OPERAÇÃO DE CALDEIRAS

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<ul><li><p>1Apresentao</p><p>operao de caldeirasGERENCIAMENTO, CONTROLE E MANUTENO</p><p>operador de caldeira 00.indd 1 01/04/11 18:53</p></li><li><p>2 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>operador de caldeira 00.indd 2 01/04/11 18:53</p></li><li><p>3Apresentao</p><p>Manoel Henrique Campos Botelho</p><p>Hercules Marcello Bifano</p><p>operao de caldeirasGERENCIAMENTO, CONTROLE E MANUTENO</p><p>operador de caldeira 00.indd 3 30/04/11 09:07</p></li><li><p>4 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>Todos os direitos reservados a Editora Edgard Blcher Ltda. ndice para catlogo sistemtico:1. Caldeiras a vapor: Operao e manuteno: Manuais 697.507 </p><p> proibida a reproduo total ou parcial por quaisquer meios, sem autorizao escrita da Editora</p><p>Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4 andar04531-012 - So Paulo - SP - BrasilTel 55 11 3078-5366editora@blucher.com.brwww.blucher.com.br</p><p>Segundo Novo Acordo Ortogrfico, conforme 5. ed. do Vocabulrio Ortogrfico da Lngua Portuguesa,Academia Brasileira de Letras, maro de 2009.</p><p>Botelho, Manoel Henrique Campos Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno / Manuel Henrique Campos Botelho, Hercules Marcello Bifano. - - So Paulo: Blucher, 2011.</p><p> ISBN 978-85-212-0588-3</p><p> 1. Caldeiras a vapor 2. Caldeiras a vapor - Manuteno 3. Caldeiras a vapor - Medidas de segurana 4. Norma Regulamentadora NR-13 5. Operao de caldeiras - Manuais I. Bifano, Hercules Marcello. II. Ttulo.</p><p>11-00742 CDD-697.507</p><p>Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p> 2011 Manoel Henrique Campos Botelho</p><p> Hercules Marcello Bifano</p><p>1 edio - 2011</p><p>Editora Edgard Blcher Ltda.</p><p>FICHA CATALOGRFICA</p><p>operador de caldeira 00.indd 4 01/04/11 18:53</p></li><li><p>5Apresentao</p><p>Sobre os autores</p><p>MANOEL HENRIQUE CAMPOS BOTELHO</p><p> autor de vrios livros sobre a construo civil. Tem-se destacado como espe-cialista em comunicao tecnolgica.</p><p>Formou-se em 1965 como engenheiro civil na Escola Politcnica da Universi-dade de So Paulo. autor da coleo Concreto Armado, Eu Te Amo.</p><p>Escreveu este texto a partir de sua ao na gerncia das unidades de dois hos-pitais com um total de quatro caldeiras.</p><p>HERCULES MARCELLO BIFANO</p><p> engenheiro industrial mecnico de produo, formado pela Faculdade de Engenharia Industrial FEI, So Paulo, SP, em 1976. Com especializao em enge-nharia Econmica e Administrao Industrial pela Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ, em 1981. Atuou como engenheiro e consultor na operao e repa-ros de caldeiras martimas principais, caldeiras auxiliares e caldeiras industriais.</p><p>operador de caldeira 00.indd 5 01/04/11 18:53</p></li><li><p>6 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>operador de caldeira 00.indd 6 01/04/11 18:53</p></li><li><p>7Apresentao</p><p>Este livro dirigido principalmente para caldeiras de aquecimento (caldeira de </p><p>vapor saturado) e aquecidas por queima de combustvel.</p><p>operador de caldeira 00.indd 7 01/04/11 18:53</p></li><li><p>8 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>operador de caldeira 00.indd 8 01/04/11 18:53</p></li><li><p>9Apresentao</p><p>Apresentao</p><p>Este um livro ABC para operadores de caldeira, ou seja, um livro simples e de pri-meira leitura, um livro que procura estimular o leitor a estudar e se desenvolver. um livro para operadores de caldeiras de aquecimento e para aqueles que querem entrar no mundo do vapor.</p><p>Para os que querem ser operadores de caldeiras, o caminho fixado na Norma Regulamentadora NR 13, do Ministrio do Trabalho. necessrio fazer um curso sobre o assunto. Este livro tem o objetivo simples de auxiliar esses alunos e os in-teressados pelo mundo do vapor.</p><p>Este livro s existe pelo fato de um dos autores ter feito parte da equipe de operao e manuteno de uma entidade que cuida de dois hospitais estaduais, onde existem, em cada um deles, duas caldeiras fogotubulares alimentadas com GLP.