Caldeiras e Geradores de Vapor

 As caldeiras são geradores de vapor que se diferenciam em sua essência na forma de aquecimento da água que é transforma em vapor. Sendo este aquecimento possível, pela forma como a água é armazenada no corpo da caldeira e a circulação dos gases da combustão.

Com estas características, é possível entender os tipos de caldeira. Ou seja, como a água é armazenada e como os gases de combustão serão conduzidos, temos os tipos de caldeira. Sendo os tipos mais comuns  as aguatubulares, em que a água circula por dentro de tubos e os gases de combustão, ou a própria chama, entra em contato com os tubos. E as flamotubular, onde os gases de combustão circulam dentro de tubos e o corpo da caldeira armazena a água que mudará seu estado físico de líquido para vapor.

O objetivo de um gerador de vapor é o transporte e fornecimento de energia por meio do vapor. Sendo a caldeira o método de geração de vapor mais usado, desde os tempos primórdios do desenvolvimento industrial. Tendo um amplo campo de atuação desde ao fornecimento de energia para locomotivas a indústrias de alimentos.

O principio de geração de vapor se dá através do conhecimento da termodinâmica, onde o “fornecimento de calor sensível a água até alcançar a temperatura de ebulição, mais o calor latente a fim de vaporizar a água e mais o calor de superaquecimento para transformá-la em vapor superaquecido, é dado pela queima de um combustível. 



Uma caldeira é um equipamento de alta complexibilidade em termos de operação, manutenção, componentes, destino de aplicação, combustível e segurança. Por se tratar de um equipamento com alto grau de risco, tanto como patrimônio da empresa, como para a vida dos colaboradores. As normas e procedimentos de segurança devem ser seguidos sem desvios de condutas e negligências.

Não são raros de encontrar, em fontes mais diversas, acidentes mortais com esses equipamentos. Em que a maioria das causas encontradas, após investigação, foi à negligência e o desvio de conduta dos operadores.

Com o objetivo de facilitar o conhecimento de uma caldeira flamotubulares, esta materia, destina-se primeiramente a descrever as partes internas e externas de uma caldeira. Sendo suas partes principais:

Corpo: É constituída a partir de uma chapa de aço carbono calandrada e soldada, sendo o diâmetro e comprimento relacionados a capacidade de produção de vapor. As pressões de trabalho são limitada  (máxima 20 Kgf/cm²) pelo diâmetro de corpo desta caldeira;

Espelhos: São chapas planas cortadas em formas circulares, de modo que encaixam nas duas extremidades do corpo da caldeira e são fixadas através de soldagem. Onde serão encaixados os tubos de fumaça. Fixados por mandrilhamento ou soldagem;

Feixe Tubular: Tubos que são responsáveis pela absorção de calor contido nos gases de exaustão usados para aquecimento da água. Ligam os espelhos frontais com o posterior, podendo ser de um, dois ou três passes;

Caixa de Reversão: É o local onde os gases da combustão fazem a reversão do seu trajeto, passando novamente pelo interior da caldeira;

Cinzeiro: Componente destinada a caldeiras com combustível sólido, onde se deposita as cinzas ou pequenos pedaços de combustíveis não queimados;

Fornalha: Esse componente pode ser equipado com grelha ou queimadores de óleo ou gás; 

Secção de Irradiação: São as paredes da câmara de combustão revestida internamente por tubos de água;

Secção de Convecção: Feixe de tubos de água, recebendo calor por convecção  forçada, pode ter uma ou mais passagem de gases;

Superaquecedor: Trocador de calor que aquecendo o vapor saturado transforma-o em vapor superaquecido;

Economizador: Trocador de calor que através do calor sensível dos gases de combustão saindo da caldeira aquecem a água de alimentação;

Pré-aquecedor de Ar: Trocador de calor que aquece o ar de combustão, trocando calor com os gases de exaustão da caldeira;

Exaustor: Faz às exaustões dos gases de combustão, fornecendo energia para vencer as perdas de carga devida a circulação dos gases;

Chaminé: Lança os gases de combustão ao meio ambiente, geralmente a uma altura suficiente para dispersão dos mesmos;