O documento descreve o circuito de gases em uma caldeira, incluindo os principais componentes como fornalha, pré-aquecedores de ar, economizador, superaquecedor e equipamentos de controle de emissões. Também discute as condições de operação e monitoramento rotineiro de parâmetros como temperatura e vazão.

1. 2. Circuito de Gases

2. Cronograma
CONSIDERAÇÕES GERAIS 5 min
CIRCUITO DE GASES
CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO
PRINCIPAIS PROBLEMAS
SEGURANÇA
CONCLUSÃO

3. A reciclagem de operadores deve ser permanente, por
meio de constantes informações das condições
físicas e operacionais dos equipamentos,
atualização técnica, informações de segurança,
participação em cursos, palestras e eventos
pertinentes. (NR - 13.3.11)

5. Apresentação da Alimentação
 Ok?  Sugestões
 O que mudar?
 Podemos continuar da
mesma forma?

6. Combustão
 Reação química entre duas substâncias ditas
combustível (bagaço) e comburente (oxigênio),
ocorrendo a alta velocidade e alta temperatura;
 Intensa liberação de calor com a emissão simultânea
de luz;
C+O2 -> CO2 + Calor
H2 + 1/2O2 -> H2O + Calor

7. Combustão
 Produtos da Combustão: Gases de Combustão
 Poder calorífico de um combustível é o calor liberado
durante a combustão completa;
 Ar de Combustão
Volume (%)
Nitrogênio 79
Oxigênio 21
Excesso de ar muito alto, abaixa a temperatura de
chama, diminui a troca de calor, diminuindo a eficiência dos
equipamentos;

8. Combustão
 Excesso de ar:
35%
 Vazão de ar de combustão:
41 kg por segundo
 Vazão de gases:
50,81 kg por segundo

9. Unidades Básicas
 Concentração
ppm - parte por milhão
1 ppm CO2
1 ml de CO2 está dissolvido em 1 m³ de ar

10. Cronograma
CONSIDERAÇÕES GERAIS
CIRCUITO DE GASES 15 min
CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO
PRINCIPAIS PROBLEMAS
SEGURANÇA
CONCLUSÃO

11. Circuito Gases
 Ar primário
 Ventilador, ar atmosférico > Pré-aquecedor > Fornalha>
Combustão;
 Exaustão
 Pelo fenômeno da tiragem induzida, realizado pelo
exaustor, os gases quentes, produtos da combustão,
circulam por toda a caldeira até ser lançado na
atmosfera;

12. Circuito Gases
 Neste trajeto, ele cede calor para a água dos seguintes
modos:
- aquece a água no economizador;
- vaporiza-a na caldeira;
- transforma o vapor saturado em vapor superaquecido
no superaquecedor;

14. Fluxograma

15. Circuito de Gases

16. Fornalha
 Principal equipamento para a queima do combustível.
Entre as suas funções estão incluídas: a mistura ar-
combustível, a atomização e vaporização do
combustível e a conservação de uma queima contínua
da mistura;
 541 m³ (15 x 6 x 6)
 Foto

17. Paredes d’água
 Formada por tubos que estão em contato direto com as
chamas e os gases, permitindo maior taxa de absorção
de calor por radiação;

18. Grelhas
 Grelhas: utilizadas para amparar o material dentro da
fornalha, podendo ser fixas, rotativas e inclinadas;
 Basculante;
 Com a inclinação dos barrotes, a cinza escoa-se para
baixo, limpando-a. A redução de ar da combustão e a
melhor distribuição do bagaço sobre a grelha
aumentam consideravelmente o rendimento da
Caldeira;

19. Sopragem de Grelhas
 RD003.R – REDLER
RETIRADA DE CINZAS
 Motor 2 cv
 Redução 1,54
 Rosca
 Motor 2 cv – 1740 rpm
 Redução 1: 60
 PCV210.R
 Redutora Vapor Auxiliar
 SETPOINT 18
 HH 24
 H 23

