Caldeira a Vapor: Princípio de Funcionamento e Tipos de Caldeira
O que é uma caldeira a vapor?
Uma caldeira (também conhecida como caldeira a vapor) é um recipiente fechado no qual o fluido (geralmente água) é aquecido. O fluido não necessariamente ferve. O fluido aquecido ou vaporizado sai da caldeira para uso em diversos processos ou aplicações de aquecimento, como cozinhar, aquecimento de água ou central, ou geração de energia baseada em caldeiras. As caldeiras (ou mais especificamente, as caldeiras a vapor) são uma parte essencial das usinas termelétricas.
Princípio de funcionamento da caldeira
O princípio básico de funcionamento da caldeira é muito simples e fácil de entender. A caldeira é essencialmente um recipiente fechado no qual a água é armazenada. O combustível (geralmente carvão) é queimado em uma fornalha e gases quentes são produzidos.
Esses gases quentes entram em contato com o recipiente de água, onde o calor desses gases quentes é transferido para a água, resultando na produção de vapor na caldeira.
Em seguida, esse vapor é canalizado para a turbina da usina termelétrica. Existem muitos tipos diferentes de caldeiras utilizadas para diferentes propósitos, como operar uma unidade de produção, desinfetar uma área, esterilizar equipamentos, aquecer os arredores, etc.
Eficiência da caldeira a vapor
A porcentagem do calor total exportado pelo vapor de saída no calor total fornecido pelo combustível (carvão) é chamada de eficiência da caldeira a vapor.
Isso inclui a eficiência térmica, a eficiência de combustão e a eficiência de conversão de combustível em vapor. A eficiência da caldeira a vapor depende do tamanho da caldeira utilizada. Uma eficiência típica da caldeira a vapor é de 80% a 88%.
Na verdade, ocorrem algumas perdas, como a combustão incompleta, a perda de radiação a partir das paredes da caldeira a vapor, a combustão defeituosa dos gases, etc. Portanto, a eficiência da caldeira a vapor dá este resultado.
Tipos de caldeira
Existem principalmente dois tipos de caldeira – caldeira de tubos de água e caldeira de tubos de fogo.
Na caldeira de tubos de fogo, existem vários tubos pelos quais passam os gases quentes, e a água circunda esses tubos.
A caldeira de tubos de água é o oposto da caldeira de tubos de fogo. Na caldeira de tubos de água, a água é aquecida dentro dos tubos, e os gases quentes circundam esses tubos.
Estes são os dois principais tipos de caldeira, mas cada tipo pode ser subdividido em muitos, o que discutiremos posteriormente.
Caldeira de tubos de fogo
Como indica o nome, a caldeira de tubos de fogo consiste em vários tubos pelos quais passam os gases quentes. Esses tubos de gás quente estão imersos em água, em um recipiente fechado.
Na verdade, na caldeira de tubos de fogo, um recipiente fechado ou casco contém água, através do qual passam tubos quentes.
Esses tubos de fogo ou tubos de gás quente aquecem a água e a convertem em vapor, e o vapor permanece no mesmo recipiente.
Como a água e o vapor estão no mesmo recipiente, uma caldeira de tubos de fogo não pode produzir vapor em pressão muito alta.
Geralmente, ela pode produzir no máximo 17,5 kg/cm² e com capacidade de 9 toneladas métricas de vapor por hora.
Tipos de caldeira de tubos de fogo
Existem diferentes tipos de caldeira de tubos de fogo, como a caldeira de forno externo e interna. A caldeira de forno externo pode ser novamente categorizada em três tipos diferentes:
Caldeira de tubos de retorno horizontal.
Caldeira de caixa de fogo curta.
Caldeira compacta.
Novamente, a caldeira de forno interno de tubos de fogo também tem duas categorias principais, como a caldeira de tubos horizontais e verticais.
Normalmente, a caldeira de tubos de retorno horizontal é usada em usinas termelétricas de baixa capacidade. Ela consiste em um tambor horizontal no qual há vários tubos horizontais. Esses tubos estão submersos em água.
O combustível (normalmente carvão) é queimado abaixo desse tambor horizontal, e os gases combustíveis se movem para a parte traseira, de onde entram nos tubos de fogo e viajam para a frente, indo para a caixa de fumaça.
Durante essa viagem dos gases nos tubos, eles transferem seu calor para a água, e bolhas de vapor sobem. À medida que o vapor é produzido, a pressão da caldeira se desenvolve nesse recipiente fechado.
Vantagens da caldeira de tubos de fogo
As vantagens das caldeiras de tubos de fogo incluem—
É bastante compacta em sua construção.
As flutuações na demanda de vapor podem ser atendidas facilmente.
Também é bastante barata.
Desvantagens da caldeira de tubos de fogo
As desvantagens das caldeiras de tubos de fogo incluem—
Como a quantidade de água necessária para a operação da caldeira é bastante grande, leva muito tempo para atingir a pressão de vapor desejada.
Como a água e o vapor estão no mesmo recipiente, não é possível obter pressões de vapor muito altas.
O vapor recebido da caldeira de tubos de fogo não é muito seco.
O que é uma caldeira de tubos de água?
Uma caldeira de tubos de água é um tipo de caldeira onde a água é aquecida dentro dos tubos, e os gases quentes circundam esses tubos.
