Caldeira de Tubos de Fogo: Um Guia Completo

Electrical4u

Campo: Eletricidade Básica

China

Uma caldeira de tubos de fogo é um tipo de caldeira que utiliza gases quentes de uma chama para aquecer a água dentro de uma série de tubos. Os tubos estão cercados por água em um recipiente selado. O calor dos gases transfere-se através das paredes dos tubos por condução térmica, criando vapor que pode ser usado para várias finalidades.

As caldeiras de tubos de fogo são um dos tipos mais antigos e básicos de caldeiras. Elas foram amplamente utilizadas nos séculos 18 e 19, especialmente para locomotivas a vapor e outras máquinas a vapor. Hoje, as caldeiras de tubos de fogo ainda são usadas para algumas aplicações industriais e comerciais, como aquecimento, geração de energia e vapor de processo.

Neste artigo, explicaremos a definição, os tipos, as vantagens, as desvantagens e as aplicações das caldeiras de tubos de fogo. Também incorporaremos conteúdo das 5 páginas relacionadas mais relevantes do Bing sobre o tema e adicionaremos links externos para fontes relevantes.

O que é uma Caldeira de Tubos de Fogo?

Uma caldeira de tubos de fogo é definida como uma caldeira que consiste em um recipiente selado cheio de água e uma série de tubos que passam por ele. Os tubos transportam gases quentes de uma chama (geralmente alimentada por carvão, óleo ou gás) que aquecem a água e geram vapor.

Os principais componentes de uma caldeira de tubos de fogo são:

Fornalha: A câmara onde o combustível é queimado para produzir gases quentes.
Tubos de fogo: Os tubos que transportam os gases quentes da fornalha para a caixa de fumaça.
Caixa de fumaça: A câmara onde os gases quentes são coletados e evacuados através da chaminé.
Cúpula de vapor: A parte superior da caldeira onde o vapor é coletado e distribuído para as saídas.
Superaquecedor: Um dispositivo opcional que aquece ainda mais o vapor para torná-lo seco e superaquecido.
Grade: A plataforma onde o combustível é colocado para queima.
Inlet de água de alimentação: O tubo que fornece água à caldeira.
Saída de vapor: O tubo que entrega o vapor ao local desejado.

O funcionamento de uma caldeira de tubos de fogo é simples e direto. O combustível é queimado na fornalha, criando gases quentes que passam pelos tubos de fogo. O calor dos gases transfere-se para a água que rodeia os tubos, aumentando sua temperatura e pressão. O vapor então sobe à cúpula de vapor, onde pode ser retirado para várias finalidades. A água é reposta pelo inlet de água de alimentação.

A pressão e a temperatura do vapor dependem do tamanho e design da caldeira, bem como da qualidade e quantidade do combustível. Geralmente, as caldeiras de tubos de fogo podem produzir vapor de baixa a média pressão (até 17,5 bar) e capacidade baixa a média (até 9 toneladas métricas por hora).

Uma das principais desvantagens das caldeiras de tubos de fogo é que elas têm uma capacidade limitada para produzir vapor de alta pressão e alta capacidade. Isso ocorre porque elas têm um único vaso grande que contém tanto água quanto vapor, o que torna difícil controlar sua pressão e temperatura. Além disso, as caldeiras de tubos de fogo são propensas a explosões se seu vaso for rompido devido a pressão excessiva ou danos.

Tipos de Caldeiras de Tubos de Fogo

Existem diferentes tipos de caldeiras de tubos de fogo com base em vários critérios, tais como:

Localização da fornalha: Existem duas categorias principais de caldeiras de tubos de fogo com base na localização de sua fornalha: fornalha externa e fornalha interna. As caldeiras de fornalha externa têm sua fornalha fora do recipiente principal, enquanto as caldeiras de fornalha interna têm sua fornalha dentro ou anexada a ele.
Orientação do eixo da caldeira: Existem duas categorias principais de caldeiras de tubos de fogo com base em sua orientação: horizontal e vertical. As caldeiras horizontais têm seu eixo paralelo ao solo, enquanto as caldeiras verticais têm seu eixo perpendicular a ele.
Número e forma dos tubos de fogo: Existem vários tipos de caldeiras de tubos de fogo com base no número e forma de seus tubos de fogo, como tubo único, multi-tubo, tubo reto, tubo curvo, etc.

Alguns dos tipos mais comuns de caldeiras de tubos de fogo são:

Caldeira Cochran

Uma caldeira Cochran é um tipo de caldeira de tubos de fogo vertical que tem um invólucro cilíndrico com uma parte superior em forma de cúpula. Ela tem um ou mais tubos de fogo que correm ao longo de seu comprimento. Ela também tem uma fornalha externa que pode ser alimentada por carvão ou óleo.

Uma caldeira Cochran pode produzir vapor de baixa pressão (até 10,5 bar) e baixa capacidade (até 3500 kg por hora). É compacta em tamanho e fácil de operar. É principalmente usada para aplicações industriais em pequena escala, como aquecimento, geração de energia e vapor de processo.

Caldeira Cornish

Uma caldeira Cornish é um tipo de caldeira de tubos de fogo horizontal que tem um invólucro cilíndrico longo com uma única grande chaminé contendo o fogo. Tem um design simples e baixo custo de manutenção. Pode produzir vapor de pressão média (até 12 bar) e capacidade média (até 6500 kg por hora).

A caldeira Cornish foi desenvolvida por Richard Trevithick em 1812 e foi amplamente utilizada para motores a vapor nas indústrias de mineração. É semelhante à caldeira Lancashire, mas tem apenas uma chaminé em vez de duas.

Caldeira Locomotiva

Uma caldeira locomotiva é um tipo de caldeira de tubos de fogo horizontal que tem uma fornalha interna e um grande número de tubos de fogo. Também tem uma extensão em uma extremidade chamada caixa de fogo, que abriga a grade e fornece área extra de superfície de aquecimento. Também tem um superaquecedor que aumenta a temperatura e a secura do vapor.

Uma caldeira locomotiva pode produzir vapor de alta pressão (até 25 bar) e alta capacidade (até 9000 kg por hora). É rápida em produzir vapor e responsiva às mudanças de carga. Era principalmente usada para impulsionar locomotivas a vapor até serem substituídas por motores a diesel ou elétricos.

Caldeira Escocesa Marinha

Uma caldeira escocesa marinha é um tipo de caldeira de tubos de fogo horizontal que tem um ou mais invólucros cilíndricos grandes contendo duas ou mais fornalhas e vários tubos de fogo. Também tem uma câmara de retorno molhado externa que melhora sua eficiência e reduz seu peso.

Uma caldeira escocesa marinha pode produzir vapor de alta pressão (até 30 bar) e alta capacidade (até 27000 kg por hora). É robusta em construção e adequada para aplicações marítimas, como aquecimento, geração de energia e propulsão.