Caldeira para gerador de turbina a vapor

Tipos de caldeiras para geradores de turbinas a vapor

Uma **caldeira para gerador de turbina a vapor** existe em vários tipos para atender diferentes aplicações industriais. A tabela a seguir resume os tipos mais comuns de caldeiras para geradores de turbinas a vapor.

• Caldeira de tubos de fogo: A caldeira de tubos de fogo tem um design simples e funciona passando gases quentes por vários tubos. O layout do tubo pode ser um feixe único ou duplo. Este tipo de caldeira ocupa menos espaço, tornando-o adequado para geração de energia de pequena a média potência.
• Caldeira compacta: Uma caldeira compacta é uma caldeira de tubos de fogo que utiliza recursos disponíveis para gerar vapor. Os recursos podem ser gás natural, óleo ou carvão. Este tipo de caldeira vem pré-montada e é fácil de instalar. Também é eficiente, durando cerca de 6 a 12 meses com manutenção periódica.
• Caldeira de tubos de água: A caldeira de tubos de água funciona passando água por seus tubos. Os tubos aquecem dos gases quentes produzidos pela combustão. Em comparação com as caldeiras de tubos de fogo, as caldeiras de tubos de água ocupam menos espaço e geram pressão a uma taxa mais rápida. Isso torna a caldeira adequada para a geração de energia em larga escala.
• Caldeira de passagem única: As caldeiras de passagem única são tipos especiais de caldeiras de tubos de água que fazem a água fluir apenas uma vez. Elas podem aquecer rapidamente e liberar vapor sob demanda. As caldeiras de passagem única economizam energia porque os recursos combustíveis queimam sob demanda. No entanto, podem ser arriscadas durante a operação devido ao potencial de alta pressão e temperatura.
• Caldeira supercrítica: As caldeiras supercríticas podem produzir vapor a pressão supercrítica, que está acima do ponto crítico. A característica regular das caldeiras supercríticas é que elas não possuem uma região separada de vaporização e aquecimento. Elas são altamente eficientes e seu nível de emissão de carbono é baixo. A desvantagem é que a pressão supercrítica pode causar acidentes graves se houver uma queda repentina de pressão.

Especificações e manutenção de geradores de turbinas a vapor de caldeira

• Pressão:

  A classificação de pressão indica a pressão máxima na qual a caldeira foi projetada para operar. É normalmente expresso em libras por polegada quadrada (psi) ou bar. As caldeiras de alta pressão geram vapor em pressões elevadas, o que muitas vezes é necessário para aplicações industriais.

• Capacidade:

  A capacidade de uma caldeira a vapor se refere à quantidade de vapor que ela pode produzir dentro de um período de tempo específico. Geralmente é medida em libras por hora (lb/h) ou toneladas por hora. A capacidade da caldeira deve ser adequada para a demanda do processo ou aplicação a que serve.

• Temperatura:

  A temperatura do vapor da caldeira é a temperatura na qual o vapor é gerado pela caldeira. É normalmente expresso em graus Celsius (°C) ou Fahrenheit (°F). A temperatura do vapor é significativa para determinar o conteúdo de energia e a saturação do vapor.

• Tipo de combustível:

  As caldeiras a vapor são projetadas para operar com diferentes tipos de combustível, incluindo gás natural, GLP, diesel, óleo pesado, biomassa, carvão e eletricidade.

  Gás natural e óleo diesel se tornaram os dois principais combustíveis nos últimos anos, escolhidos por sua rentabilidade, acesso conveniente à tubulação e baixas emissões de poluentes.

• Manutenção de equipamentos:

  Para manter a segurança e a eficiência energética, é necessária manutenção regular. Os seguintes são os requisitos típicos de manutenção:

  • Mensal:

    Inspecione o exterior e a área ao redor da caldeira para verificar vazamentos e quaisquer anormalidades. Certifique-se de que o sistema de drenagem da sala de caldeiras não está bloqueado e que a umidade é inferior a 60% para evitar o crescimento de mofo na sala de caldeiras. Mantenha o chão limpo.

