua dealimentao, que pode ser causado por uma parada dabomba ou problemas mecnicos com a bomba, ocorre odesarme da caldeira.

A atuao para sanar o problema pode ser feita manualou automaticamente, ligando-se uma bomba reserva, porexemplo.


O controle de presso de ar executado regulando-sea ventilao/exausto de modo a evitar-se presso muitoacima ou muito abaixo das recomendadas no interior dafornalha.


O controle de presso da fornalha muitoimportante para evitar vazamentos de gases para oambiente de trabalho, ou ocorrncia de infiltraes dear falso e frio que altera o rendimento da caldeira.

A regulagem e o controle da presso do combustvelso muito importantes para a eficincia da combusto,afetando a atomizao e a disperso do combustvel.As variaes de presso podem causar problemasinclusive de desarme da caldeira.


A regulagem de controle de presso de vapor deve serexecutada diretamente no vapor, de modo que sejaalcanada a presso requerida pelos consumidores.

Deve-se tomar especial ateno para que a presso de

vapor no suba a nveis acima da presso de trabalho,pois ir gerar perdas de insumos (gua, produtosqumicos, combustvel etc.) atravs da abertura dasvlvulas de alvio e segurana do sistema.



19/37


- FIAGRIL-

Nas caldeiras de combustvel slido, a regulagem daenergia para gerao de vapor feita mediante atuaona dosagem de combustvel (manual ouautomaticamente), em sintonia com a injeo de ar paramelhoria da combusto.

Nas caldeiras de combustvel lquido ou gasoso,mediante sinal recebido do controle de presso do vapor,haver atuao na abertura da vlvula de admisso de

combustvel, tambm em sintonia com a vazo de ar paraajuste e melhoria da combusto.

Controle do fornecimento de energia

Basicamente, a regulagem e o controle de nvel paracontroladores tipo bia, necessitam de intervenomecnica, alterando-se as dimenses da haste entreas chaves liga/desliga.

Para controladores com eletrodos, esta regulagemexige alterao nas dimenses dos eletrodos, emfuno da deposio/corroso dos mesmos.

Nvel de gua

Para os controladores termosttico e hidrulico, estaregulagem necessita de ajustes na vlvula automticade admisso de gua. Este ajuste deve ser realizadosempre que o nvel real estiver fora da posio ideal deoperao.

Para os controladores do tipo de transmisso porpresso diferencial, a regulagem feita medianteajuste do set point no prprio controlador.

Nvel de gua

O controle e a otimizao da combusto so fatoresimportantes na economia de combustveis e preservaodo meio ambiente.

A melhor eficincia da combusto obtida observando-sefatores como: uso do queimador adequado, nebulizaoperfeita, porcentagem correta de ar, manuteno peridicano equipamento, anlise contnua dos gases, etc..

Otimizao da combusto


20/37


- FIAGRIL-

Para otimizar o processo de combusto, podem-seutilizar os seguintes meios:

Pr-aquecimento do ar de combusto, Pr-aquecimento do combustvel; Controle de tiragem; Anlise e controle da combusto por instrumentos.

Otimizao da combusto

Para que a combusto ocorra, necessrio que existao maior contato possvel do combustvel com ooxignio do ar de combusto. Para isso acontecerquando se usa um combustvel lquido, precisoaumentar sua superfcie especfica. Isso feito na fasede atomizao, ou seja, quando o combustvel transformado em gotculas.

Atomizao e queimadores


Conforme o tipo de combustvel empregado, asconfiguraes dos queimadores podem variar bastante,como se apresenta a seguir:

- Queimadores para combustveis lquidosOs combustveis lquidos so queimados nas cmaras de

combusto, sempre em suspenso, pulverizados por meiode vrios processos, que devem ser capazes de atomizarbem o combustvel, mesmo sob cargas parciais.

- Pulverizao a ar

O leo escoa por gravidade ou por impulso de umabomba de baixa presso. O ar insuflado por ventilador,sendo o veculo responsvel pela pulverizao do leo emgotculas.



