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O que é uma caldeira de vapor: nosso assunto da aula de hoje.
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Uma caldeira de vapor é um equipamento térmico que tem por objetivo a queima de determinado combustível para aquecimento de água em seu interior, que, a partir de determinada pressão se torna vapor. Esse fluido é direcionado para um coletor distribuidor, uma espécie de pulmão, e distribuído para suas respectivas tubulações e equipamentos.
Um princípio básico sobre o vapor é que, como um gás térmico, a sua pressão e a temperatura são variáveis constantes. Dessa maneira, se você tiver vapor a 1 bar de pressão você vai ter 120,4 °C, já, se tiver vapor a 10 bar você vai ter 184,1 °C. Independentemente da caldeira, água ou combustível que estiver usando, a pressão e a temperatura serão variáveis constantes, que podem ser consultadas na tabela de vapor saturado.
O tratamento de água que alimenta a caldeira é fundamental para o bom funcionamento e preservação estrutural da mesma. Água com sólidos ou rica em metais ferrosos e outros materiais pode e, certamente, irá danificar a estrutura e eficiência da caldeira com o tempo. Mesmo tratando a água de alimentação, é imprescindível a instalação de um sistema de descarga de fundo para remoção do lodo denso que se deposita no fundo da caldeira.
Características necessárias de uma caldeira de vapor
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Outro princípio básico do vapor e das caldeiras é a tendência do fluido naturalmente “subir” por ser mais leve que a água. O líquido com maior peso/densidade ficará na parte inferior da caldeira, e quanto mais fria mais para baixo o vapor em formação ficará. Na parte média e superior o vapor propriamente dito irá “evaporar” pela saída da caldeira, sendo naturalmente conduzido pela tubulação até o coletor distribuidor.
Esse mesmo princípio deve ser observado em tubulações, quando fizermos “baixadas” de vapor para alimentar as máquinas e equipamentos. O ideal é sempre fazer essa tomada de vapor na parte superior da tubulação. Dessa forma, o vapor será direcionado para o equipamento da forma mais “seca” possível. Isso evita danos e golpes de aríetes em válvulas e trocadores de calor, por exemplo.
Um componente secundário da caldeira, mas não menos importante, é o tanque de alimentação de água, conhecido como tanque de condensado (vapor em forma d’água). Ele é instalado ao lado de caldeira e faz a alimentação de água por meio do controle por nível magnético. Os purgadores da rede de vapor e equipamentos estão interligados a esse tanque por uma tubulação conhecida como retorno de condensado. Aproveitando a caloria dessa água para o aquecimento da caldeira e transformação de água em vapor ocorre um menor gasto de combustível, gerando economia ao processo.
Automação em caldeiras
Com a evolução da tecnologia industrial, é possível implementar diversos tipos de automação em uma caldeira de vapor. Essa automatização gera maior produção e eficiência com um menor gasto de energia. Entre as principais automações estão a alimentação automática de combustível na caldeira, alimentação de água automática e proporcional e, também, o uso de inversores de frequência no sistema de ventilação.
Em resumo, podemos dizer que a caldeira foi o grande propulsor da revolução industrial e da industria de forma geral durante o século 20. Assim, as caldeiras mudaram muito, foram criadas normas e automações e hoje são fundamentais em processos que exigem energia ou força de um fluido térmico.
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