  • Trimestral:

    Inspecione o funcionamento do sistema automático, manômetros de pressão, manômetros de temperatura, manômetros de nível de água, relés, contatores, bomba de circulação de água e intertravamentos de desligamento, etc. Para garantir que o sistema automático seja seguro e confiável. Limpe a superfície do termômetro, manômetro e manômetro de nível de água e a chaminé de ventilação e ventilação elétrica. Enxágue os eletrodos de aterramento da caldeira e o sistema de aterramento.

  • Anual:

    Revise a caldeira e os equipamentos auxiliares elétricos e mecânicos para verificar vazamentos e substituí-los conforme necessário.

Cenários de caldeiras para geradores de turbinas a vapor

Uma caldeira geradora de vapor industrial típica para geradores de turbinas a vapor tem uma ampla gama de aplicações.

• Usinas geradoras de energia

  A principal aplicação das caldeiras industriais para turbinas a vapor é em usinas geradoras de energia. Especificamente, eles são usados em fontes renováveis como solar, biomassa e hidrelétrica. Em um sistema gerador de energia hidrelétrica, a água corrente gira as pás da turbina. A rotação aciona o gerador conectado, que produz eletricidade. O papel da caldeira industrial é fornecer a pressão e o vapor necessários para girar as pás da turbina. Da mesma forma, em uma usina geradora de energia de biomassa, o combustível de biomassa é queimado no forno da caldeira industrial. O vapor formado irá diretamente para a turbina ou através de um trocador de calor onde será convertido em água quente que aquecerá a turbina. A escolha do tipo de caldeira dependerá do tipo de biomassa utilizada como combustível.

• Processamento de alimentos

  As caldeiras industriais de turbinas a vapor são amplamente utilizadas na indústria de processamento de alimentos. Elas são usadas para fornecer as necessidades de aquecimento e vapor para várias aplicações de processamento de alimentos. Essas incluem esterilização de alimentos, enlatamento, pasteurização, secagem, cozimento e limpeza, entre outras. As empresas de processamento de alimentos têm que selecionar o tipo e a capacidade corretos da caldeira. Isso garantirá que atendam aos requisitos de processamento de vapor de alimentos.

• Indústria de celulose e papel

  A indústria de celulose e papel responde por cerca de 7% do uso global de energia. Também faz uso extensivo de caldeiras a vapor como fontes de calor e vapor. A parte de polpa do processo precisa de grandes quantidades de vapor e calor para decompor a celulose na madeira. O papel processado tem que passar por seções de secagem e prensagem após o que é enrolado. As seções de secagem e prensagem também precisam de grandes quantidades de vapor e calor.

• Indústria química

  As caldeiras industriais a vapor são peças de equipamento cruciais na indústria química. Os produtos químicos são processados e criados por meio de reações químicas. O processamento químico requer calor. As caldeiras a vapor são usadas para fornecer calor por meio de aquecimento direto, secagem e destilação. Na indústria química, caldeiras de tubos de fogo e de tubos de água são comumente usadas. A escolha depende do processo químico específico.

• Indústria têxtil

  Na indústria têxtil, as caldeiras industriais de turbinas a vapor são usadas para fornecer o calor e o vapor necessários para uma ampla gama de aplicações. Essas incluem tingimento, acabamento, secagem e branqueamento, entre outras. Os principais tipos de caldeiras usadas na indústria têxtil são de tubos de fogo e de tubos de água. As caldeiras de tubos de fogo são usadas em empresas têxteis de pequena escala porque são fáceis de operar. As empresas de grande porte utilizam caldeiras de tubos de água porque são unidades de alta pressão e possuem alta capacidade de produção de vapor.

• Indústria farmacêutica

  A indústria farmacêutica tem que atender a requisitos específicos de produção. Esses incluem a pureza do vapor e da água usados na produção. As empresas farmacêuticas usam principalmente caldeiras de tubos de água. Essas unidades podem atender aos requisitos de vapor de alta pressão e volumes de produção. Elas também possuem uma pegada pequena, o que é adequado para os espaços limitados de algumas empresas farmacêuticas.

Como escolher uma caldeira para gerador de turbina a vapor

As dicas a seguir devem ajudar os compradores de negócios a selecionar a caldeira de gerador de turbina certa para sua instalação.