</p><p> Agradeo aos colegas, Sr. Maurivan e aos outros colegas, pelos ensinamentos prticos que recolhi ao acompanhar o trabalho de operao e manuteno dessas caldeiras. </p><p>Foram valiosas as conversas filosficas sobre vapor com o Eng. Srgio dos Santos Braga e com o Eng. Emilio Paulo Siniscalchi. Ambos leram uma minuta do trabalho e fizeram contribuies. O Eng. Hercules Marcello Bifano atuou como orientador e consultor do texto.</p><p>Um dos autores:</p><p>Eng. Manoel Henrique Campos Botelho, fevereiro 2011.Contatos com o autor : manoelbotelho@terra.com.br </p><p>Caixa Postal 12.966 04009-970 So Paulo SP</p><p>Para contato com os autores, ver item 42, p. 205.</p><p>Nota Face a acordo com o Sintesp Sindicato dos Tcnicos de Segurana do Trabalho do Estado de So Pauloeste manual foi analisado pelo corpo tcnico desse sindicato, que recomenda a leitura desse manual por profissionais de segurana do trabalho.</p><p>operador de caldeira 00.indd 9 01/04/11 18:53</p></li><li><p>10 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>Notas</p><p>1. Nunca demais alertar: Sr. operador de caldeira, quando cuidar de sua caldeira, leve sempre em considerao o Manual de Operao e Manuteno do fabricante e a Norma Regulamentadora NR 13, do Ministrio do Trabalho. O manual do fabricante a bblia da caldeira. S o fabricante pode dar aspectos especficos de sua caldeira.</p><p>2. Na preparao deste livro no existiu preocupao estilstica. Ao contrrio, achamos que preocupao com o estilo pode prejudicar o nico objetivo do livro, que de agrupar informaes e formar o profissional iniciante no mundo das caldeiras. Assim, por clareza e nfase, repetem-se informaes. Desde que a didtica seja atendida, nenhuma preocupao de estilo literrio formal interessa aos autores.</p><p>3. Caldeiras de referncia. Para poder dar exemplos prticos e numricos, utilizaremos como caldeiras de referncia o conjunto de caldeiras de um grande hotel de veraneio localizado em uma estncia turstica do sul de Minas Gerais, e que tem como caractersticas: duascaldeirasiguais,fogotubulares(*), horizontais, cada uma com produo de cerca </p><p>de 800 kg/h de vapor; aquecimentoporqueimadegsGLP; sototalmenteautomticas; pressodetrabalhoiguala8kgf/cm2; ooperadorSeuChiquinho,operadorveteranodemuitascaldeiras.</p><p>O esquema funcional o que se segue:</p><p>Nota No se fala de caldeira sem se falar do operador de caldeira, que o Seu Chiquinho, hoje com sessenta anos, profissional veterano de muitas caldeiras.</p><p>_(*) Ao consultar este livro e a literatura tcnica, considerar os termos sinnimos: casa das caldeiras = sala das caldeiras; caldeira aquatubular = caldeira acquatubular = caldeira aguatubular; caldeira fogotubular = caldeira flamotubular = caldeira framatubular.</p><p>Tanque decondensado</p><p>Tanque elevado de gua</p><p>gua emebulio</p><p>guaquente</p><p>Calor</p><p>Queimador</p><p>Vapor Sada do vapor para servio</p><p>Chaminsada dos gases quentes</p><p>Usos do vapor</p><p>Usos do vapor</p><p>Usos do vapor</p><p>Retorno do condensadoRetorno ao tanque elevado de gua</p><p>N.A.</p><p>N.A.</p><p>gua nova(suplemento)</p><p>gua</p><p>gua</p><p>Bomba</p><p>Caldeira</p><p>Esquema bsico de uma instalao a vapor</p><p>operador de caldeira 00.indd 10 01/04/11 18:53</p></li><li><p>11Apresentao</p><p>Contedo</p><p> 1 A importncia do calor e as funes das caldeiras as linhas de vapor normas sobre caldeiras .......................................................... 13</p><p> 2 Sistemas de gerao de vapor .................................................................. 23</p><p> 3 Explicando calor, temperatura e presso ................................................ 29</p><p> 4 Acompanhando a passagem da gua do estado lquido para o estado gasoso (vapor) .......................................................................................... 37</p><p> 5 O misterioso vapor. Vamos entend-lo .................................................... 