geradores de vapor

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GERADORES GERADORES 
DE VAPORDE VAPOR
BibliografiaBibliografia
Bazzo, Edson. 
Geração de Vapor, Ed. 
UFSC, 1995.
Pera, Hildo. 
Geradores de Vapor de 
Água. EPUSP. 1966
Pera, Hildo. 
Geradores de Vapor de 
Água. Ed. Fama 1990
Nuber, Friedrich; Calcul 
Thermique des Chaudières et 
Foyers. Éditeur Dunod, Paris, 
1954
Jackson, J. J, Steam Boiler 
Operation, Prentice-Hall, 1980
Babcock & Wilcox, Steam – its 
generation and use. The Babcock
& Wilcox Co. New York, 1978
Torreira, R. P., Geradores de 
Vapor, Companhia Melhoramentos, 
São Paulo, 1995
Vapor dVapor d’á’águagua
„ Força motriz
„ Aquecimento
IMPORTÂNCIA DO VAPOR IMPORTÂNCIA DO VAPOR 
COMO VECOMO VEÍÍCULOCULO
„ A água, pela sua abundância na natureza, 
desempenha um papel importantíssimo na 
geração e distribuição da energia térmica 
(elétrica) na indústria.
„ A característica básica útil da água (vapor 
d’água) é a entalpia, que é bastante 
elevada quando comparada com os fluidos 
térmicos usuais da indústria.
501,50,0225,6*374,15
815,0330,491303,3
771,8405,343253,5
747,7447,722216,2
649,0539,6199
Kcal/kgKcal/kgata°C
Entalpia totalEntalpia de 
vaporização
PressãoTemperatura de 
saturação
Entalpia da água
201,065,92,7303,0
179,071,41,0254,0
164,075,00,4216,0
Kcal/kgKcal/kgata°C
Entalpia totalEntalpia de 
vaporização
PressãoTemperatura de 
saturação
Entalpia do Dowtherm A
ForForçça Motriza Motriz
„ Central termoelétrica
ForForçça Motriza Motriz
„ Central termoelétrica
ForForçça Motriza Motriz
„ Central térmica a gás
ForForçça Motriza Motriz
„ Central térmica a gás - cogeração
ForForçça Motriza Motriz
„ Central térmica a gás - cogeração
GERADOR DE VAPORGERADOR DE VAPOR
INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
Gerador de vapor é um trocador de calor complexo que produz vapor a 
partir de energia térmica (combustível), ar e fluido vaporizante, 
constituído por diversos equipamentos associados, perfeitamente 
integrados, para permitir a obtenção do maior rendimento térmico 
possível.
„Caldeiras de Vapor
„Caldeiras de Recuperação
„Caldeiras de Água Quente
„Geradores Reatores Nucleares
Tipos fundamentais de Tipos fundamentais de 
geradores de vapor de geradores de vapor de ááguagua
Caldeiras fumotubulares
Isaque
Nota
Se caracterizam pela circulação interna dos gases de combustão, os tubos conduzem os gases por todo o interior da caldeira. Trabalham sob pressões limitadas.
„ Caldeiras fumotubulares verticais
„ Pequenas capacidades, até 800 kg/h
„ Pressões até 10 kgf/cm2
„ Taxa evaporativa de ~ 15 kg/m2.h
„ Caldeiras fumotubulares horizontais
„ Para aplicações industriais mais usuais
„ Capacidades até 10 ton/h
„ Pressões até 14 kgf/cm2
„ Rendimentos podem atingir 80%
„ Taxa evaporativa até 30 kg/m2.h
Tipos fundamentais de Tipos fundamentais de 
geradores de vapor de geradores de vapor de ááguagua
Caldeiras aquatubulares
Isaque
Nota
Se caracterizam pela circulação externa dos gases de combustão e os tubos conduzem massa de água e vapor. Possuem vasos pressurizados internamente e de menores dimensões relativas. Isso viabiliza econômica e tecnicamente o emprego de maiores espessuras e, portanto, a operação em pressões mais elevadas. 
Caldeiras Caldeiras aquatubularesaquatubulares
Tubos dTubos d’á’águagua
„ As grandes produções de vapor, em 
altas pressões e altas temperaturas, só
podem ser obtidas concebendo um 
arranjo onde os tubos de troca de calor 
estejam fora dos corpos das caldeiras, 
constituindo um feixe, e permitindo 
assim a obtenção de superfícies de 
troca de calor praticamente ilimitadas.
Caldeiras Caldeiras aquatubularesaquatubulares
„ Cobrem a faixa de 6 ton/h até 750 ton/h
„ Pressões de 14 kgf/cm2 até 150 / 200
kgf/cm2
„ Temperaturas de até 540°C / 568°C
„ Existem unidades que operam a pressão 
crítica (225 kgf/cm2) ou super-crítica (em 
grandes centrais termo-elétricas)
Componentes clComponentes cláássicosssicos
1
2
3
4
7
5 6
cinzeiro
grelha
câmara de 
combustão
tambor
1. Fornalha
2. Caldeira
3. Superaquecedor
4. Economizador
5. Pré-aquecedor
6. Dutos
7. Chaminé
1. Fornalha: Conjunto próprio para promover a queima 
do combustível, sólido, líquido ou gasoso.
¾ Cinzeiro: Lugar onde se depositam as cinzas e 
restos de combustível que caem da fornalha
¾ Grelha: Suporte para combustível sólido
¾ Câmara de combustão: Volume onde se deve 
extinguir toda a matéria combustível antes dos 
produtos da combustão atingirem e penetrarem no 
feixe de absorção do calor por convecção
2. Caldeira de vapor: Corresponde ao vaso fechado à
pressão com tubos, contendo a água que se 
transforma em vapor
¾ Tambor (tubulão)
¾ Tubos
3. Superaquecedor: Eleva a temperatura do vapor 
saturado gerado pela caldeira produzindo vapor 
superaquecido
4. Economizador: Eleva a temperatura da água de 
alimentação, aproveitando o calor residual dos gases 
da combustão, antes de serem eliminados para a 
chaminé
5. Pré-aquecedor de ar: Aquece o ar da combustão para 
a seguir introduzi-lo na fornalha, aproveitando o calor 
residual dos gases da combustão, antes de serem 
eliminados para a chaminé
6. Canais dos gases: São trechos intermediários ou final 
de circulação dos gases da combustão até a chaminé
7. Chaminé: Garante a circulação dos gases da 
combustão por todo o gerador de vapor devido ao 
efeito de tiragem
CirculaCirculaçção da ão da ááguagua
É provocada pela diferença entre o peso específico da água 
nas partes frias e nas partes quentes.
SeleSeleçção de um Gerador de ão de um Gerador de 
VaporVapor
„ Tipo de combustível
„ Equipamento de combustão
„ Características do combustível
„ Pressão e temperatura do vapor
„ Variação da demanda de vapor
„ Eficiência térmica desejável
„ Custo de instalação, operação e manutenção
„ Amortização do investimento
SeleSeleçção de um Gerador de ão de um Gerador de 
VaporVapor
„ Capacidade do gerador de vapor
„ Superfície de aquecimento
„ Produção normal de vapor
„ Produção máxima contínua de vapor
„ Produção de picos
„ Pressão de trabalho
„ Pressão de projeto
„ Pressão de teste
„ Perdas / Eficiência térmica