21/37


- FIAGRIL-

Uma concepo mais moderna deste tipo de queimadorprocura dar uma rotao aos dois fluxos, o que tempermitido uma melhora na sua performance.


- Pulverizao a vapor

Substitui o ar pelo vapor produzido na prpria caldeira,promovendo uma pulverizao mais fina e fortementeacentuada pelo aquecimento. Tem o inconveniente departe do calor produzido na combusto ser consumidopelo vapor, quando este for saturado.


- Queimador de copo rotativo

Uma concepo mais complexa e de bomdesempenho o queimador de copo rotativo,largamente aplicado nos geradores de vapor limitados

capacidade de queima de 500 kg leo/h, emboraalguns tipos especiais com alta rotao (10000rpm)possam chegar capacidade de 3000 kg leo/h.


O funcionamento baseia-se na formao de um filme deleo no interior de um copo tronco cnico girando a altarotao (3600 rpm), que projeta o combustvel na formade um anel cnico de encontro a um fluxo de ar rotativo dealta presso. Uma das vantagens deste tipo de queimador sua razovel capacidade de modulao de carga.



22/37


- FIAGRIL-

- Pulverizao mecnica

Caracteriza-se pela ausncia completa de peas rotativasno queimador, garantindo a pulverizao do leo porescoamento estrangulado em alta velocidade atravs deorifcios de pequenas dimenses. A energia necessriapara o lquido atravessar o orifcio em alta velocidade mantida por uma bomba de engrenagens.


- Queimadores de combustveis gasosos

Os combustveis gasosos so os mais simples deserem queimados, pois a mistura com o comburentese processa de forma muito mais fcil do que comqualquer outro combustvel, podendo ainda ter suavelocidade de ignio aumentada mediante pr-aquecimento do suprimento do comburente.Basicamente, distinguem-se dois tipos: queimadores

de mistura; e queimadores de difuso.


Os queimadores de mistura promovem a mistura do arcom o gs antes de injet-los na cmara decombusto, como apresentado. J os queimadores dedifuso tm por princpio injetar ambos os fluidosseparadamente, proporcionando a mistura de ambosno interior da cmara de combusto, sendo menosempregados.


- Queimadores de combustveis slidos pulverizados

A utilizao dos combustveis slidos tem como exemplomais importante o carvo mineral utilizado nas grandesunidades geradoras de vapor das centrais termoeltricas,sendo que existem outros materiais pulverizados eresduos de processos industriais, como o caso dobagao de cana, da borra de caf, da serragem e deresduos florestais macerados, que so particulados equeimados em suspenso, quando insuflados na cmarade combusto.



23/37


- FIAGRIL-


- Queimadores de combustveis slidos.

Nas pequenas caldeiras, o combustvel, lenha em toras, colocado manualmente sobre um conjunto de grelhas fixas.Para as caldeiras de maior capacidade, utilizam-se sistemascom grelhas mveis ou deslizantes. A lenha, normalmentepicada, transportada por meio de correias transportadoras,dos silos at aos dosadores e alimentadores.



A chamin uma parte importante na caldeira. Ela ajudana tiragem (sada dos gases da combusto) devido diferena de presso atmosfrica que existe entre a suabase e o seu topo, provocada pela diferena detemperatura dos gases de combusto.

Chamin


24/37


- FIAGRIL-

Pode ser constituda de chapas de ao ou alvenariade tijolo comum, porm em qualquer um dos casossua construo deve ser rigorosamente projetada eexecutada, levando-se em conta a quantidade degases que dever passar pela chamin, a velocidadedestes gases, a temperatura (tanto na base como notopo) e a presso atmosfrica local.

Tambm deve ser observado que no haja qualquer

fenda que possibilite uma entrada falsa de ar.

Chamin Chamin

Tiragem

o processo de retirada dos gases provenientes dacombusto, da caldeira para a atmosfera. Dependendo douso de energia externa, sua tiragem pode ser efetuada devrias maneiras: natural, forada ou mista.

- Natural: Quando, normalmente, sem a ajuda deequipamentos especiais, o ar entra na fornalha, alimentaa chama e sai pela chamin, graas diferena detemperaturas na sua base e no seu topo.

