Caldeiras Principio Fisicos Aplicados

Question 1

O que é vapor saturado?

Answer 1

É aquele em que toda energia perdida ou recebida é na forma de calor latente

Question 2

O que é vapor superaquecido?

Answer 2

É o vapor cuja temperatura está acima da temperatura de saturação.

Question 3

O que é grau de superaquecimento?

Answer 3

É a diferença entre a temperatura do vapor superaquecido e o do vapor saturado.
Grau = T-TS

Question 4

Como é feita a classificação das caldeiras?

Answer 4

Quanto a localização da água - gases de combustão:

1. Caldeiras de tubos de fogo (flamatubular ou fogotubular)
2. Caldeiras de tubos de água (aquatubular)

Quanto a energia empregada p aquecimento:
Combustíveis: sólidos, liq, gases
Elétricas: jatos de água, eletrodo submerso e resistivas.
Caldeiras de recuperação: gases de outros processos
Nuclear

Quanto a montagem:
Pre montadas
Montadas em campo

Quanto a sustentação:
Autossustentadas
Suspensas
Mista

Quanto a circulação de água:
Circulação natural
Forçada
Combinada

Quanto ao sistema de tiragem:
Tiragem natural
Tiragem forçada
Tiragem balanceada

Quanto ao critério da NR 13:
Categoria A: pressão de operação igual ou superior a 1960 kpa
C: inferior ou igual a 588kpa e vol interno igual ou inferior a 100 litros
B: aquelas que não se enquadram nas categorias anteriores

Question 5

Quais são as partes de uma caldeira a combustão?

Answer 5

Fornalha ou câmara de combustão -> mistura ar combustível, atomização e vaporização do fuel, queima continua da mistura
Caldeira ou tubulao - reservatório fechado (Drum) que contém inicialmente a água. Pode ser um ou vários tubuloes conectado por tubos por onde circulam os gases da combustão.
Canalização interna e conexões externas: através das quais a água de alimentação é enviada
Canalização internas e conexões externas : através dos quais o vapor é retirado da caldeira

Question 6

Qual a função de um economizador numa caldeira?

Answer 6

Utilizar o valor residual dos gases para aquecer a água de alimentação. Normalmente instalado depois dos superaquecesores. Além de melhorar o rendimento, diminui o choque térmico entre a água de alimentação e a já existente no tambor.

Question 7

O que é um superaquecedor?

Answer 7

Consiste de um ou mais feixes tubulares, destinados a aumentar a temperatura do vapor gerado.

Question 8

Qual o princípio de funcionamento de uma caldeira aquatubular ?

Answer 8

Com auxílio de ventilador o ar atmosférico passa pelo pre aquecedor
Já aquecido o ar vai pra fornalha e se mistura com o combustível, ocorrendo a combustão
Pelo fenômeno da tiragem realizado pela chaminé, os gases quentes (produtos da combustão) circulam por todo o gerador até ser lançado na atmosfera.
No trajeto cede calor p água dos seguintes modos:
Aquecendo a água do economizador
Vaporizando-a na caldeira
Transformando o vapor saturado em vapor superaquecido no superaquecedor.

Question 9

Quais as vantagens das aquatubulares em relação às flamatubulares?

Answer 9

Menor peso por capacidade
Mais fácil de instalar e remover
Menor tempo p elevar a pressão do vapor, maior flexibilidade de manobra, devido à quantidade relativamente pequena de água q contém.
Maior capacidade de trabalhar com grande produção de vapor, decorrente da circulação completa e rápida de água, recebendo calor das superfícies de aquecimento.

Question 10

Quais são os 3 tipos de caldeiras aquatubulares?

Answer 10

Lâminas d’Água
Tipo expresso com três tubuloes
Tipo expresso com dois tubuloes

Question 11

Quando classifica-se às caldeiras de acordo com a circulação da água, o que isso quer dizer?

Answer 11

Como a água circula pelas caldeiras.
Na circulação natural depende somente da diferença entre a densidade da água quente, contendo bolhas de vapor, e fria. Ou seja, convecção.

Circulação acelerada
Ocorre nas caldeiras em que um, ou mais, tubuloes situam-se em nível mais elevado.sao ligados por tubos a outro tubulao. A água de alimentação entra no mais elevado. Todas as caldeiras marítimas modernas são do tipo de circulação acelerada.

Question 12

O que é uma caldeira flamatubular?

Answer 12

É uma unidade geradora de vapor em que os gases de combustão passam no interior dos tubos.

Question 13

Como se classificam as caldeiras flamatubulares?

Answer 13

Verticais:
Com fornalha externa
Com fornalha interna

Horizontais:
Com fornalha externa
Multitubulares
Com fornalha interna
C uma tubulação central (comovaglia)
C 2 tubulações (lancashire)
Locomotivas e locomóveis 
Escocesas 
Marítimas
Estacionárias compactas

Question 14

Quais as vantagens das caldeiras flamatubulares?

Answer 14

Equipamento compacto
Até 20ton/H tem menor custo e são mais econômicas que as Aqua.
Perdas por radiação minimizadas devido o fácil isolamento térmico
Transferencia de calor 40% mais eficiente, por área de troca térmica que as Aqua.
Aceita grandes variações de carga rapidamente (3.5x + rápido que a Aqua)
Simplicidade operacional
Manutenção fácil

Question 15

Vantagens das aquatubulares?

Answer 15

N precisa manutenção constante
Perda de carga dos gases é menor
Os tubos podem ser montados nas mais diversas posições
Ocupam volume menor e pesam menos que as flamo.
Rendimento de 80 a 90%
Menor tempo entre início da operação (caldeira inativa) e início da vaporização
Combustão superior, fornalha n faz parte da caldeira

Question 16

Desvantagens das flamatubulares?

