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GERAÇÃO DE VAPOR
DEFINIÇÃO GERAÇÃO DE CALOR E VAPOR (JOÃO):
· Geradores de Vapor (GV’s) podem ser considerados como sendo trocadores de calor complexos que produzem vapor de água sob pressões superiores a atmosférica a partir da energia de um combustível e de um elemento comburente (Ar).
· Estes equipamentos, são constituídos por diversos dispositivos associados estando estes perfeitamente integrados para permitir a obtenção do maior rendimento térmico possível. Estes equipamentos são conhecidos popularmente como caldeiras de vapor.
· VAPOR: Fisicamente é a água no estado gasoso
CALDEIRAS DE VAPOR (LAIS):
· Caldeira é o nome popular dado aos equipamentos geradores de vapor, cuja aplicação tem sido ampla no meio industrial e também na geração de energia elétrica nas chamadas centrais termelétricas. Portanto, as atividades que necessitam de vapor para seu funcionamento têm como componente essencial para sua geração a caldeira. As caldeiras industriais empregadas na produção de vapor de água ou no aquecimento de fluidos térmicos e os sistemas associados de condução e transferência de calor podem apresentar desperdícios e elevadas perdas de energia se não forem adequadamente dimensionados e se a sua operação e manutenção não forem praticadas de acordo com certos critérios e cuidados. As caldeiras são muito utilizadas na indústria e, em geral, o custo dos combustíveis representa uma parcela significativa da conta dos insumos energéticos. As instalações das caldeiras e de seus sistemas associados devem ser abordadas em todo programa de conservação e uso racional de energia. Quase sempre, são detectadas oportunidades de redução de consumo de energia e melhorias de processos industriais, que podem contribuir para a redução dos custos de produção.
(Caldeiras de vapor são essencialmente recipientes pressurizados no qual a água é introduzida e pela aplicação continua de energia é evaporada. A água evaporada é chamada de vapor, consistindo um dos fluídos de trabalho mais empregados na industria) [IMAGEM SETA DE ÁGUA, VAPOR E CALOR]
· ESTRUTURA DE UMA DE CALDEIRA (JOÃO): 
· COMPONENTE PRINCIPAIS DE UMA CALDEIRA
· CLASSIFICAÇÃO DOS GERADORES DE VAPOR (Laís):
TIPOS DE CALDEIRAS 1 (JOÃO) “ELÉTRICAS”:
As caldeiras elétricas foram muito utilizadas durante a década de 1980, em que havia excesso de oferta de energia elétrica de origem hidráulica, quando foram estabelecidos incentivos tarifários para seu uso. São equipamentos de concepção bastante simples, compostos basicamente de um vaso de pressão, no qual a água é aquecida por eletrodos ou resistências. São fáceis de usar e de automatizar. A eficiência da transformação da energia elétrica em vapor é sempre muita elevada, da ordem 95 a 98%, e, em casos especiais, como caldeiras de alto rendimento, podem atingir até 99,5%. As caldeiras elétricas mais comuns utilizam um dos dois processos de aquecimento: Resistores ou eletrodos.
TIPOS DE CALDEIRAS 2 (LAIS) “COM RESISTORES” “ELÉTRICAS”::
CALDEIRAS DE ELETRODO (JOÃO) “ELÉTRICAS”::
CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS 1 (lais) :
CALDEIRAS A COMBUSTÍVEIS 2 (JOÃO):
ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO DAS CALDEIRAS (LAIS):
Água de alimentação das caldeiras A água de alimentação de caldeiras provém de fontes naturais, como poços, lagos, córregos, rios e de outros mananciais que contêm reservas deste fluido. Conforme a sua procedência, essa água pode conter diferentes produtos dissolvidos ou em suspensão, em concentrações bem diversas. O emprego direto da água “in natura” como água de alimentação de caldeiras implica um processo de evaporação da fase líquida, com conseqüentes concentrações dos produtos minerais dissolvidos. Outros produtos, entretanto, também são liberados, como gases dissolvidos existentes na fonte fornecedora ou, mesmo, resultante da decomposição de matérias orgânicas igualmente presentes. Os resíduos, após a evaporação da fase líquida, formam depósitos sobre as superfícies metálicas das caldeiras, com aderências de diferentes tipos, de conformidade com a natureza do material acumulado. Certos produtos depositados permanecem na forma de um lodo de fácil remoção e outros se incorporam à própria parte metálica, na forma de resíduos resistentes, de remoção mais difícil, constituindo um depósito denominado pelos caldeireiros de incrustações. Como esses depósitos incrustantes são fracos condutores de calor, seu acúmulo sobre as superfícies metálicas tende a criar maiores resistências ao escoamento do calor, contribuindo para uma sensível diminuição do coeficiente de condutividade entre os gases quentes e a água situada no interior da tubulação. Evidentemente, diante de uma condi- ção de trabalho que prejudica a troca de calor entre os fluidos do processo, a caldeira passa a produzir menor quantidade de vapor e a apresentar uma diminuição na sua eficiência térmica.