- Forada ou induzida: Os gases so eliminadoscom a ajuda de ventiladores sopradores.Pode apresentar vrias disposies construtivas.Suas dimenses, porm, dependem da capacidadeda caldeira para um suficiente suprimento de ar decombusto e para que os gases sejam totalmente

eliminados. Nas caldeiras em que os gases soeliminados atravs de exaustores, aspirando os gasese projetando-os para a atmosfera, a tiragem chamada induzida.

Tiragem


25/37


- FIAGRIL-

As caldeiras que possuem este tipo de tiragem sochamadas de caldeiras despressurizadas.

Elas precisam ter muito boa vedao, para evitar aentrada de ar falso, atravs de suas paredes ou duplosinvlucros.

Tiragem

- Mista ou balanceada: Neste sistema soempregados dois ventiladores, sendo que um delestem a finalidade de introduzir o ar na caldeira(ventilador soprador) e o outro tem a finalidade deretirar o ar da caldeira (ventilador exaustor).

Tiragem

T IRAG EM F ORADA ( VE NT IL ADOR) T IRAG EM F ORADA ( EX AUS TOR)

TIRAGEM MISTA OU BALANCEADA

OPERAO DE UM SISTEMA DEVRIAS CALDEIRAS


26/37


- FIAGRIL-

Um sistema operacional onde existem vrias caldeirasem operao paralela, possui algumas particularidadesde segurana que devem ser atendidas. Por isso, ooperador dever conhecer:

A rede de distribuio de vapor e seus consumidores; Os pontos mais crticos de bloqueio e interligao dossistemas; A flexibilidade operacional em funo dadisponibilidade de vapor.

SISTEMA DE VRIAS CALDEIRASEm um sistema com varias caldeiras necessrio quecada uma delas possa ser isolada das demais. Para isso, necessria a instalao de uma vlvula de retenoaps a vlvula principal de sada de vapor. Alm disso, acarga das caldeiras operando em paralelo reguladanormalmente pela controladora de presso do coletor.

SISTEMA DE VRIAS CALDEIRAS

ROTEIRO DE VISTORIA DIRIA

Durante o funcionamento normal da caldeira, ooperador deve seguir um roteiro de vistoria, com oobjetivo de garantir um perfeito funcionamento dogerador de vapor.

Um roteiro de vistoriapode incluir:

Verificao do abastecimento correto do tanque degua de alimentao da caldeira;

Verificao, no caso de caldeira a leo, do nvel e datemperatura do leo nos seus depsitos, e dotermmetro e manmetro da linha de leo prximo aoqueimador;



27/37


- FIAGRIL-

Exame dos manmetros e termmetros de ar, gua egases de combusto;

Controle do nvel de gua atravs dos indicadoresexistentes na caldeira;

Verificao da lubrificao dos equipamentos;

Execuo das descargas de fundo conforme exigidopelo laboratrio de qualidade da gua;

Verificao do funcionamento das diversas bombasexistentes;


Verificao do funcionamento dos ventiladores;

Observao da combusto da fornalha, atravs dosvisores e da cor da fumaa na chamin;

Movimentao peridica de todas as vlvulas, paraevitar que estas fiquem presas;

Teste do regulador e do visor de nvel, vrias vezes aodia, verificando se os dispositivos de operao esegurana esto atuando normalmente;


Verificao do funcionamento dos pressostatos e dosistema de acendimento;

Teste da fotoclula, para verificar se h corte dechama quando ela escurecida com um tampo;

Teste das vlvulas de segurana, conformerecomendao do fabricante ou conforme recomendadopela NR-13;

Preenchimento do relatrio de vistoria diria fornecidapelos supervisores.


EXERCCIO- MONTAR ROTEIRO DE VISTORIA -


28/37


- FIAGRIL-

Falhas de Operao:Causas e Providncias

As caldeiras, em geral, possuem grande quantidadede equipamentos e instrumentos, e quando estesapresentam algum tipo de defeito, nem sempre suacorreo fcil.

Em qualquer situao, no entanto, o operador deveraplicar rigorosamente as normas de segurana e osprocedimentos indicados no manual de operao doequipamento fornecido pelo fabricante.