20. Pré-Aquecedores de Ar
 Os pré-aquecedores são posicionados normalmente
antes do economizador. Este arranjo visa aumentar a
temperatura de metal, e proteger os tubos contra a
corrosão, que poderia ocorrer quando a caldeira
trabalhar em baixa carga;

21. Pré-Aquecedores de Ar
 Os pré-aquecedores reduzem o consumo de
combustível, ao aproveitar o calor dos gases de
exaustão para aquecimento do ar de combustão,
aumentando a eficiência (rendimento) da caldeira;

22. Pré-Aquecedores de Ar
 PRE-AR001.R
 44 tubos na
longitudinal
 42 tubos na transversal
 Diâmetro dos tubos
2 ½ ’’
 Tubos de 4 m de
comprimento
 Material Aço Carbono
 PRE-AR002.R
 46 tubos na
longitudinal
 38 tubos na transversal
 Diâmetro dos tubos
2 ½ ’’
 Tubos de 2 m de
comprimento

23. Pré-Aquecedores de Ar
 PRE-AR001.R
 Sentido do fluxo de ar
Paralelo
 Superfície de
aquecimento de
1474,6 mm²
 PRE-AR002R
 Sentido do fluxo de ar
Contra corrente
 Superfície de
aquecimento de
697,4 mm²

24. Evaporador – EV001.R
 17 tubos no sentido dos gases
 33 tubos no sentido transversal
 2’’ de diâmetro
 4,25 mm de espessura
 Material

25. Economizador - EC001.R
 Sistema por onde a água passa antes de entrar no
tubulão e é pré-aquecida através da troca térmica com
os gases quentes;
 Os economizadores reduzem o consumo de
combustível, ao aproveitar o calor dos gases de
combustão para aquecimento da água de alimentação,
aumentando a eficiência (rendimento) da caldeira.

26. Economizador

27. Economizador
 28 tubos na longitudinal
 22 tubos na transversal
 2’’ de diâmetro
 3,1 mm de espessura
 60 aletas por metro de
tudo

28. Superaquecedor
 Os superaquecedores são alimentados pelo vapor
retirado da parte superior do tubulão e aquecido por
convecção pelos gases quentes da combustão, sendo
situado em geral na parte superior da câmara de
combustão da caldeira;
 O vapor que sai do superaquecedor vai direto para a
turbina;

29. Superaquecedor
 Finalidade de superaquecer o vapor, transformando o
mesmo no final do processo em vapor seco de alta
pressão, o qual não contem nenhum tipo de gotículas
ou umidade.
 Esse é o único tipo de vapor que pode ser utilizado em
turbinas para evitar a erosão das palhetas pelas
gotículas de água;

30. Superaquecedor

31. Superaquecedor
 Temp. na saída do super
1: 528 ºC
 Temp. na saída do super
2: 660 ºC
 Superfície de
Aquecimento
 SH001.R:
503,9 m²
 SH002.R:
503,9 m²

32. Superaquecedor

33. Multiciclone
 Pré-Separador
 O ciclone baseia- se na ação da força centrifuga que
age sobre as partículas carregadas pelo fluxo de gás,
empurrando-as na direção das paredes, e retirando-as
do fluxo gasoso.

34. Multiciclone
 220 tubos de precipitação

35. Multiciclone
 Os separadores ciclônicos geralmente estão localizados
antes dos ventiladores de tiragem induzida. Isto
permite evitar o intenso desgaste erosivo ocasionado
pela ação da cinza volátil nas pás dos mesmos;
 Uma infiltração de ar de 5 % pode duplicar a
concentração de particulados à saída do separador;

36. Lavador de Gases
 Gás é forçado através de
uma aspersão de gotas,
que colidem com o
material particulado,
aglomerando as
partículas e tornando a
coleta facilitada;

37. Lavador de Gases
 LGA001.R
 3 níveis de Spray
 Vazão de 3600 kg de
gases por hora
 Valor máximo de 200
mg/Nm³ de emissão de
particulados

38. Lavagem de Gases
 Vantagens:
- Operação a altas temperaturas;
- Baixo custo de manutenção;
- Pode tratar particulados
inflamáveis e explosivos;
- Absorção e remoção de
particulados no mesmo
equipamento;
- Variada eficiência de remoção;
- Neutralização de gases e
particulados corrosivos;
- Resfriamento dos gases;
- Controle da poluição
atmosférica.
 Desvantagens:
- Corrosão;
- Poluição secundária (um efluente
líquido a tratar);
- Contaminação das partículas
(não recicláveis).
 A eficiência se relaciona com as
concentrações e propriedades
dos poluentes.

