vapor

Qual a diferença entre produção de vapor e pressão de trabalho em uma caldeira, a Boiler Company do Brasil esclarece.

Qual a diferença entre produção de vapor e pressão de trabalho em uma caldeira, a Boiler
Company do Brasil esclarece.

O vapor de uma caldeira industrial, pode ser gerado em diversas pressões de trabalho. É comum que se confunda a pressão de trabalho de uma caldeira com a produção de vapor da mesma. A produção de vapor é a capacidade que uma caldeira possui em transformar água em vapor, todavia a pressão de trabalho é a pressão em que o vapor é gerado.

A unidade de produção de vapor é dada em toneladas por hora (ton/h) ,e a unidade da pressão de trabalho é dada em quilograma força por centímetro quadrado (Kgf/cm2)

A confusão entre o conceito de pressão trabalho (Kgf/cm2) e produção de vapor (ton/h) se da pelo fato de que uma caldeira trabalhando abaixo da sua capacidade de produção de vapor
terá uma perda de pressão de trabalho.

Vamos dar alguns exemplos para um melhor entendimento estes dois conceitos:

Vamos supor que tenhamos uma caixa de água com uma capacidade de enchimento de 1000 litros. Como cada litro de água pesa 1 quilo a caixa de água cheia pesará 1000 quilos, ou seja uma tonelada (1ton).

Uma caldeira com capacidade de geração de vapor de 1ton/h é aquela que no período de uma hora faz com que toda a água que estava na caixa de água se transforme em vapor.

Vamos supor que a nossa caixa de água esteja elevada em relação ao solo em 10 metros (10m). Se conectarmos um cano de água da caixa de água até o solo e colocarmos um manômetro (instrumento de mede pressão) junto ao solo o mesmo vai indicar uma pressão de 1,0 Kgf/cm2; se a caixa estiver a uma altura de 20 metros o manômetro irá indicar uma pressão de 2,0 Kgf/cm2; se estiver a 30 metros de altura teremos uma pressão de 3,0 Kgf/cm2 e assim sucessivamente.

Fazendo uma comparação entre a caldeira e a caixa de água a produção de vapor da caldeira é equivalente a capacidade de armazenamento da caixa, no caso 1ton e a pressão de trabalho
depende da altura em que a caixa está posicionada, quanto mais alta maior a pressão, porém a capacidade será sempre a mesma.

Imaginemos que possuímos uma bomba de água que seja capaz de encher a caixa no período de uma hora, logo a bomba conseguirá repor na caixa 1 ton/h.

Se instalarmos um chuveiro no cano da nossa caixa de água, que gaste 200 litros por hora, e a bomba para repor a água estiver ligada a pressão no chuveiro se manterá constante, porém se instalarmos 6 chuveiros estes vão consumir 1200 litros de água por hora e a nossa caixa só pode fornecer 1000 litros.

Neste caso a caixa irá esvaziar, apesar da bomba de reposição de água estar ligada, e a pressão da água nos chuveiros irá cair, porque estamos retirando da caixa um volume superior ao que ela pode fornecer.

Aparentemente estará faltando pressão nos chuveiros, mas na realidade está faltando produção (volume de água).

O exemplo que acabamos de descrever ilustra o que ocorre nas caldeiras industrias quando a pressão de trabalho cai, ou seja, a queda de pressão ocorre por falta de capacidade produtiva.

Painel Caldeira Industrial

Cogeração: Geração de energia elétrica através de vapor produzido em caldeiras

Cogeração, Geração de energia elétrica através de vapor produzido em caldeiras, a Boiler Company do Brasil esclarece.

Com o aumento do custo da energia elétrica torna-se mais viável a produção de energia elétrica através da utilização do vapor gerado em caldeiras de pequeno porte. Entende-se caldeiras industriais de pequeno porte caldeiras com capacidade de geração de vapor de até 30 toneladas de vapor por hora.

A Boiler Company do Brasil fabrica caldeiras com capacidade de geração de vapor que vão de uma tonelada de vapor por hora, até trinta toneladas de vapor por hora, ou seja no período de
uma hora a caldeira tem a capacidade de transformar 30.0000 litros de água do estado liquido para o estado de vapor.

É importante antes de falarmos em cogeração ou geração de energia elétrica através de uma produção de vapor, que se saiba a diferença conceitual entre produção e pressão de trabalho
de uma caldeira (veja o artigo – Qual a diferença entre produção de vapor e pressão de trabalho em uma caldeira).

Para a geração de energia elétrica a partir do vapor vamos precisar dos seguintes equipamentos.

  • Uma caldeira industrial
  • Uma turbina com redutor
  • Um conjunto gerador

Normalmente nos processos produtivos das industrias, em geral, estas já possuem a caldeira e ficam tentadas a gerar a sua própria eletricidade. Isso nem sempre é possível pois para
gerarmos energia elétrica devemos fornecer energia térmica através do vapor, e essa energia nem sempre está disponível como veremos a seguir.

Quanto mais energia térmica fornecemos a turbina maior será a quantidade de energia elétrica obtida. Logo o ideal é que aumentemos a pressão de trabalho da caldeira e também aumentemos a temperatura o vapor fazendo com que este passe de vapor saturado para vapor superaquecido.

Estes aumentos de pressão e temperatura ficam limitados a parte estrutural da caldeira, pois não se pode trabalhar com uma caldeira acima da pressão de trabalho para qual a mesma foi
projetada e muitas vezes as caldeiras de pequeno porte não possuem super aquecedor.