http://arquivos.portaldaindustria.com.br/app/conteudo_18/2014/04/22/6281/LivroVapor.pdf
OBJETIVOS GERAIS DO TRATAMENTO DE ÁGUA (João):
realizar a prevenção em alta escala de depósitos de sólidos e efluentes que coíbem a taxa de transferência de calor, que pode levar a um superaquecimento do metal e, conseqüentemente, a reparos de alto custo e interrupções de operação, além de operação insegura; ■ eliminar gases corrosivos na água de alimentação ou da caldeira; ■ realizar a prevenção do craqueamento intercristalino e da fragilização caustica do metal; e ■ realizar a prevenção do transporte de materiais estranhos e formação de espuma. O cumprimento destes objetivos geralmente requer o tratamento anterior e posterior da introdução da água na caldeira. A seleção dos processos de pré-tratamento depen- EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO USO DE VAPOR 83 de das fontes de água, das características químicas, das quantidades necessárias de água de reposição, das práticas de operação da central, etc. Os métodos de tratamento anterior incluem filtragem, amaciamento, desmineraliza- ção, desaeração e pré-aquecimento. O tratamento posterior envolve a adição de produtos químicos à água da caldeira. É necessário para compensar as variações presentes no pré-tratamento e no sistema pré- caldeira para assegurar a proteção desta. Devido às diversas variáveis envolvidas, a aná- lise de somente uma delas não deve ser o único parâmetro para garantir a operação da caldeira. Os métodos caseiros de tratamento de água devem também ser evitados. Sondagens periódicas devem ser intensificadas para a análise da água não tratada, da água da caldeira e do condensado. As superfícies internas, ou molhadas, do vaso de pressão devem ser inspecionadas com freqüência suficiente para determinar a presença de contaminação, acúmulo de matéria estranha, corrosão e/ou erosão. Caso um destes seja detectado, deve ser consultado um especialista ou uma empresa de tratamento de água para aconselhar uma ação corretiva. É recomendável existir um medidor instalado na linha de água de reposição para determinar precisamente a quantidade de água não tratada a ser admitida na caldeira. Este procedimento auxiliará o programa de tratamento de água a manter as condições apropriadas. Basicamente, apresenta-se em dois métodos sempre associados. O primeiro, denominado Tratamento Externo, proporciona o melhoramento da qualidade da água antes de sua introdução no gerador de vapor. O segundo, denominado Tratamento Interno, realiza as reações químicas de tratamento no interior da própria caldeira.
· UTILIZAÇÃO (lais):
O vapor de água é usado como meio de geração, transporte e utilização de energia desde os primórdios do desenvolvimento industrial. Inúmeras razões colaboraram para a geração de energia através do vapor. A água é o composto mais abundante do planeta e portanto de fácil obtenção e baixo custo. Na forma de vapor tem alto conteúdo de energia por unidade de massa e volume..
Utilizada em grande parte da geração de energia elétrica, pois utiliza vapor de água como fluído de trabalho em ciclos termodinâmicos, transformando a energia química de combustíveis fósseis ou nucleares em energia mecânica, e em seguida,energia elétrica.
Indústrias e diversos processos tem vapor como principal fonte de aquecimento: reatores químicos, trocadores de calor, evaporadores, secadores e inúmeros processos e equipamentos térmicos. Mesmo outros setores industriais, como metalúrgico, metalmecânico, eletrônica, etc., podem-se utilizar de vapor como fonte de aquecimentos de diversos processos.
Aplicação (joão):
Há diferentes aplicações de uso final para o vapor, incluindo aplicações em processos de aquecimento, movimentação mecânica, produção de reações químicas, limpeza, esterilização e fracionamento de componentes de hidrocarboneto em misturas. Os equipamentos mais comuns de sistema de uso final de vapor são: trocadores de calor, turbinas, torres de fracionamento e tanques de reação química. Em um trocador de calor, o vapor transfere seu calor latente a um líquido de processo. O vapor é mantido no trocador de calor por um purgador de vapor até que se condense. Nesse ponto, o purgador deixa passar o condensado para a linha de drenagem de condensado, ou sistema do retorno de condensado. Em uma turbina, o vapor transforma sua energia térmica em trabalho mecânico, para acionar máquinas rotativas, tais como: bombas, compressores ou geradores elétricos. Em torres de fracionamento, o vapor facilita a separação de vários componentes de um líquido. 