Falhas de Operao Causas e Providncias

Os principais itens que podem apresentar defeitos emoperao so:

Sistema de alimentao de combustvel Sistema de alimentao de gua; Controle de nvel; Controle de combusto; Controle de presso.

Para melhor entendimento, as tabelas apresentadas aseguir mostram alguns tipos de defeitos, causas eprovidncias a serem tomadas pelo operador ou pelosresponsveis pela manuteno da caldeira.

Falhas de Operao C ausas e Providncias Falhas de Operao Causas e Providncias


29/37


- FIAGRIL-




30/37


- FIAGRIL-




31/37


- FIAGRIL-




32/37


- FIAGRIL-


PROCEDIMENTO EM

SITUAES DE EMERGNCIA

Procedimento em Situaes de Emergncia

Todas as ocorrncias de emergncia devero seratendidas de acordo com o indicado no manual deoperao da caldeira. Dentre essas emergncias, possvel citar:

Retrocesso;

Nvel de gua baixo;

Nvel de gua alto;

Presso do vapor acima do normal;

Falhas em partes sob presso.


33/37


- FIAGRIL-

Retrocessos

Este fenmeno ocorre quando a presso interna dacaldeira aumenta bruscamente, podendo afetar oambiente na sala e rea das caldeiras, com risco degraves acidentes.

Os retrocessos podem ser causados por:

Vazamento do sistema de alimentao de leo, comacmulo de resduos de combustvel no interior dafornalha;

Falhas no sistema de ignio;

Defeito ou falha no sistema de tiragem da caldeira;

Tentativas de acender o queimador a partir de umaparede incandescente;

Retrocessos

Procedimento incorreto no acendimento da caldeira;

Abertura da boca de visita da fornalha de formaindevida;

Alimentao de combustvel slido pulverizado de

maneira incorreta.

Retrocessos

Para evitar esses problemas, deve-se:

Evitar o acmulo de leo ou gs no interior da fornalha.Todo leo que eventualmente se acumulou no piso dafornalha deve ser retirado e a fornalha deve ser

completamente ventilada antes de ser acesa; Manter as vlvulas dos queimadores sempre em boascondies de vedao;

Retrocessos


34/37


- FIAGRIL-

Nunca tentar reacender um queimador atravs do calordas paredes incandescentes;

No fazer mais que duas tentativas de acendimentoaps concluda a purga;

Nunca abrir a boca da fornalha de forma brusca.

Os procedimentos posteriores devero incluir ainterrupo do suprimento de combustvel e o

desligamento do queimador, para eliminar a causadesta ocorrncia.

Retrocessos Nvel de gua baixo

O nvel de gua baixo pode ter as seguintes causas:

Falha no sistema de controle automtico de nvel; Vlvula de reteno da linha de gua dando passagem; Falta de gua de alimentao; Falta de ateno do operador; Defeito no sistema de alimentao de gua (bombas,turbinas, motor eltrico,filtros, etc.); Cavitao na bomba.

Para evitar esses problemas deve-se:

Efetuar revises de rotina nos sistemas de controle denvel; Manter ateno constante ao sistema de alimentao degua (tanques, bombas, vlvulas, etc.); Fazer manuteno preventiva do sistema de

alimentao de gua; Manter ateno ao nvel de gua quando se fizer asdescargas de fundo.

O nvel de gua baixo com o calor da fornalha agindosobre os tubos secos provocar deformaes noinvlucro, danos ao refratrio, vazamento dgua edanos aos tubos.

Nvel de gua baixo

Neste caso, deveremos proceder da seguinte forma:

Cortar alimentao de ar e combustvel; Fechar vlvula de sada de vapor, e respiro dosuperaquecedor; Testar visores de nvel confirmando nvel real dacaldeira; Alimentar a caldeira e retomar processo deacendimento supondo que o nvel esteja visvel; No repor gua para evitar choque trmico na caldeiracaso o nvel no visor no seja visvel; Proceder resfriamento lento na caldeira, para posteriorinspeo e identificao do motivo da queda de nvel.

