02-GV_Conceitos de caldeiras a vapor e suas funcionalidades

Conceitos de caldeiras

1. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
A geração de Vapor é um A geração de Vapor é um
processo físico que envolve o processo físico que envolve o
aquecimento da fase aquecimento da fase líquidalíquida
até a fase de até a fase de ebulição,ebulição, na na
pressão desejada.pressão desejada.

2. CALDEIRASCALDEIRAS
P
r
e
s
s
ã
o
Temperatura

3. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
CONCEITOS DE TERMODINÂMICACONCEITOS DE TERMODINÂMICA
A - Líquido Comprimido
C – Mistura Liquido Saturado + Vapor Saturado
D - Vapor Saturado
B - Líquido Saturado
E - Vapor Superaquecido
A
30 C
B
99,6 C
C
100 C
D
100 C
E
105 C
Pressão = 1 atm = 0,1015 Pressão = 1 atm = 0,1015

4. V
A
P
O
R
IZ
A
Ç
Ã
O
SATURAÇÃO
SUPER
A
Q
UEC
IM
EN
TO
Líquido Líquido
ComprimidoComprimido
Líquido Líquido
Saturado e Saturado e
Vapor SaturadoVapor Saturado
Vapor SuperaquecidoVapor Superaquecido
100 % Líquido Saturado
100 % Vapor Saturado
GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
Mudança de fase da ÁguaMudança de fase da Água

5. Mudança de Fase da Água (CNTP)
0
100
200
300
400
500
0
,
0
0
1
0
8
9
0
,
0
0
1
0
,
0
0
1
0
4
4
0
,
4
1
8
4
1
,
6
7
1
2
,
1
4
Volume Especifícico
T
e
m
p

(

C

)

6.       Specific Internal Specific Specific
Quality

(T
ítu
lo)
Phase
Temp Pressure Volume Energy Enthalpy Entropy
C MPa kg/cm2 m3/kg Incremento kJ/kg kJ/kg kJ/kg/K
100 0,1013 1,00 0,001044 1,000 418,9 419 1,307 0 Saturated
Liquid
100 0,1013 2,00 1,673 1602,490 2506 2676 7,355 1 Saturated
Vapor
120,6 0,2026 2,00 0,001061 1,000 506,2 506,4 1,534 0 Saturated
Liquid
120,6 0,2026 2,00 0,8751 824,788 2530 2707 7,123 1 Saturated
Vapor
152,3 0,5065 5,00 0,001093 1,000 641,8 642,3 1,866 0 Saturated
Liquid
152,3 0,5065 5,00 0,3704 338,884 2562 2749 6,817 1 Saturated
Vapor
330 12,8500 126,95 0,001561 1,000 1505 1525 3,551 0 Saturated
Liquid
330 12,8500 126,95 0,013 8,328 2499 2666 5,442 1 Saturated
Vapor
342,2 15,0000 148,08 0,001658 1,000 1586 1610 3,685 0 Saturated
Liquid
342,2 15,0000 148,08 0,01034 6,236 2455 2610 5,31 1 Saturated
Vapor
365,8 20,0000 197,43 0,002035 1,000 1785 1826 4,014 0 Saturated
Liquid
365,8 20,0000 197,43 0,005834 2,867 2293 2410 4,927 1 Saturated
Vapor
374,1 22,0900 218,07 0,003155 1,000 2030 2099 4,43 0 Saturated
Liquid
374,1 22,0900 218,07 0,003155 1,000 2030 2099 4,43 1 Saturated
Vapor
GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
CONCEITOS DE TERMODINÂMICACONCEITOS DE TERMODINÂMICA

7. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
CONCEITOS DE TERMODINÂMICACONCEITOS DE TERMODINÂMICA

8. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
FLAMOTUBULAR

9. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
• A temperatura de saturação aumenta com A temperatura de saturação aumenta com
a pressão a pressão
• A transformação de fase ocorre a uma A transformação de fase ocorre a uma
temperatura constantetemperatura constante
• O calor latente de vaporização diminui O calor latente de vaporização diminui
com a pressãocom a pressão
CONSTATAÇÕES

10. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
Porque se utiliza água ?
Baixo custo e facil obtençãoBaixo custo e facil obtenção
Vapor dágua é limpo, inodoro e não é toxicoVapor dágua é limpo, inodoro e não é toxico
Vapor dágua tem alto poder de armazenamento Vapor dágua tem alto poder de armazenamento
de calorde calor

11. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
é o mais indicado para uso em é o mais indicado para uso em
aquecimento aquecimento
Problema : grande formação de condensado
Vapor SaturadoVapor Saturado

12. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
Alem do uso em aquecimento , é Alem do uso em aquecimento , é
utilizado na obtenção de trabalho utilizado na obtenção de trabalho
mecânico (Turbinas , Geradores)mecânico (Turbinas , Geradores)
Problema : elevada temperatura e altas pressões
Portanto seu uso só é economicamente viável
sistemas mais complexos.
Vapor SuperaquecidoVapor Superaquecido

13. GERAÇÃO DE VAPORGERAÇÃO DE VAPOR
Equipamentos projetados com a Equipamentos projetados com a
função básica de transformar água função básica de transformar água
líquida em vapor a pressão acima líquida em vapor a pressão acima
da atmosférica, numa temperatura da atmosférica, numa temperatura
igual ou maior que a de saturação igual ou maior que a de saturação
nessa pressão.nessa pressão.
Gerador de Vapor / CaldeiraGerador de Vapor / Caldeira

14. Gerador de Vapor / CaldeiraGerador de Vapor / Caldeira

15. Triângulo do fogoTriângulo do fogo
 OxigênioOxigênio
 CombustívelCombustível
 Fonte de IgniçãoFonte de Ignição
 A combustão pode ser controlada através da dosagem de
ar, proporcionando assim a perfeita mistura ar-
combustível. Caso ocorra um descontrole de ar pode surgi
misturas pobres e ricas.
1-Mistura Pobre 3-Mistura Ideal2-Mistura Rica
Combustível
Ar

16.  Cada combustível tem seu excesso de ar específico para que
ocorra uma queima completa. Realizando cálculos de base
estequiométrica obtem-se as quantidades exatas de ar e
combustível para uma queima ideal. O ar de excesso é
justamente a soma de ar a mais em cima desta quantidade
exata de ar/combustível
C + O
2
CO
2 Combustão CompletaCombustão Completa
2C + O
2
CO Combustão IncompletaCombustão Incompleta

17.  Condução: Transmissão de calor através da qual
a energia passa de molécula para molécula sem que
elas sejam deslocadas.
 Convecção: Transmissão de calor devido o deslocamento
de camadas aquecidas proveniente da diferença de densidade.
Radiação: Propagação de
calor que ocorre através de
ondas eletromagnéticas

18. Fluxograma de Combustíveis
UA-2UA-1
UP-1FORNECEDORES
EXTERNOS
UT-E
UP-2
COMBUSTÍVEIS GASOSOS
COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS
A-200
GLP GÁS COMBUSTÍVEL GÁS NATURAL
METANO ETANO C4’s
GÁS DE FLARE
GASOLINA GASÓLEO DE PIRÓLISE
RAP
OC-1A
RASF
QUEROSENE
RASF
Fora de
operação

19. Fluxograma de Combustíveis Líquidos
RLAM
Petrobrás
BACAM
Armazenagem
FB
969A
FB
969B
FB
1014
FB
1051
FB
1013
UP-1
UA-1
A200
SAO II
OC-1A
UT-E
RASF
OC-1A
GAP
Óleo
Recuperado
RAP
RAP
Combustível
Único *
* Combustível Único = RAP + Óleo Recupedo + Gasóleo + DCPD
UA-2
RAP +
Gasóleo
DCPD
GAP
UP-2
GAP
TQ
5301A/B
Fora de
operação

20. Fluxograma de Combustíveis Gasosos
UP-2
UP-1
UA-1
BAHIA
GÁS
UT-E
GLP
GLP
Gás
Combustível
Gás
Natural
Gás de
Flare
GLP
GLP
UA-2
- Gás Combustível
- Metano
- Etano
- C4’s
- Gás Combustível
- Metano
- Etano
Gás
Combustível
GLP