Caldeiras flamotubulares

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<p>Caldeiras flamotubulares</p><p>O rendimento térmico da caldeira flamotubular é normalmente mais baixo e o</p><p>espaço ocupado por ela é proporcionalmente maior, embora atualmente já</p><p>existam modelos compactos desse tipo de caldeira. Apesar dessas restrições,</p><p>seu emprego pode ser indicado de acordo com as necessidades particulares de</p><p>cada processo industrial, sendo adequado para pequenas instalações</p><p>industriais.</p><p>Neste fascículo serão estudadas algumas características e as partes</p><p>componentes das caldeiras flamotubulares.</p><p>Tipos de caldeiras flamotubulares</p><p>Caldeiras flamotubulares ou fogotubulares são aquelas em que os gases</p><p>provenientes da combustão (gases quentes) circulam no interior dos tubos e a</p><p>água a ser aquecida ou vaporizada circula pelo lado de fora.</p><p>Este tipo de caldeira é o de construção mais simples, e pode ser classificado</p><p>quanto à distribuição dos tubos, que podem ser tubos verticais ou horizontais.</p><p>Caldeiras de tubos verticais</p><p>Nas caldeiras de tubos verticais, os tubos são colocados verticalmente num</p><p>corpo cilíndrico fechado nas extremidades por placas, chamadas espelhos. A</p><p>fornalha interna fica no corpo cilíndrico logo abaixo do espelho inferior. Os</p><p>gases de combustão sobem através dos tubos, aquecendo e vaporizando a</p><p>água que está em volta deles.</p><p>As fornalhas externas são utilizadas principalmente no aproveitamento da</p><p>queima de</p><p>combustíveis de baixo poder calorífico, tais como: serragem, palha, casca de</p><p>café e de amendoim e óleo combustível (1A, 2A ... etc.)</p><p>Caldeiras de tubos horizontais</p><p>As caldeiras de tubos horizontais abrangem vários modelos, desde as caldeiras</p><p>Cornuália e Lancaster, de grande volume de água, até as modernas unidades</p><p>compactas. As principais caldeiras horizontais apresentam tubulões internos</p><p>Highlight</p><p>nos quais ocorre a combustão e através dos quais passam os gases quentes.</p><p>Podem ter de 1 a 4 tubulões por fornalha.</p><p>Tipos de caldeiras de tubos horizontais</p><p>A caldeira Cornuália, um dos primeiros modelos desenvolvidos, é constituída</p><p>de um tubulão horizontal ligando a fornalha ao local de saída de gases. É de</p><p>funcionamento simples, porém de rendimento muito baixo.</p><p>Suas principais características são: pressão máxima de operação de 10</p><p>kgf/cm², vaporização específica 12 a 14 kg de vapor/m² e máximo de 100m²</p><p>de superfície.</p><p>A caldeira Lancaster é de construção idêntica à anterior, porém tecnicamente</p><p>mais evoluída.</p><p>Pode ser constituída de dois a quatro tubulões internos e suas características</p><p>são: área de troca térmica de 120 a 140m² e vaporização de 15 a 18 kg de</p><p>vapor/m². Algumas</p><p>delas apresentam tubos de fogo e de retorno, o que apresenta uma melhoria</p><p>de rendimento</p><p>térmico em relação às anteriores.</p><p>Na caldeira multitubular, a queima de combustível é efetuada em uma</p><p>fornalha externa, geralmente construída em alvenaria instalada abaixo do</p><p>corpo cilíndrico. Os gases quentes passam pelos tubos de fogo, e podem ser</p><p>de um ou dois passes. A maior vantagem é poder queimar qualquer tipo de</p><p>combustível. Na figura a seguir, temos um exemplo</p><p>de caldeira multitubular.</p><p>A caldeira locomóvel, também do tipo multitubular, tem como principal</p><p>característica apresentar uma dupla parede em chapa na fornalha, pela qual a</p><p>água circula.</p><p>Sua maior vantagem está no fato de ser fácil a sua transferência de local e de</p><p>poder produzir energia elétrica. É usada em serrarias junto à matéria-prima e</p><p>em campos de petróleo.</p><p>A caldeira escocesa, criada basicamente para uso marítimo, é o modelo de</p><p>caldeira industrial mais difundido no mundo. É destinada à queima de óleo ou</p><p>gás, tendo ainda pressão máxima de 18 kgf/cm², rendimento térmico em</p><p>torno de 83% e taxa de vaporização de 30 a 35 kg de vapor/m². A figura a</p><p>seguir mostra esse tipo de caldeira.</p><p>Vantagens e desvantagens das caldeiras</p><p>flamotubulares</p><p>As principais vantagens das caldeiras deste tipo são:</p><p>• custo de aquisição mais baixo;</p><p>• exigem pouca alvenaria;</p><p>• atendem bem a aumentos instantâneos de demanda de</p><p>vapor.</p><p>Como desvantagens, apresentam:</p><p>• baixo rendimento térmico;</p><p>• partida lenta devido ao grande volume interno de água;</p><p>• limitação de pressão de operação (máx. 15 kgf/cm²);</p><p>• baixa taxa de vaporização (kg de vapor / m² . hora);</p><p>• capacidade de produção limitada;</p><p>• dificuldades para instalação de economizador,</p><p>superaquecedor e pré-aquecedor.</p><p>Partes das caldeiras flamotubulares</p><p>As caldeiras flamotubulares apresentam as seguintes partes principais: corpo,</p><p>espelhos, feixe tubular ou tubos de fogo e caixa de fumaça.</p><p>O corpo da caldeira, também chamado de casco ou carcaça, é construído a</p><p>partir de chapas de aço carbono calandradas e soldadas. Seu diâmetro e</p><p>comprimento estão relacionados</p><p>à capacidade de produção de vapor. As pressões de trabalho são limitadas</p><p>(normalmente máximo de 20 kgf/cm²) pelo diâmetro do corpo destas</p><p>caldeiras.</p><p>Os espelhos são chapas planas cortadas em forma circular, de modo que</p><p>encaixem nas duas extremidades do corpo da caldeira e são fixadas através</p><p>de soldagem. Sofrem um processo de furação, por onde os tubos de fumaça</p><p>deverão passar. Os tubos são fixados por meio de mandrilamento ou</p><p>soldagem.</p><p>O feixe tubular, ou tubos de fogo, é composto de tubos que são responsáveis</p><p>pela absorção do calor contido nos gases de exaustão usados para o</p><p>aquecimento da água. Ligam o espelho frontal com o posterior, podendo ser</p><p>de um, dois ou três passes.</p><p>A caixa de fumaça é o local por onde os gases da combustão fazem a reversão</p><p>do seu trajeto, passando novamente pelo interior da caldeira (pelos tubos de</p><p>fogo).</p><p>O desenho a seguir mostra os componentes de uma caldeira flamotubular</p><p>típica.</p><p>Exercícios</p><p>1. Cite vantagens e desvantagens das caldeiras</p><p>flamotubulares.</p><p>2. Por que em certas aplicações é recomendada a caldeira</p><p>flamotubular?</p><p>3. Cite algumas características das caldeiras flamotubulares.</p><p>4. Cite alguns componentes das caldeiras flamotubulares.</p>