WILK
TRANSPORTE / DISTRIBUIÇAO DE VAPOR
O vapor produzido longe do ponto de consumo em uma ou mais cadeiras precisa ser entregue aos pontos de consumo pelo sistema de distribuição, por meio das linhas de vapor.
 8.1 Elementos para dimensionamento de linhas de vapor
 O dimensionamento de linhas de vapor é um problema que envolve tanto misto entre a fluidodinâmica quanto a termodinâmica. Para o dimensionamento das linhas de vapor sob o critério estrutural, deve-se aplicar a teoria dos esforços da resistência dos materiais aos elementos especificados, estudar a flambagem dos elementos sob compressão e prever e dimensionar os esforços por dilatações térmicas. Muitas vezes, o projetos são alterados em decorrência destas condicionantes estruturais, fazendo adaptações e adequações. 
Não é intenção deste texto entrar em detalhes sobre a parte de projeto estrutural e a formulação da resistência dos materiais para aplicação em linhas de vapor. Para o dimensionamento termodinâmico, as preocupações são com as temperaturas e pressões em que o sistema trabalhará, com as dilatações térmicas admissíveis e com as perdas térmicas admissíveis. Para esses casos, são usadas:
 ■ juntas de dilatação e ancoragens (suportes fixos) para prevenir dilatações; 
■ equacionamento de acordo com a teoria termofluidodinâmica; e 
■ isolamento térmico adequado.
 8.2 Distribuição em um sistema com várias caldeiras 
Por considerações de custo, modularidade construtiva ou confiabilidade, freqüentemente se adota a produção de vapor simultaneamente em múltiplas caldeiras. A Figura 8.1 esquematiza uma instalação industrial que necessita de vapor em função da produção de várias caldeiras atuando em paralelo para suprir a quantidade necessária a todo o processo fabril. Observe-se a existência de um coletor comum para receber e distribuir o vapor produzido.
KARINE
Torres de Resfriamento
INTRODUÇÃO
Em muitos sistemas de refrigeração, ar condicionado e processos industriais, gera-se calor que deve ser extraído e dissipado. Geralmente utiliza-se água como elemento de resfriamento.
A torre de resfriamento permite através da evaporação de uma pequena quantidade de água, transmitir calor para o ar de forma que água possa ser empregada novamente para resfriamento, devendo-se repor ao circuito apenas a parte de água perdida por evaporação. Assim, uma torre de resfriamento é uma instalação para resfriamento de água através do contato com o ar atmosférico, como mostra a Figura 1.
Tipos de Torres de Resfriamento
A primeira classificação pode ser feita em função da forma com que a água é distribuída para se obter um bom contato com o ar ascendente. Existem dois métodos básicos: estender a água em finas camadas sobre superfícies ou produzir gotas através do choque da água em sua queda como mostra a Figura 2.
A segunda classificação é a que se baseia no fluxo relativo entre as correntes de água e ar (Figura 3). De acordo com esse critério tem-se:
· Torres de fluxo em contracorrente; 
· Torres de fluxo cruzado.
Comparação entre ambos os sistemas:
· Nas torres de fluxo em contracorrente a água mais fria entra em contato com o ar mais seco alcançando a máxima eficiência;
· Nas torres de fluxo cruzado o acesso aos elementos mecânicos e ao sistema de distribuição é mais fácil; 
· Nas torres de fluxo cruzado a entrada de ar pode abranger toda a altura da torre, tendo como consequência torres mais baixas, reduzindo assim a potência de bombeamento; 
· Nas torres de fluxo em contracorrente existe menor risco de recirculação de ar.
A classificação mais difundida e de maior importância na avaliação de torres de resfriamento é aquela baseada na forma de movimentação do ar através da mesma. De acordo com essa classificação têm-se DOIS tipos de torres:
· Torres atmosféricas; 
· Torres de tiragem mecânica: forçada ou induzida.
· Torres atmosféricas
Nesse tipo de torre a água cai em fluxo cruzado em relação ao movimento horizontal do ar, produzindo certo efeito de contracorrente devido as correntes de convecção produzidas pela água quente. O movimento do ar depende principalmente do vento.
