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CAPÍTULO 5
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GENERALIDADES
• Todo o projeto e fabricação de uma caldeira devem obedecer as recomendações das normas técnicas.
Porém com ao longo da vida útil do equipamento...
Teremos alterações na estrutura do material
CORROSÃO E EXPOSIÇÃO AO
SUPERAQUECIMENTO
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• Partindo desta constatação o risco de acidente aumenta na medida em que a tensão admissível do material e a espessura do material diminuem.
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Fatores envolvidos com maior freqüência envolvendo explosões em caldeiras
A elevação da pressão de trabalho acima da pressão máxima de trabalho permitida (PMTP);
Superaquecimento excessivo e/ou modificação da estrutura do material, ocasionado geralmente pela falta de água;
A ocorrência de incrustações; Corrosão do material;
Ignição expontânea, a partir de névoas ou de gases inflamáveis remanescentes no interior da câmara de combustão
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DISPOSITIVOS AUXILIARES DE OPERAÇÃO E DE SEGURANÇA
Controlar a alimentação de água;
Controlar a alimentação de combustível;
Prevenir a ocorrência de incrustações e fuligem;
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CONTROLE DO NÍVEL DE ÁGUA
FALTA DE ÁGUA AUMENTO DA TEMPERATURA DO METAL DIMINUIÇÃO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA EXPLOSÕES
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SISTEMA DE CONTROLE DE ÁGUA
- Sistema mais comum é o controle de nível de água por eletrodos atuando sobre as bombas. Eletrodos Nível de água Saída de Vapor Bomba Entrada de energia Garrafa de Nível Visor de Nível Entrada de Água Fornecimento de energia Comando de Quadro
8 Cuba de Nível (3 eletrodos) -Eletrodo menor desliga a bomba em nível mais alto; -Eletrodo médio liga a bomba em nível mais baixo;
-Eletrodo maior bloqueia o ventilador de ar da fornalha e emite um sinal sonoro.
Visor de nível
-Tubo de vidro;
- Limpeza diária do visor.
Tubos de ligação da cuba e do visor
- Tubo inferior na câmara de água; -Tubo superior na câmara de vapor
9 - Na falta de energia elétrica os INJETORES são utilizados para reposição da água.
10 - Abrir válvula da água fria
- Abrir válvula do vapor
- Abrir a alavanca do injetor ACIONAMENTO DO INJETOR
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CONTROLE DA PRESSÃO DE TRABALHO
- O sistema de alimentação de combustível é controlado por dispositivos associados a leitura de pressão na caldeira.
MANÔMETRO
- Localizado na parte frontal da caldeira; - Diâmetro de 8” (20 cm);
- Escala final do manômetro deve ser 2x
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PRESSOSTATOS
- Atuam em conjunto com os queimadores e ventiladores para manter a pressão nos níveis da PMTP. Escala indicando a pressão do vapor Escala indicando o diferencial de pressão para religamento do sistema
13 - Pressostato de uma caldeira mista. Quando a pressão atinge a PMTP o
14 - Pressostato de uma caldeira flamotubular que queima óleo combustível.
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VÁLVULAS DE SEGURANÇA
São dispositivos auxiliares que atuam quando os pressostatos falham, aliviando a pressão dentro da caldeira.
Força da mola
Força do vapor
Quando a força do vapor for maior que a força da mola a
16 Pressão de abertura 8,3 bar
e Vazão de 2000 kg/h
Pressão de abertura 8,6 bar e Vazão de 2000 kg/h
- Tubos conduzem o vapor para fora da casa da caldeira.
- Devem ser acionadas uma vez ao dia.
18 VÁLVULA DE SEGURANÇA EM
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VISTA GERAL DOS DISPOSITIVOS DE CONTROLE E SEGURANÇA DE UMA CALDEIRA
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- Tem por objetivo remover fuligem ou depósito de cinzas das superfícies de aquecimento.
SOPRADORES DE FULIGEM
- Operam com vapor e podem ser fixos ou retráteis.
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23 Edifício com 16 andares implodido com o uso de 130 kg de explosivos
-24 - A qualidade da água para uso industrial depende da finalidade a que se destina.
ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO DA CALDEIRA
Para CALDEIRAS
Quanto maior a pressão do vapor
Maior deve ser a pureza da água
AS FONTES DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA:
• águas superficiais de rios; • lagos e represas;
• águas de poços artesianos; • águas da rede pública, etc
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PRINCIPAIS CONTAMINANTES DA ÁGUA
• sólidos dissolvidos, dos quais destacamos os sais de CÁLCIO, MAGNÉSIO, FERRO, bicarbonatos, carbonatos, cloretos e sulfatos.