39. Chaminé
 Altura 30 m
 Diâmetro 2,2,

40. Sopradores de Fuligem
 Instalados em pontos estratégicos;
 Trata-se de um dispositivo que penetra no interior do
feixe tubular, fazendo um jateamento de vapor na
parte externa do feixe. Com isso, consegue-se remover
possíveis depósitos de fuligem aderidos aos tubos que
podem prejudicar as operações de troca térmica.

41. Sopradores de Fuligem
 Super 2
 SF001D.R
 SF001E.R
 Super 1
 SF002D.R
 SF002E.R
 Rotativos Fixos
 3,57 m de lança
 Motor 0,16 cv
 Evaporador
 SF003D.R
 SF003E.R
 Economizador
 SF004D.R
 SF004E.R
 A remoção de material
particulado da superfície
de aquecimento pode
melhorar o rendimento da
caldeira a 2 a 10%;

42. Ventiladores
 Máquinas rotativas capazes de aumentar a energia de
um fluido pelo aumento da pressão estática e cinética;

43. Ventiladores
 VT013.R
 AR PRIMARIO
AR DA GRELHA
 Potência Motora
250 cv
 1190 rpm
 Vazão
160560 kg de ar por hora

44. Ventiladores
 VT014.R
 AR SECUNDARIO –
OVERFIRE
 Potência Motora
100 cv
 1780 rpm
 Vazão de 40703 kg de ar
por hora

45. Ventiladores
 VT012.R
 TIRAGEM INDUZIDA
(EXAUSTOR)
 Potência Motora 500 cv
 880 rpm
 Vazão de 210583 kg de
gases por hora

46. Redler - Coleta de Cinzas
 Redler Lateral – RD027.R
 1,5 cv
 Rosca
 Motor de 2cv – 1740 rpm
 Redução 1:60
 Redler Multiciclone –
RD026.R
 1,5 cv
 Rosca
 Motor de 2cv – 1740 rpm
 Redução 1:60

47. Tratamento Água Piscina
 A solução de lavagem proveniente dos lavadores é
recolhida em tanques de decantação onde ocorre a
neutralização das cinzas do próprio processo,
hidróxido de sódio e a mineralização (decantação dos
sais), retornando posteriormente ao processo de
lavagem.

48. Tratamento Água Piscina

49. Tratamento Água Piscina
 O sistema opera em circuito fechado, possibilitando a
recirculação de toda a água para o processo e a
separação dos sólidos de forma compacta e apropriada
para o transporte;
 RD507.O – Redler Piscina de Cinzas
 4 cv – 1700 rpm
 Redução 2,03

50. Tratamento Água Piscina
 A água clarificada, livre de partículas sólidas, verte por
gravidade do tanque de decantação para um tanque de
água limpa, onde é feita a alimentação de água de
make-up para reposição do volume perdido no
processo;
 Deste tanque, a água limpa é bombeada de volta para
os sistemas de lavagem de gases e de cinzeiros;
 P506.O
 Motor de 25 cv – 1755 rpm

51. Cronograma
CONSIDERAÇÕES GERAIS
CIRCUITO GASES
CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO 20 min
PRINCIPAIS PROBLEMAS
SEGURANÇA
CONCLUSÃO

52. Controle
 Permite garantir uma operação segura, econômica e
confiável do equipamento;

53. Sensores
 Dispositivo que responde a um estímulo
físico/químico de maneira específica e mensurável;
 Sensores de Pressão
 Sensores de Temperatura
 Sensores de Vazão
 Sensores de vazão medem a quantidade de material
fluido passando por um ponto a um certo tempo.