Principais características:
· Alto tempo de vida com baixo os custos de manutenção; 
· Não se produz recirculação do ar utilizado; 
· A torre precisa ser localizada num espaço amplo; 
· Devido a sua altura é preciso uma ancoragem segura contra o vento; 
· A torre deve ser orientada na direção dos ventos dominantes; 
· A temperatura da água varia com a direção e a velocidade do vento;
· Não é possível atingir uma pequena temperatura de aproximação; 
· O custo é quase tão alto quanto o de uma torre com elementos mecânicos.
Em relação a esse tipo de torre, pode-se distinguir entre as que não possuem enchimento e as que possuem enchimento de respingo (Figura 4). Estas últimas possuem um comportamento muito melhor que as anteriores, porém, em qualquer caso, as torres atmosféricas estão ultrapassadas e constituem uma mínima parte das torres existentes.
MARI
· Torres de Tiragem Mecânica
A utilização de ventiladores para mover o ar através da torre proporciona um controle total da entrada de ar. Podem ser de tiragem mecânica ou Induzida. 
· Torres de tiragem mecânica forçada
São torres nas quais os ventiladores são posicionados na entrada de ar, de tal forma que forçam o ar através do enchimento (Figura 5). 
· Torres de tiragem mecânica induzida
São torres nas quais os ventiladores são posicionados na saída de ar, geralmente na parte superior da torre (Figura 6). 
Descrição dos sistemas vinculados a utilização de energia
Sistema de Distribuição de Água
Os sistemas de distribuição de água são classificados como:
· Por gravidade; 
· Por pressão.
O sistema por gravidade é utilizado quase sempre com torres de fluxo cruzado, enquanto que em torres de contracorrente geralmente é utilizado o sistema por pressão.
· Sistema por gravidade (Figura7)
Sua principal vantagem consiste na pequena altura de bombeamento requerido, a qual conduz a baixos custos de operação. A regulagem da vazão de água por célula, necessária para atingir a máxima eficiência, é feita mediante a simples inspeção visual e a conseguinte variação do nível de água na bandeja. A manutenção das bandejas abertas não oferece problemas e pode ser realizada inclusive com a torre em operação.
Raramente se utiliza este sistema para torres com fluxo em contracorrente, devido às dificuldades de projeto e ajuste da distribuição de água. Ocorre interferência com o fluxo de ar.
· Sistema Por Pressão
A maior parte das torres com fluxo em contracorrente se encontram equipadas com sistemas de pulverização por pressão com os bicos voltados para baixo. Este sistema atua não só como distribuidor de água comotambém contribui diretamente com o rendimento da torre
Os problemas associados com esse tipo de sistema são principalmente de manutenção e regulagem do fluxo de água. A sujeira acumulada nos ramais e nos pulverizadores é de difícil limpeza, além disso, estes se encontram posicionados abaixo dos eliminadores de gotas. Existe ainda o problema de se igualar a vazão nas diferentes células, que é um requisito imprescindível para se conseguir o funcionamento adequado da torre.
A Figura 8 apresenta um sistema por pressão com distribuição através de tubulação fixa, enquanto a Figura 9 apresenta um sistema por pressão rotativo.
O primeiro é constituído por um coletor central, do qual parte uma série de ramais laterais, equidistantes e simétricos, de tal forma que a rede formada cobre a superfície da torre, repartindo a vazão de água de forma homogênea. A velocidade da água nos ramais oscilam entre 1,5 e 2,0 m/s.
Os distribuidores rotativos possuem um coletor vertical central com braços horizontais que cobrem diametralmente a planta da torre, que deve necessariamente ser circular. O movimento do braço é produzido devido a uma força de reação ao movimento de saída da água sob pressão através dos pulverizadores, que formam um determinado ângulo com a vertical. 
· Enchimento
O enchimento nas torres tem como missão acelerar a dissipação de calor. Isto é conseguido aumentando-se o tempo de contato entre a água e o ar, favorecendo a presença de uma ampla superfície úmida mediante a criação de gotas ou películas finas.
Os diferentes tipos de enchimento podem ser classificados dentro das seguintes categorias:
· De gotejamento ou respingo; 
· De película ou laminar;
· Misto.
Enchimentos de gotejamento ou de respingo
Ainda que existam muitas disposições diferentes, o propósito básico consiste em gerar pequenas gotas de água, em cuja superfície se verifica o processo de evaporação (Figura 10). Este efeito é conseguido mediante a queda da água sobre uma série de camadas superpostas compostas por barras, enquanto o ar se movimenta no sentido horizontal (fluxo cruzado) ou vertical (fluxo em contracorrente). A água, ao cair, se quebra em gotas cada vez menores.