A única empresa que fabrica caldeiras de pequeno porte com super aquecedor no território nacional, é a Boiler Company do Brasil.

No processo de cogeração o vapor superaquecido vai para a turbina a qual aciona o redutor que por sua vez aciona o gerador produzindo a energia elétrica.

O que ocorre dentro de uma turbina de uma termo elétrica ou turbina para geração de vapor, o vapor entra na turbina no estado de vapor superaquecido, nestas condições o vapor está a
uma alta temperatura em torno de 420 graus centígrados e é incolor (como o ar que respiramos).

A medida que o vapor cede energia para o acionamento da turbina este vai perdendo pressão e temperatura e vai passando da condição de superaquecido para a condição de saturado, (vapor saturado é aquele que podemos visualizar, como uma fumaça branca, tal qual as nuvens).

O vapor saturado sairá da turbina a uma pressão e uma temperatura baixa tendo cedido quase toda a sua energia para fazer com que a turbina gire acionando o redutor que por sua vez vai
acionar o gerador.

O vapor que sai da turbina precisará ser resfriado até se transformar novamente em liquido para voltar a alimentar a caldeira fechando um ciclo entre a caldeira e a turbina.

Para que o vapor saturado se transforme em liquido nós temos na saída da turbina um condensador e um sistema de torres de resfriamento, necessitando de uma grande quantidade de água para realizar este trabalho.

No processo descrito acima não utilizamos o vapor no processo industrial pois todo o vapor gerado na caldeira foi transformado em energia elétrica. Desta maneira para gerar 1 MW (mega watt) necessitamos de aproximadamente 6 tons de vapor.

Quando utilizamos vapor no processo industrial se faz necessário termos no meio da turbina uma saída de vapor, na pressão e temperatura desejada no processo industrial, para fazermos a extração do vapor.

O ideal é que o processo industrial utilize toda quantidade de vapor gerado pela caldeira dispensando desta forma o condensador e a torre de resfriamento.

O maior problema é que na maioria dos casos, a caldeira não foi dimensionada para gerar vapor para o processo industrial e para a produção de energia elétrica e não teremos vapor suficiente para gerarmos energia elétrica.

caldeiras industriais

O Mercado de Caldeiras Industriais no Brasil

O MERCADO DE CALDEIRAS INDUSTRIAIS NO BRASIL

A BOILER COMPANY DO BRASIL em sua matéria na revista Graxaria Brasileira explana sobre suas caldeiras e as atuais exigências das graxarias. A caldeira fornece vapor para todos os processos de aquecimento, proporcionando facilidade e flexibilidade na conversão energética. Devido as propriedades do vapor é possível manter altos níveis de qualidade nos controles aplicados às etapas, proporcionando qualidade no produto final, além de aliar ganhos de produtividade e baixo custo.

Desde os primórdios até os dias atuais, a principal fonte de energia utilizada na indústria de graxaria, alimentícia, frigorifico, têxtil, laticínios, papel, é o vapor. Razão pela qual a caldeira assume tamanha importância.

Com o aumento da energia elétrica e gases proveniente do petróleo, a biomassa vem tornando-se cada vez mais atrativa para o processo de geração em uma empresa.

Mediante este cenário a BOILER COMPANY, Fabricante de caldeira, procura se destacar, apresentando novas tecnologias e soluções em que o custo-benefício prevaleça.

caldeiras industriais

CALDEIRAS COMPACTAS DE ALTA EFICIENCIA E FACIL INSTALAÇÃO.

A Boiler do Brasil oferece as graxarias opções em caldeiras há mais de 12 anos. Com produção de vapor de 1.000Kg/hora a 30.000kg hora, elas podem utilizar biomassa, óleo pesado, gás natural ou GLP. O Engenheiro da Boiler, Álvaro Celso Paes, destaca alguns diferenciais encontrados nas caldeiras da empresa, como por exemplo, o fato de serem compactas, isentas de tijolos refratários e montadas em chassi de vigas de aço, não necessitando de nenhuma execução de alvenaria para instalação; também são de fácil e rápida instalação; tem baixo custo com obras civis; possuem sistema de controle eletrônico com supervisórios, CLP e IHM, podendo ser executado por operador ou por um terminal de computação; contam com sistema de alimentação hidráulica, sem necessidade de alimentação manual de lenha ou qualquer outro tipo de biomassa, garantindo uma economia no combustível de 10% a 12% quando comparadas às caldeiras convencionais; e alta eficiência térmica e de combustão diminuindo sensivelmente o seu consumo devido a utilização de espelhos de agua e câmera de reversão de gases (wet back) ao invés de alvenaria refratária, proporcionando também um melhor aproveitamento de energia térmica.

O Sistema de combustão baseado no principio de leito fluidizado faz com que todas as partículas da biomassa entrem em combustão, diminuindo a produção de cinzas com maior aproveitamento, no caso da lenha de 97%. A cada tonelada de lenha queimada serão geradas somente 30 kg de cinzas, contribuindo para diminuição do consumo do combustível, exemplifica Álvaro, reforçando que a Boiler investe continuamente em tecnologia de processos, tudo acompanhado pelo Centro de Pesquisas na matriz, visando levar aos clientes a mais alta tecnologia com o menor custo. “ Estas são as razões de grande aceitação do mercado em relações nossas caldeiras.”