Nvel de gua baixo


35/37


- FIAGRIL-

Nvel de gua alto

O nvel de gua alto pode ter como causas provveis:

Falha no sistema automtico de controle de nvel; Falta de ateno do operador; Falha no sistema de alimentao de gua Controle de alimentao de gua no modo manual.

Para evitar esses problemas deve-se:

Efetuar revises de rotina nos sistemas de controle denvel; Manter ateno constante ao sistema de alimentaode gua; Manuteno preventiva do sistema de alimentao degua.

Nvel de gua alto

Como formas de atuao neste tipo de ocorrncia,deve-se:

Cortar alimentao de gua (desligando a bomba,fechando a vlvula, etc.); Testar visores de nvel , certificando-se se o nvel real;

Atuar na descarga contnua aps confirmao do valorreal do nvel alto, Atuar na descarga de fundo tomando todos oscuidados necessrios aps terem sido esgotados todosos recursos; Informar o ocorrido manuteno.

Nvel de gua altoPresso do vapor acima do limite normal

Quando a presso do vapor est acima do limite normal,podem existir duas situaes: a vlvula de segurana noabre ou a vlvula de segurana abre, mas a pressocontinua a subir. Isso pode ter a seguintes causas:

Sede da vlvula de segurana est emperrada; Vlvula de segurana desregulada; Vlvula de segurana subdimensionada; Caldeira com controle no modo manual.


36/37


- FIAGRIL-

Os problemas podem ser evitados da seguinte forma:

Nunca alterar a regulagem da vlvula de segurana,caso seja necessria esta alterao registrar o novo valorno registro de segurana da caldeira;

Testar regularmente a vlvula de segurana de acordocom procedimentos do fabricante;

No caso da vlvula estar subdimensionada, providenciarsua substituio, atualizando a respectiva documentao

da vlvula e da caldeira.

Presso do vapor acima do limite normal

Como providncias, a alimentao de combustvel deve sercompletamente cortada e a evoluo da presso deve seracompanhada.

Conforme a tendncia de subida de presso, deve-seprovidenciar abertura da vlvula de alvio de presso ondehouver.

Para caldeiras de combustvel slido, alm da providnciaacima, deve-se parar ventiladores e fechar todas as

entradas e sadas de ar da caldeira.

Presso do vapor acima do limite normal

Falhas em partes sob presso

Sempre que ocorre uma ruptura de tubos ou que h umgrande vazamento de vapor, necessria uma aoimediata para evitar danos pessoais, a fim de sereduzirem os efeitos da avaria, de modo que o restante da

instalao sofra o menos possvel.

Para isso, procede-se da seguinte maneira:

Cortar alimentao de combustvel;

Se houver mais de uma caldeira operando em paralelo,fechar a vlvula de vapor da caldeira avariada;

Manter o nvel de gua pelo tempo que for possvelevitando choque trmico, protegendo os tubos erefratrios, favorecendo o resfriamento lento da caldeira;

Manter os ventiladores ligados pelo tempo que forpossvel de modo a expulsar o vapor pela chamin;



37/37


- FIAGRIL-

Abrir as vlvulas de segurana, a menos que apresso apresente tendncia de queda;

Se no for possvel manter o nvel de gua, cortar aalimentao imediatamente, fechar as vlvulas dealimentao e parar a bomba;

Depois de ocorrer a despressurizao da caldeira,parar ventiladores e efetuar processo de resfriamentonatural.


Podem ser considerados ainda como emergncia outrostipos de ocorrncia, tais como:

Queda de uma parede refratria causandosuperaquecimento da chaparia;

Paradas de ventiladores;

Parada de energia eltrica dos painis de comando;

Pane no sistema de instrumentao.

Nesses casos, deve-se:

Fechar a vlvula principal da sada de vapor e cortar ocombustvel;

Manter nvel de gua dentro da faixa operacional; Fazer avaliao da situao, e caso haja previso denormalizao, manter a caldeira pressurizada, sepossvel;

Caso a situao custe a se normalizar, entrar emprocedimento de parada da caldeira.

modulo 3_nr-13_ seg op caldeiras

Documents