• Funções da Caldeira:

  Um comprador de negócios precisa entender as funções principais da caldeira da turbina. Ela apenas produzirá vapor ou também aquecerá e humidificará o ambiente? Os sistemas de aquecimento e umidificação podem adicionar complexidade a uma caldeira, aumentando os custos. Se uma central de vapor simples for necessária, não desperdice dinheiro com extras desnecessários.

• Orçamento Disponível

  O custo inicial de compra da caldeira é apenas um dos muitos custos que um comprador de negócios precisa considerar. Verifique os custos de operação e manutenção também. Algumas caldeiras são mais eficientes, mas também podem exigir manutenção especial.

• Eficiência da Caldeira:

  É crucial escolher uma caldeira com eficiência energética, pois uma grande quantidade de energia será utilizada para operar e manter o sistema. Um recurso de desligamento automático é imperativo, especialmente quando a produção é alta. Selecione uma caldeira com alta taxa de conversão de energia, que geralmente é expressa como uma porcentagem de eficiência de utilização de combustível anual (AFUE).

• Viabilidade do Combustível

  Considere o tipo de combustível que a instalação pode usar. O gás natural é preferível porque é mais limpo e eficiente, mas outra alternativa poderia ser a biomassa na forma de pellets de madeira. Certifique-se de que a localidade tenha um suprimento confiável de gás natural para que a produção não seja interrompida. Invista em equipamentos para tratar a qualidade da água se estiver usando combustível de biomassa, pois pode conter impurezas que podem afetar a qualidade do vapor.

• Familiaridade com a Tecnologia

  Algumas caldeiras de combustível possuem automação extensiva, enquanto outras exigem mais tarefas manuais. Considere o conjunto de habilidades e o treinamento da equipe. A equipe pode precisar passar por treinamento para aprender como operar e manter o sistema de caldeira de turbina de combustível corretamente.

Perguntas & Respostas

P1 Que tipo de combustível uma caldeira de biomassa usa?

Uma caldeira de biomassa para um gerador de turbina a vapor pode utilizar vários tipos de combustíveis, incluindo cavacos de madeira, toras, pellets, palha, subprodutos agrícolas, subprodutos industriais, incluindo óleo de palma, metano e lodo, bambu, casca de café, casca de arroz e outros matéria orgânica. Também pode queimar combustível orgânico de resíduos sólidos urbanos. As caldeiras de biomassa também podem usar combustíveis não orgânicos, como gás natural, carvão ou propano, se forem equipadas com a tecnologia e os equipamentos adequados.

P2 Como uma caldeira de biomassa funciona?

Uma caldeira de biomassa para um gerador de turbina a vapor funciona queimando biomassa para aquecer a água. A água se transforma em vapor, que então aciona uma turbina conectada a um gerador. O gerador converte a energia mecânica da turbina em eletricidade. A eletricidade produzida pode ser usada para alimentar a própria caldeira ou alimentada na rede elétrica.

P3 Qual é a eficiência de uma caldeira de biomassa?

As caldeiras de biomassa para geradores de turbinas a vapor normalmente têm eficiências térmicas que variam de 60-80%. No entanto, a eficiência depende do tipo de caldeira, da qualidade do combustível de biomassa e da manutenção da caldeira.

P4 Qual é o tamanho de uma caldeira de biomassa?

As caldeiras de biomassa para geradores de turbinas a vapor variam em tamanho dependendo de sua capacidade e do fabricante. As caldeiras de biomassa de pequena escala podem ter um tamanho semelhante às caldeiras convencionais de combustíveis fósseis. Em contraste, as caldeiras de vapor industriais de grande escala podem ter vários andares de altura e podem ter câmaras de combustão e trocadores de calor de gases de combustão tão grandes quanto edifícios.

P5 Quais são as vantagens de uma caldeira de biomassa?

Uma caldeira de biomassa para um gerador de turbina a vapor tem várias vantagens. Ela usa energia renovável e ajuda a reduzir a dependência de combustíveis fósseis. A biomassa é uma fonte de combustível de carbono neutro, tornando-a uma opção ecologicamente correta. A energia térmica e elétrica produzida em unidades de grande escala (tipicamente maiores que 1 MW) pode ser usada para fornecer aquecimento e eletricidade, reduzindo as contas de energia.