Enchimento de Película ou Laminar
Este tipo de enchimento proporciona uma maior capacidade de resfriamento, para um mesmo espaço ocupado, que o de gotejamento. A eficiência deste sistema depende de sua capacidade em distribuir a água numa fina película que escoa sobre grandes superfícies, com o objetivo de proporcionar a máxima exposição da água a corrente de ar (Figura 11 e Figura 12).
Enchimento tipo misto
Os enchimentos mistos se baseiam em uma pulverização por gotejamento, porém com a formação de uma película nas superfícies laterais das barras, aumentando, dessa forma, o efeito conseguido pelo gotejamento (Figura 13).
Funcionamento da torre de resfriamento
	A água aquecida é continuamente recirculada de uma fonte quente, como por exemplo um sistema de ar condicionado ou de equipamentos de processo, para a torre de resfriamento.
Na maioria dos sistemas de torre de resfriamento, a água quente (ou água a ser resfriada) é bombeada para o topo da torre onde é distribuída por tubos ou calhas sob o material de enchimento interno. Esse material de enchimento interno permite que água aquecida seja espalhada de forma uniforme por toda área da torre. O ventilador da torre puxa o ar através da água que está caindo sobre o material de enchimento para provocar a evaporação. O ar pode ser puxado, pelo ventilador, através das venezianas em um fluxo contrário, transversal ou paralelo ao fluxo da água aquecida que está caindo na torre. Quanto maior for a mistura entre o ar e a água, mais eficiente será o resfriamento.
KARINE
FIGURA PARA EXPLICAÇÃO BÁSICA E ASSUNTO PARA ENTENDER COM MAIS FACILIDADE 
Eliminadores de Gotas
A função principal deste componente consiste em reter as pequenas gotas arrastadas pelo ar que abandona a torre. Basicamente, todos os eliminadores de gotas atuam provocando bruscas mudanças de direção da corrente de ar (Figura 14). A atuação do eliminador de gotas proporciona três efeitos positivos: diminui as perdas de água, evita possíveis danos aos equipamentos adjacentes a torre e limita a formação de névoa.
Os materiais utilizados devem resistir a atmosferas corrosivas e erosivas. Podem ser de madeira tratada, chapa galvanizada, alumínio. Atualmente existe uma tendência de utilização de lâminas de fibrocimento ou plástico (PVC).
Ventiladores
Existem dois tipos fundamentais de ventiladores: axiais, nos quais o ar mantém a direção do eixo antes e após sua passagem pelo rotor, e centrífugos, nos quais o ar é descarregado na direção normal a direção de entrada.
Os ventiladores axiais são apropriados para movimentar grandes volumes de ar com um aumento de pressão pequeno, seu uso se encontra mais difundido em instalações industriais. São relativamente de baixo custo e podem ser utilizados em torres de qualquer tamanho.
Os ventiladores centrífugos são constituídos por uma carcaça e um rotor, podendo ser de simples ou dupla aspiração. Nas torres produzidas em série, para as que requerem baixos níveis sonoros, se utilizam normalmente ventiladores de dupla aspiração lateral. São particularmente adequados para fornecer pequenas vazões e pressões maiores que os ventiladores axiais.
Motores
Os motores elétricos utilizados para acionar os ventiladores das torres de tiragem mecânica devem operar em condições adversas, já que se encontram expostos as condições do tempo, a atmosferas contaminadas e a alta umidade, consequência do funcionamento da torre. A colocação do motor fora da chaminé da torre evita que o ar de resfriamento da carcaça tenha quantidade elevada de umidade, além de facilitar a manutenção.
Venezianas 
As venezianas de entrada do ar são projetadas para evitar perda de água através das superfícies de entrada do ar e para uma eficiente admissão deste ar na torre. O ar deve ser uniformemente distribuído com uma perda mínima de pressão. Para prevenir perda de água, as venezianas devem ser projetadas com inclinação, largura e espaçamento apropriado. As venezianas podem também ser projetadas especialmente para eliminar os problemas de congelamento no inverno. O projeto da veneziana varia com o tipo de torre e de fabricante, mas em todos os casos deve ser suficientemente resistente à atmosfera corrosiva em que são instaladas e em alguns casos, suficientemente fortes para suportar as cargas de gelo.
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