Answer 16

Incrustações no lado dos gases.
Manutenção frequente
N pode trabalhar de forma intermitente , podem surgir problemas na fixação dos tubos devido a dilatação diferente.
N gera vapor superaquecido
Baixas capacidades de geração de vapor e pressão de trabalho
Demoram mais a produzir vapor-> mta água
Devido a simplicidade e falta de instrumentos de monitoração , há mais acidentes, normalmente explosão

Question 17

Desvantagens das aquatubulares?

Answer 17

Alto custo inicial, exigindo grandes investimentos em projetos de engenharia, montagem e instrumentação

Question 18

O que são caldeiras de recuperação ?

Answer 18

São aqueles geradores de vapor que não utilizam combustível e sim aproveitando calor de outros processos (como gases de escape dos mcps)

Question 19

Com que frequência deve-se usar os aparelhos de ramonagem das caldeiras de recuperação ?

Answer 19

Pelo menos uma vez por dia.

Question 20

Como é composta uma caldeira elétrica?

Answer 20

Caso de pressão não sujeito a chama

Sistema de aquecimento elétrico

Sistema de água de alimentação

Question 21

Como se classificam as caldeiras elétricas?

Answer 21

Caldeiras a resistores

Caldeiras a eletrodos:
Submersos e borrifados(ou jateados)
E de acordo com a tensão de alimentação:
Eletrodos de baixa tensão e de alta tensão

Question 22

Qual o princípio de funcionamento das caldeiras elétricas por eletrodo?

Answer 22

Os eletrodos são inseridos no vaso e a água passa a ser tb um condutor. O efeito joule é função da resistibilidade da água, da superfície dos eletrodos e da tensão.
Para essa caldeiras é muito importante o controle da resistibilidade da água e seu tratamento.

Question 23

Quais são os dois objetivos do sistema de alimentação de água dos sistemas fechados?

Answer 23

Reduzir ao mínimo a corrosão interna das caldeiras por meio de rigoroso desarejamento da água de alimentação.
Melhorar o rendimento da instalação pela manutenção da alta temp na água de alimentação e recuperação do máximo calor ainda utilizável

Question 24

O q é necessário p q a água de alimentação da caldeira tenha um mínimo teor de ar dissolvido?

Answer 24

Extrair o ar que se desprende do condensado no interior do condensador
Evitar a contaminação da água de alimentação pelo ar atmosférico no seu trajeto entre o condensador e a caldeira.

Question 25

Qual equipamento é usado para extrair os gases do condensador, num sistema fechado a vácuo?

Answer 25

Ejetor de ar de dois estágios.

Expele para a atmosfera todo o ar e faz retornar ao circuito o vapor d’Água já liquefeito ainda existente nesses gases.

Question 26

O que é um tanque de compensação num sistema fechado a vácuo?

Answer 26

Tem a descarga de várias purgações quentes, que mantém nesse tanque uma temperatura muito próxima a de saturação. Há ainda uma descarga de auxiliares p ser aberta no caso das purgações não serem suficientes p manter a temperatura necessária.

Question 27

Onde as bombas de alimentação descarregam a água?

Answer 27

Na válvula de retenção da caldeira , através dos economizadores, onde sua temperatura será elevada quase
Até a vaporização d água. Abaixo apenas 20•C da temperatura de saturação correspondente.

Question 28

Qual a diferença entre o sistema fechado a vácuo e o fechado a pressão?

Answer 28

A diferença básica reside no tanque desarejador, que serve tanto de tanque de compensação quanto de aquecedor de água de alimentação.

Question 29

Pq é necessário o controle de nível do tubulao superior?

Answer 29

A elevação do nível irá provocar inundação dos equipamentos de separação.

A queda do nível poderá provocar perda de circulação em alguns tubos, causando superaquecimento.

Durante o aumento brusco na demanda de vapor de uma caldeira, ocorre a chamada “expansão” - súbita elevação do nível do tubulao devida à intensa formação de vapor na massa líquida, causado pela queda instantânea de pressão no tubulao.

Já ocorrendo o oposto, “contração”, ocorre durante uma queda brusca na demanda de vapor.

Question 30

Qual o problema com o indicador de nível tipo visor de vidro em caldeiras?

Answer 30

Ele indica um nível abaixo do nível real da caldeira, uma vez que o vapor e água esfriam ao entrar em contato com o ar atmosférico, tornando a água do visor mais densa.

Question 31

Como funciona o controle de nível de água através de eletrodos?

Answer 31

É composto por 3 eletrodos, o primeiro fica sempre mergulhado, o segundo indica nível baixo e liga a bomba de alimentação, o terceiro indica nível alto e para a bomba de alimentação. Caso o segundo eletrodo falhe, o primeiro toca um alarme assim que água baixar além do seu nível.

Question 32

O que é e como funciona o controle de nível tipo copes?

Answer 32

Regula a admissão da água de alimentação na caldeira.

O elemento atuante é um tubo de expansão termostatico dentro do qual o nível de água sobe e desce, junto ao da caldeira.

Se comunica com o nível inferior da caldeira e com a câmara de vapor. Há no seu interior água e vapor.

Devido a irradiação, a temperatura da água no interior fica menor que a do vapor. Esta diferença de temp assegura o funcionamento.

Com a diminuição do nível d’Água na caldeira, mais vapor entra no tubo, este se aquece e expande. O oposto ocorre quando o nível sobe. Com essa dilatação e contração o controlador movimenta a válvula de controle de alimentação de forma instantânea e exata.