• sólidos em suspensão: geralmente constituídos de materiais particulados, responsáveis pela turbidêz da água.
• gases dissolvidos, entre os principais gases encontrados têm-se o oxigênio e o gás carbônico e menos freqüentemente a presença de amônia, gás sulfídrico e cloro.
Constituintes da água para diversas fontes
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
DUREZA Varia de acordo com o número de átomos de Cálcio e Magnésio que a água possui.
ALCALINIDADE Se deve a presença de compostos alcalinos.
É medida pelo PH. O seu controle evita as incrustações e a formação de lama. O alto PH favorece a formação de espuma e a corrosão.
SALINIDADE Indica a concentração de sais solúveis na água (mg)
SÍLICA Indica teor de sílica na água. (mg de SiO2/litro de água).
TURBIDEZ É o inverso da transparência da água.
GASES
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TRATAMENTO DA ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO DA CALDEIRA
Água considerada ideal para a caldeira é:
- aquela que não deposita incrustantes;
- aquela que não corrói os metais da caldeira e seus acessórios; - aquela que ocasiona o arraste de espuma.
Para isto precisamos de
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Esquema típico de um sistema de tratamento de água
Retirada de matéria em suspensão
Remoção da
dureza devido aos sais de Cálcio e Magnésio
Remoção de gases dissolvidos (O2, CO2)
29 Abrandador Produtos químicos Bomba dosadora dos produtos químicos
Tubos de diametro pequeno que conduzem os produtos químicos até o abrandador
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CONSEQUÊNCIAS DO NÃO TRATAMENTO DA ÁGUA
INCRUSTAÇÃO
Água vaporiza e os sais em suspensão como o Cálcio e o Magnésio se depositam nas paredes dos
tubos
A incrustação é um isolante térmico
(aumenta a resistência a transferência de calor);
Consequencia
Aumento localizado da temperatura do metal
O que conduz ao ....
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ELEVAÇÃO DA TEMPERATURA MÉDIA DO TUBO DEVIDO A PRESENÇA DA INCRUSTAÇÃO
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Relação entre a espessura de incrustação e o aumento do consumo de
combustível
34 CALDEIRA AQUOTUBULAR
CALDEIRA FLAMOTUBULAR
35 CALDEIRA COM TRATAMENTO QUÍMICO DA ÁGUA CALDEIRA SEM TRATAMENTO QUÍMICO DA ÁGUA
36 CORROSÃO
Devido a presença de elevadas concentrações de gases oxigênio e dióxido de carbono
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INSPEÇÃO INTERNA DE UMA CALDEIRA QUE RECEBEU UMA LIMPEZA QUÍMICA GERAL
Estais (reforços soldados no espelho)
Tampa de inspeção (aberta pelo inspetor)
38 Nível de água
máximo
Nível de água mínimo
39 Distribuidor de água Um pouco de incrustação residual Entrada de água na caldeira
40 Saída de vapor para o
injetor de vapor
Saída de vapor para a indústria
Defletor de vapor (minimiza o arraste de agua líquida junto com o
41 Tubos com leve processo de oxidação (corrosão). Isto é perfeitamente normal para um equipamento que passou por um limpeza química, e que vem sendo tratado com “sulfito’ como sequestrante de oxigênio.
42 FORÇA DA EXPLOSÃO EM
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DESCARGAS DE FUNDO
Com a adição dos produtos químicos na água, os sais e sólidos que se
encontravam em suspensão na água se concentram no fundo da caldeira. Estes resíduos deverão ser descartados periodicamente.
44 CICLOS DE DESCARGA DE FUNDO
Quem define a quantidade de descargas, o intervalo e o tempo de acionamento ?
É O RESPONSÁVEL PELO TRATAMENTO QUÍMICO DA ÁGUA
E na falta da definição deste ciclo, como devo proceder ?
• UMA DESCARGA A CADA 3 HORAS; • TEMPO DE ABERTURA DA VÁLVULA 5 s;
45 DESCARGA DE FUNDO
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EXPLOSÃO DE UMA CALDEIRA – ITAÚBA (MT) 1998
• Vítimas fatais: 4
• Prejuízo: $ 200.000 (R$ 320.000) • Causas: a) Aumento da pressão;
b) Falta de manutenção;
c) Operador sem treinamento.
Sala do gerador ao
lado da caldeira
47 CASA DA CALDEIRA (O QUE RESTOU)
48 EXAUSTOR E CHAMINÉ
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52 CORPO CILINDRICO DA CALDEIRA (8000 kg)
53 CASA VIZINHA ATINGIDA A 150 m DE DISTÂNCIA
54 PARTE DA FORNALHA ARREMESSADA A 100 m DE DISTÂNCIA
