EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM CALDEIRAS E FORNOS Curitiba, 23 e 24 de novembro de 2012

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM CALDEIRAS E FORNOS Curitiba, 23 e 24 de novembro de 2012

Sumário • HISTÓRICO • INTRODUÇÃO • ÁGUA E VAPOR • TIPOS DE CALDEIRAS • COMBUSTÍVEIS E COMBUSTÃO • ANÁLISE DE GASES • EFICIÊNCIA DA CALDEIRA • TRATAMENTO DA ÁGUA • ASPECTOS SOBRE SEGURANÇA • MEDIDAS DE ECONOMIA

HISTÓRICO • INTRODUÇÃO • ÁGUA E VAPOR • TIPOS DE CALDEIRAS • COMBUSTÍVEIS E COMBUSTÃO • ANÁLISE DE GASES • EFICIÊNCIA DA CALDEIRA • TRATAMENTO DA ÁGUA • ASPECTOS SOBRE SEGURANÇA • MEDIDAS DE ECONOMIA

Histórico O história do uso do calor se confunde com a própria história do homem. É certo que um dos aceleradores da evolução humana foi o uso do fogo, pois isso possibilitou melhor alimentação, proteção e conforto. Na antiga Grécia Idade existiam “engenhocas” que já usavam o vapor como fonte como fonte motriz. O calor passou a ser usado maior intensidade na Século XVII, no início da Revolução Industrial com o aumento da mineração e avanço da metalurgia. Depois disso o crescimento foi exponencial ...

Histórico Aeolipile - Heron de Alexandria

Histórico Panela de pressão - Denis Papin

Histórico Elevador a vapor - Denis Papin

Histórico Elevador a vapor - Papin

Histórico Miner’sFriend - Thomas Savery

Histórico Máquina a vapor atmosférica - Newcomen

Histórico Máquina a vapor com condensador - James Watt

Histórico Hoje ...

Introdução Segundo o BEN estima-se que 54% da demanda total de energia na indústria, que corresponde à cerca de 20% da demanda total de energia do país, cerca de 35 milhões de toneladas equivalentes de petróleo, esteja associada à produção de vapor.

Introdução A utilização de calor a temperaturas relativamente baixas é muito freqüente em vários setores industriais e comerciais, como por exemplo na fabricação de alimentos e bebidas, nas indústrias têxtil, química e em praticamente todas agroindústrias. É através do calor que se desidrata ou que se concentram produtos, é aquecendo reatores que se aceleram reações químicas e se eliminam agentes patogênicos.

Introdução O uso de vapor como vetor de transporte de energia térmica traz grandes vantagens, que explicam sua grande disseminação. A água é uma substância facilmente disponível, pouco agressiva quimicamente e com grande capacidade de transportar energia. Além disso, a transferência de calor com mudanças de fase, como via de regra acontece na geração e na utilização de vapor implica em elevadas taxas de transferência de energia por unidade de área, devido particularmente às variações de volume que ocorrem na vaporização e na condensação.

Introdução Em média, cerca de 15 kg de vapor contém a energia de um kg de óleo combustível ou 3 kg de lenha. Portanto, o vapor conjuga de forma muito interessante um baixo preço, alta densidade energética e elevada taxa de transferência de energia.

Água e vapor

Tipos de caldeiras QuickBoilingKettles www.chestofbooks.com/crafts/popular-mechanics/Things-To-Make

Tipos de caldeiras Fogotubular Aquatubular

Tipos de caldeiras a – corpo da caldeira b – câmara de inversão c – tubo de fogo d – câmara de descarga e – câmara anterior f – ciclone g – chapas de choque h – tubo de descarga i – queimador copo rotativo j – ventoinha k – quadro infeiror l – bombas de óleo m – pré-aquecedor de óleo n – painel de comando o – bombas de alimentação p – passarela

Tipos de caldeiras a – câmara de combustão b – superaquecedor c – feixe de tubos d – tubos de queda e – tambor superior f – tambor inferior g – acessórios do tubulão h – economizador i – pré-aquecedor de ar

Tipos de caldeiras 1 - corpo da caldeira 2 - eletrodo 3 - câmara de vapor 4 - bomba de circulação 5- bomba de alimentação de água 6 - eliminador de água 7 - válvula de segurança

Tipos de caldeiras 1- válvula de descarga de fundo 2 - bomba de circulação 3 - válvula controle de vazão 4 - válvula de segurança 5 - haste do condutor 6 - isoladores 7 - válvula de saída de vapor 8 – eletrodos 9 - cilindro com injetores 10- injetores 11- contra eletrodos 12- aquecedor de partida 13- entrada de água de alimentação

Combustíveis e combustão Combustíveis são substâncias, naturais ou artificiais, que ao se combinar quimicamente com outra, geram uma reação exotérmica rápida, desprendendo calor e luz. Inúmeros elementos e compostos químicos possuem esta propriedade, principalmente quando a reação é feita entre eles e o oxigênio.

Combustíveis e combustão Classificação: Naturais - Lenha, carvão mineral Artificiais - Coque Sólidos - Briquetes Líquidos - Petróleo Gasosos - Gás natural Coloidais - Polpa de carvão

Combustíveis e combustão Equipamentos de queima: GrelhasfixasGrelhasmóveis

Combustíveis e combustão Equipamentos de queima: Maçarico com pulverização a vapor

Combustíveis e combustão Equipamentos de queima: Queimadorpara gases

Combustíveis e combustão Sistemas de tiragem: Tiragemforçada

Combustíveis e combustão Sistemas de tiragem: Tirageminduzida

Combustíveis e combustão Sistemas de tiragem: Tiragembalanceada

Combustíveis e combustão Equações de combustão:

Combustíveis e combustão Reação estequiométrica com oxigênio: CxHyOzSk + A (O2)  x CO2 + (y/2) H2O + k SO2 Onde: A = x + y/4 - z/2 + k coeficiente estequiométrico

Combustíveis e combustão Reação estequiométrica com ar atmosférico: CxHyOzSk + A (O2 + 3,76 N2)  x CO2 + (y/2) H2O + k SO2 + 3,76 (A)N2 Onde: A = x + y/4 - z/2 + k coeficiente estequiométrico

Combustíveis e combustão Relações Ar / Combustível estequiométricas: Em volume: Em peso: Onde: A = x + y/4 - z/2 + k coeficiente estequiométrico

Combustíveis e combustão Reação com ar atmosférico em excesso: CxHyOzSk+  A (O2 + 3,76 N2)  x CO2 + (y/2) H2O +  A 3,76 N2 + (-1) A O2 Onde: A = x + y/4 - z/2 + k coeficiente estequiométrico

Análise de gases Determinação do excesso: Análise de gáscarbônico Análise de oxigênio

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM CALDEIRAS E FORNOS Curitiba, 23 e 24 de novembro de 2012