Uma caldeira aquatubular opera a 10000 kPa, possui rendimento térmico de 40% e queima carvão com PCI = 19000 kJ/kg. A água de alimentação, com vazã...

Para determinar o aumento necessário na vazão mássica de carvão, precisamos considerar a conservação de energia na caldeira. Vamos calcular a vazão mássica de carvão atual e a vazão mássica necessária quando o economizador deixar de funcionar. Primeiro, vamos calcular a vazão mássica de água que entra no economizador: m_dot_water = cp * (T_out - T_in) / (h_fg * eta_boiler) Onde: - m_dot_water é a vazão mássica de água (kg/s) - cp é o calor específico da água (4,19 kJ/kg.°C) - T_out é a temperatura de saída da água (260°C) - T_in é a temperatura de entrada da água (198°C) - h_fg é o calor latente de vaporização da água (2257 kJ/kg) - eta_boiler é o rendimento térmico da caldeira (0,4) Substituindo os valores na fórmula, temos: m_dot_water = 4,19 * (260 - 198) / (2257 * 0,4) m_dot_water ≈ 0,238 kg/s Agora, vamos calcular a vazão mássica de carvão atual: m_dot_coal = m_dot_water * PCI / (eta_boiler * LHV_coal) Onde: - m_dot_coal é a vazão mássica de carvão (kg/s) - PCI é o poder calorífico inferior do carvão (19000 kJ/kg) - LHV_coal é o poder calorífico inferior do carvão (25000 kJ/kg) Substituindo os valores na fórmula, temos: m_dot_coal = 0,238 * 19000 / (0,4 * 25000) m_dot_coal ≈ 0,227 kg/s Agora, vamos calcular a vazão mássica de carvão necessária quando o economizador deixar de funcionar. Como os parâmetros operacionais da caldeira não devem ser alterados, a pressão e a temperatura de saída do vapor devem permanecer as mesmas. Portanto, a vazão mássica de água deve ser a mesma, mas agora sem o economizador. m_dot_coal_new = m_dot_water * PCI / (eta_boiler * LHV_coal) Substituindo os valores, temos: m_dot_coal_new = 0,238 * 19000 / (0,4 * 25000) m_dot_coal_new ≈ 0,227 kg/s Portanto, não é necessário aumentar a vazão mássica de carvão quando o economizador deixar de funcionar, pois a vazão mássica de carvão atual já é suficiente para manter os parâmetros operacionais da caldeira. Quanto ao tEP/ano, não é possível calcular essa informação com os dados fornecidos. O tEP (tonelada equivalente de petróleo) é uma unidade de energia e seria necessário ter informações adicionais para realizar esse cálculo.