41</p><p> 6 Entendendo, com mais detalhes, o funcionamento de uma caldeira. Tabela de vapor saturado (FliegerMollier). O mistrio das trs caldeiras ................................................................................................... 45</p><p> 7 Tipos de caldeiras ..................................................................................... 49</p><p> 8 Caldeiras eltricas .................................................................................... 55</p><p> 9 Os queimadores e os combustveis mais comuns .................................... 59</p><p>10 Detalhando as linhas e os sistemas de vapor .......................................... 65</p><p>11 Outros detalhes de linhas de vapor e linhas de condensado de retorno ................................................................................................. 71</p><p>12 Os importantes purgadores ...................................................................... 79</p><p>13 Tanques auxiliares.................................................................................... 83</p><p>14 O vapor reevaporado (flash) ................................................................... 85</p><p>15 Sensores ................................................................................................... 87</p><p>16 Comandos de uma caldeira ...................................................................... 89</p><p>17 Cuidados especiais de um operador de caldeira ..................................... 93</p><p>18 A casa da caldeira ..................................................................................... 95</p><p>19 A gua para a caldeira e seu tratamento ................................................. 99</p><p>20 Ateno: a caldeira vai partir ................................................................... 107</p><p>21 Quando existe um excesso de solicitao de vapor ou baixa demanda de vapor .................................................................................... 111</p><p>operador de caldeira 00.indd 11 01/04/11 18:53</p></li><li><p>12 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>22 Quando a caldeira no parte .................................................................... 115</p><p>23 Tipos e funes das vlvulas e outros materiais e equipamentos ........... 117</p><p>24 Situaes de alarmes e desligamentos .................................................... 125</p><p>25 Rotinas horrias, dirias, mensais, semestrais e anuais da operao de caldeiras .............................................................................................. 127</p><p>26 Tipos de manuteno de uma caldeira .................................................... 131</p><p>27 Materiais de construo das caldeiras e linhas de vapor ........................ 133</p><p>28 Vlvulas de segurana exemplo de clculo simplificado ...................... 137</p><p>29 Formando o futuro operador de caldeira ................................................ 141</p><p>30 Explicando tim-tim por tim-tim o catlogo tcnico comercial de um fabricante de caldeiras .................................................................. 147</p><p>31 Tipos de bombas para vapor .................................................................... 151</p><p>32 Relatrios sobre o estado de caldeiras e os seus sistemas de vapor ...... 153</p><p>33 Caldeira desativada cuidados de manuteno ...................................... 157</p><p>34 Relatrios de operao ............................................................................. 159</p><p>35 Casos de acidentes usando caldeiras Excesso de presso, erro na partida, danos por corroso estrutura de ao da caldeira e outros ..... 161</p><p>36 Notas tcnicas sobre caldeiras e sobre o uso do calor ............................ 165</p><p>37 Teste para a seleo de um operador de caldeira ................................... 171</p><p>38 Leis, normas e a NR 13 na ntegra ........................................................... 