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Caldeiras


Caldeiras - Principio de Funcionamento




Caldeiras flamotubulares

As caldeiras de tubos de fogo ou tubos de fumaça, flamotubulares ou ainda gás-tubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão "fumos" (gases quentes e/ou gases de exaustão) atravessam a caldeira no interior de tubos que se encontram circundados por água, cedendo calor à mesma.


Caldeiras verticais

Os tubos são colocados verticalmente num corpo cilíndrico, fechado nas extremidades por placas chamadas espelhos . A fornalha interna fica no corpo cilíndrico, logo abaixo do espelho inferior. Os gases de combustão sobem através de tubos, aquecendo e vaporizando a água que se encontra externamente aos  mesmos. As fornalhas externas são utilizadas principalmente para combustíveis de baixo teor calorífico.



Caldeiras horizontais

Esse tipo de caldeira abrange várias modalidades, desde as caldeiras cornuália e lancashire, de grande volume de água, até as modernas  unidades  compactas. As principais caldeiras horizontais apresentam tubulações internas, por onde passam os gases quentes. Podem ter de 1 a 4 tubos de fornalha. As de 3 e 4 são usadas na marinha.



Caldeira cornuália

Fundamentalmente consiste de 2 cilindros horizontais unidos por placas planas.

Seu funcionamento é bastante simples, apresentando porém, baixo rendimento.

Para uma superfície de aquecimento de 100 m² já apresenta grandes dimensões, o que provoca limitação quanto a pressão; via de regra, a pressão não deve ir além de 10kg/cm².



Caldeira Lancashire

É constituída por duas (às vezes 3 ou 4) tubulações internas, alcançando superfície de aquecimento de 120 a 140 metros quadrados. Atingem até 18 kg de vapor por metro quadrado de superfície de aquecimento. Este tipo de caldeira está sendo substituída gradativamente por outros tipos.



Caldeiras multitubulares de fornalha interna

Como o próprio nome indica, possui vários tubos de fumaça.

Podem ser de três tipos:

• Tubos de fogo diretos:
Os gases percorrem o corpo da caldeira uma única vez.

• Tubos de fogo de retorno:
Os gases provenientes da combustão na tubulação da fornalha circulam pelos tubos de retorno.

• Tubos de fogo diretos e de retorno:
Os gases quentes circulam pelos tubos diretos e voltam pelos de retorno.




Caldeiras a vapor

A água passa por um recipiente (caldeira) que é esquentado, transformando-se em vapor. Foi projetada em 1708(sec XVIII), por [[Thomas Newcomen]], a fim de retirar a água depositada no interior das minas de carvão, permitindo a mineração do carvão.  Foi projetada no período da [[Revolução Industrial]].


Caldeiras multitubulares  de fornalha  externa

Em algumas caldeiras deste tipo a fornalha é constituída pela própria alvenaria, situada abaixo do corpo cilíndrico. Os gases quentes provindos da combustão entram inicialmente em contato com a base inferior do cilindro, retornando pelos tubos de fogo.


Caldeiras escocesas

Esse tipo de caldeira foi concebido para uso marítimo, por ser bastante compacta. São concepções que utilizam tubulação e tubos de menor diâmetro. Os gases quentes, oriundos da combustão verificada na fornalha interna, podem circular em 2,3 e até 4 passes.

Todos os equipamentos indispensáveis ao seu funcionamento são incorporados a uma única peça, constituindo-se, assim num todo trans  portável e pronto para operar de imediato.

Essas caldeiras operam exclusivamente com óleo ou gás, e a  circulação dos gases é feita por ventiladores. Conseguem rendimentos de até 83%.


Caldeiras locomotivas e locomóveis

Como o sugere o nome, caldeiras locomotivas geram vapor movimentar a própria máquina e o restante das composições, praticamente fora de uso atualmete.

A caldeira locomóvel é tipo multitubular, apresentando uma dupla parede metálica, por onde circula a água  do próprio corpo. São de largo emprego pela facilidade de transferência de local e por proporcionarem acionamento mecânico em lugares desprovidos de energia elétrica.

São construídas para pressão de até 21kg/cm2 e vapor superaquecido.


Vantagens das caldeiras de a vapor

• Pelo grande volume de água que encerram, atendem também as cargas flutuantes, ou seja, aos aumentos instantâneos na demanda de vapor.

• Construção fácil, de custo relativamente baixo.

• São bastante robustas.

• Exigem tratamento de água menos apurado.

• Exigem pouca alvenaria.

• Pressão elevada


Desvantagens das caldeiras de a vapor

• [[Pressão manométrica]] limitada em até 2,2 [[pascal (unidade)|MPa]] (aproximadamente 22 [[Atmosfera (unidade)|atmosferas]]), o que se deve ao fato de que a espessura necessária às chapas dos [[vasos de pressão]] cilíndricos aumenta com a segunda [[Exponenciação|potência]] do diâmetro interno, tornando mais vantajoso distribuir a água em diversos vasos menores, como os tubos das caldeiras de tubos de água. Em [[ciclo a vapor]] para geração de [[energia elétrica]], esta limitação de pressão faz com que a [[eficiência]] do [[ciclo temodinâmico|ciclo]] seja fisicamente mais limitada, não sendo vantojoso o emprego deste tipo de equipamento em instalações de médio (em torno de 10 [[watt|MW]]) ou maior porte.

• Pequena capacidade de vaporização(kg de vapor/hora)

• São [[trocador de calor|trocadores de calor]] de pouca área de troca por volume (menos compactos).

• Oferecem dificuldades para a instalação de [[superaquecedor]] e [[preaquecedor]] de ar.


Caldeiras aquatubulares

Caldeiras aquatubulares são também chamadas caldeiras de paredes de água ou de tubos de água. São as mais comuns em se tratando de plantas [[termelétrica]]s ou geração de [[energia elétrica]] em geral, exceto em unidades de pequeno porte. A [[pressão]] de trabalho de caldeiras deste tipo pode chegar a 26 [[pascal (unidade)|MPa]], ou seja, superior a [[pressão]] do [[Ponto crítico (termodinâmica)|ponto crítico]]. Neste caso, o período de [[ebulição]] (transição de [[líquido]] para [[vapor]]) passa a não existir



Certificação

A fabricante é detentora do certificado de autorização da American Society of Mechanical Engineers, para uso do símbolo ASME, código S na fabricação e montagem de caldeiras e tubulações sob pressão.

Certificação ASME: