Caldeira de Tubos de Água | Operação e Tipos de Caldeira de Tubos de Água
Uma caldeira de tubos de água é o tipo de caldeira em que a água é aquecida dentro dos tubos e os gases quentes a circundam. Esta é a definição básica de uma caldeira de tubos de água. Na verdade, esta caldeira é exatamente o oposto de uma caldeira de tubos de fogo, onde os gases quentes passam pelos tubos que são cercados por água.
Vantagens da Caldeira de Tubos de Água
Existem muitas vantagens da caldeira de tubos de água devido às quais esses tipos de caldeira são essencialmente usados em grandes estações de geração de energia térmica.
Uma maior superfície de aquecimento pode ser alcançada usando mais tubos de água.
Devido ao fluxo convectivo, o movimento da água é muito mais rápido do que na caldeira de tubos de fogo, resultando em uma taxa de transferência de calor alta, o que leva a uma maior eficiência.
Uma pressão muito alta, na ordem de 140 kg/cm2, pode ser obtida suavemente.
Princípio de Funcionamento da Caldeira de Tubos de Água
O princípio de funcionamento da caldeira de tubos de água é muito interessante e simples.
Vamos desenhar um diagrama básico de caldeira de tubos de água. Ela consiste principalmente em dois tambores, um superior chamado tambor de vapor e outro inferior chamado tambor de lama. Estes tambores superior e inferior estão conectados por dois tubos, denominados down-comer e riser, conforme mostrado na figura.
A água no tambor inferior e no riser conectado a ele é aquecida e vapor é produzido neles, que naturalmente sobe para o tambor superior. No tambor superior, o vapor se separa da água naturalmente e é armazenado acima da superfície da água. A água mais fria é alimentada pelo entrada de água de alimentação no tambor superior e, como essa água é mais pesada do que a água mais quente do tambor inferior e do riser, a água mais fria empurra a água mais quente para cima através do riser. Portanto, há um fluxo convectivo de água no sistema da caldeira.
Quanto mais vapor é produzido, a pressão do sistema fechado aumenta, o que impede esse fluxo convectivo de água e, portanto, a taxa de produção de vapor torna-se proporcionalmente mais lenta. Novamente, se o vapor é retirado através da saída de vapor, a pressão dentro do sistema diminui e, consequentemente, o fluxo convectivo de água torna-se mais rápido, resultando em uma taxa de produção de vapor mais rápida. Dessa forma, a caldeira de tubos de água pode controlar sua própria pressão. Portanto, este tipo de caldeira é referido como máquina autoregulável.
Tipos de Caldeira de Tubos de Água
Existem muitos tipos de caldeira de tubos de água.
Caldeira de Tubos Horizontais Retos.
Caldeira de Tubos Curvos.
Caldeira Ciclônica.
A Caldeira de Tubos Horizontais Retos pode ser subdividida em dois tipos diferentes, tais como
Caldeira de Tambor Longitudinal
Caldeira de Tambor Transversal.
A Caldeira de Tubos Curvos também pode ser subdividida em quatro tipos diferentes, tais como
Caldeira de Tubos Curvos com Dois Tambores.
Caldeira de Tubos Curvos com Três Tambores.
Caldeira de Tubos Curvos com Três Tambores de Baixa Cabeça.
Caldeira de Tubos Curvos com Quatro Tambores.
Caldeira de Tubos de Água Horizontal, Longitudinal ou Babcock-Wilcox
Construção da Caldeira Babcock-Wilcox
Caldeira Babcock-Wilcox também é conhecida como Caldeira de Tambor Longitudinal ou Caldeira de Tubos Horizontais. Neste tipo de caldeira, um tambor cilíndrico é colocado longitudinalmente acima da câmara de calor. Na parte traseira do tambor, o tubo down-comer está preenchido e, na frente do tambor, o tubo riser está instalado, conforme mostrado na figura. Esses tubos down-comer e riser estão conectados entre si por 5o a 15o tubos de água retos, conforme mostrado na figura.
Princípio de Funcionamento da Caldeira de Tambor Longitudinal de Tubos de Água
O princípio de funcionamento da Caldeira Babcock-Wilcox depende do princípio termonifônico. O tambor longitudinalmente posicionado, conforme mencionado na construção da caldeira de tambor longitudinal, é alimentado por água mais fria em sua entrada de água de alimentação traseira. Como a água mais fria é mais pesada, ela desce através do tubo down-comer instalado na parte traseira do tambor. Do down-comer, a água entra nos tubos de água horizontais, onde se torna quente e mais leve.
À medida que a água se torna mais leve, ela passa por esses tubos de água inclinados e, eventualmente, retorna ao tambor da caldeira através do riser. Durante a passagem da água pelos tubos de água inclinados, ela absorve o calor dos gases quentes que circundam os tubos de água, resultando na formação de bolhas de vapor nesses tubos. Essas bolhas de vapor então vêm para o tambor de vapor através do riser e se separam naturalmente da água, ocupando o espaço acima da superfície da água no tambor longitudinal da Caldeira Babcock-Wilcox.
Caldeira de Tubos de Água de Tambor Transversal