56. Posicionador
 Recebe o setpoint do controlador principal do processo
e atua na válvula, movendo-a exatamente para a
posição ideal, proporcionando um melhor
desempenho do processo;

57. Controle
 Superaquecedor;
 A regulagem da temperatura do vapor superaquecido
normalmente é feita atuando-se nos queimadores, no
sentido da chama ou no controle dos gases de
combustão, por meio da abertura ou fechamento de
uma válvula “by-pass”, ou seja, de derivação, instalada
no circuito dos gases;

58. Controle
 Limpeza de Grelhas

59. Alarmes
 High High Alarm
 High Alarm
 Low Alarm
 Low Low Alarm

61. Dados Rotineiros
 Temperatura dos Gases
Saída Super Sec. (TT402)
Saída Pré-Ar II (TT403)
Saída Eco (TT404)
Saída Pré-Ar (TT405)
Saída Multiciclone
(TT406)
Saída Lavador de Gases
(TT407)

62. Dados Rotineiros
 Temperatura do Ar
Entrada Pré-Ar I (TT301)
Saída Pré-Ar I (TT302)
Saída Pré-Ar II (TT303)
 Pressão do Ar
Entrada Pré-Ar I (PT301)
Saída Pré-Ar II (PT302R)

63. Dados Rotineiros
 Pressão
Saída Caldeira (PT402)
Saída Multiciclone (PT406)

64. Dados Rotineiros
 Auxiliadores
Frequência Ventilador (M013R)
Frequência Exaustor (M012R)
Depressão Fornalha (PT401)
Relação ar

65. Cronograma
CONSIDERAÇÕES GERAIS
CIRCUITO GASES
CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO
PRINCIPAIS PROBLEMAS 20 min
SEGURANÇA
CONCLUSÃO

66. Infiltrações

67. Performance Esperada dos Gases
 Temp. na saída da fornalha: 860 ºC
 Temp. na saída do super 1: 528 ºC
 Temp. na saída do super 2: 660 ºC
 Temp. na saída do evaporador: 411 ºC
 Temp. na saída do pré-ar 1: 161 ºC
 Temp. na saída do pré-ar 2: 355 ºC
 Temp. na saída do economizador: 210 ºC
(Valores do Projeto DanPower com o uso de Bagaço)

68. Check List
 Exaustor
 Ventilador Primário
 Ventilador OverFire
 Alimentadores (Bicas)
 Rosca Fundo Grelha
 Rosca Saída Caldeira
 Rosca Entrada
Multiciclone
 Redler Lateral Caldeira
 Redler Multiciclone
 Rosca Saída Caldeira

69. Check List
 Motor
 Redutor
 Corrente Acionamento
 Mancal LA
 Mancal LOA
 Engrenagem
 Válvula Rotativa
 Boma
 Acúmulo/Sujeira
 Vazamento Óleo

70. Cronograma
CONSIDERAÇÕES GERAIS
CIRCUITO GASES
CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO
PRINCIPAIS PROBLEMAS
SEGURANÇA
CONCLUSÃO
2 min

71. Espaços Confinados
 São espaços não projetados
para ocupação contínua
por trabalhadores.
 Suas aberturas de entrada e
saída são de difícil acesso.
 Podem ter pouca ou
nenhuma ventilação.
 Podem ter pouco ou
nenhum oxigênio.
 Podem conter produtos
tóxicos ou inflamáveis.

72. Espaços Confinados
 Procedimentos Padrões
 NR 33
 EPI
 PET
 Vigia

73. SEGURANÇA
 EPI’s

74. CONCLUSÃO
 A segurança para operadores de caldeira é exigido pela
nova portaria como fator básico de Segurança na
Operação de Caldeira. Essas informações constitui-se
em apoio e complemento na qualificação do operador
de caldeira;
 Não se pretende ensinar o profissional a operar o
equipamento mas, sim, cumprir o programa oficial
estabelecendo definitivamente a consciência
profissional voltada ao desempenho da atividade com
Segurança;

75. MUITO OBRIGADO
E BOM TRABALHO!