173</p><p>39 Onde estudar mais ................................................................................... 199</p><p>40 Converso de unidades trmicas ............................................................. 201</p><p>41 ndice de assuntos .................................................................................... 203</p><p>42 Contato com os autores ........................................................................... 205</p><p>operador de caldeira 00.indd 12 02/05/11 10:22</p></li><li><p>13A importncia do calor e as funes das caldeiras as linhas de vapor</p><p>O uso do calor (no necessariamente o fogo) acompa-nha a histria do homem at hoje.</p><p>Usa-se o calor em muitas funes, tais como:</p><p>item A) em temperaturas de 0 a 200 C:</p><p>Funes:</p><p> aquecer a gua para a higiene pessoal;</p><p> coco (cozimento) de alimentos;</p><p> em regies frias, para calefao domstica (aqueci-mento do ambiente interno da casa);</p><p> em autoclaves, fazendo-se esterilizao de instru-mentos ou produtos em geral;</p><p> em autoclaves, na recauchutagem de pneus apli-cando sob presso e alta temperatura nova banda de borracha carcaa de um pneu velho;</p><p> em processos industriais, os mais variados.</p><p>item B) em mais altas temperaturas maiores que 200 C:</p><p> em mquinas a vapor, quando a funo do vapor movimentar eixos, como, por exemplo, nas velhas locomotivas ou navios a vapor;</p><p> soldas de materiais, fabricando-se, assim, peas;</p><p> fornos especfi cos;</p><p> fundies.</p><p>A importncia do calor e as funes das caldeiras as linhas de vapor normas sobre caldeiras</p><p>111</p><p>operador de caldeira 01.indd 13 01/04/11 16:32</p></li><li><p>14 Operao de caldeiras gerenciamento, controle e manuteno</p><p>O incio do fogo</p><p>Caldeira de vapor saturado</p><p>operador de caldeira 01.indd 14 01/04/11 16:32</p></li><li><p>15A importncia do calor e as funes das caldeiras as linhas de vapor</p><p>Vamos nos limitar ao estudo do uso do calor nos casos do item A (temperaturas de 0 a 200 C), o chamado calor de aquecimento. O estudo do vapor produzido em caldeiras especiais para acionamento de eixos (um dos casos do item B) est fora do nosso escopo, embora aqui e ali faamos citaes.</p><p>Mostram os estudos e a prtica que, quando necessitamos do calor em vrios pon-tos, a melhor soluo econmica e operacional aquecer a gua, transformando-a em vapor e, depois, envi-la para os vrios pontos de consumos. Para essa transformao da gua como lquido para vapor, o equipamento a ser usado chama-se caldeira.</p><p>Reprisemos: chama-se caldeira o equipamento que ferve a gua gerando o vapor num ambiente fechado (com presso, portanto) e envia esse vapor (temperatura por volta de 150 C) por linhas de tubulaes de vapor para os vrios pontos de consumo.</p><p> Todos ns temos um tipo de caldeira em casa: a panela de presso.</p><p>A caldeira compe-se de gua que entra num vaso de presso e o enche at um certo nvel. Utiliza-se um combustvel (gs, lenha e outros) que, com sua queima, libera calor que comea a esquentar a gua, transformando-a em vapor e, dessa forma, este, tendendo a expandir, cria presso dentro do vaso. A partir de linhas de vapor (tubos de ao, na sua maioria), os vrios pontos de uso so alimentados com o calor transportado pelo vapor.</p><p> Nessa situao, nos usos gerais:</p><p> o vapor transporta a energia trmica do combustvel em forma de calor para vrios locais onde o calor desejado;</p><p> o vapor pode at movimentar eixos (velhas locomotivas ou navios a vapor e modernos usos industriais em geral).</p><p>Os combustveis usados nas fornalhas (queimadores) de caldeiras podem ser os mais variados, entre os quais:</p><p> lenha, cavacos de madeira, bagao de cana, casca de coco;</p><p> carvo;</p><p> gs GLP (gs liquefeito de petrleo);</p><p> BPF (leo de Baixo Ponto de Fuso, rico em enxofre, sua queima um verda-deiro problema ambiental, um pobre resduo da indstria petroqumica);</p><p> gs natural; </p><p> leo combustvel e diesel;</p><p> usa-se tambm a eletricidade para aquecimento da gua nas cald...</p></li></ul>