A caldeira é um equipamento de larga utilização na indústria, onde sua principal função é gerar vapor para diversos fins. Estes equipamentos térmicos tão importantes, transformam água em vapor, utilizando para isso a queima dos mais diversos tipos de combustíveis.
Neste conteúdo reunimos diversas informações super importantes para você que está precisando adquirir uma caldeira industrial, mas possui muitas dúvidas a respeito deste equipamento. Acompanhe!
História e evolução da Caldeira
Em caráter industrial, as primeiras aplicações práticas para geração de vapor surgiram por volta do século 17. Em 1698, Thomas Savery patenteou um sistema de bombeamento de água que utilizava vapor como força motriz.
Já em 1711, Thomas Newcomen, desenvolveu outro equipamento com a mesma finalidade. Muitas vezes chamado como Máquina de Newcomen, este tipo de caldeira era apenas um reservatório esférico, com aquecimento direto no fundo. O equipamento também é citado como “Caldeira de Haycock”.
Posteriormente, em 1769, Jamex Watt modifica o modelo desta caldeira, evoluindo para a caldeira tipo vagão (Waggon), que foi precursora das caldeiras utilizadas em locomotivas a vapor.
Infelizmente, devido a utilização de fogo direto e ao grande acúmulo de vapor no recipiente, todos estes modelos provocaram explosões, devido a ruptura do vaso que causava grande liberação de energia na forma de expansão do vapor contido.
Os primeiros desenvolvimentos de caldeiras com tubos de água começaram a aparecer no fim do século 18 e início do século 19. O modelo de John Stevens movimentou um barco a vapor no Rio Hudson. Stephen Wilcox, em 1856, projetou um gerador de vapor com tubos inclinados, e da associação com George Babcock tais caldeiras passaram a ser produzidas, com grande sucesso comercial.
Somente em 1880, Alan Stirling desenvolveu uma caldeira de tubos curvados, cuja concepção básica é utilizada até hoje nas grandes caldeiras aquatubulares.
Neste período, as caldeiras já estavam sendo utilizadas em larga escala, inicialmente para movimentar barcos e locomotivas e, posteriormente para geração de energia elétrica. O desenvolvimento técnico das caldeiras de vapor, se deu principalmente pelo aumento das pressões e temperaturas de trabalho e no rendimento térmico, com utilização dos mais diversos combustíveis. A aplicação na propulsão marítima alavancou o desenvolvimento de equipamentos mais compactos
e eficientes e com isso foi se estendendo sua utilização para diversos outros segmentos, residenciais, comerciais ou industriais.
Quais os tipos de caldeiras disponíveis no mercado?
O mercado atual conta com diferentes tipos de caldeiras à disposição das indústrias. Cada uma possui suas características e peculiaridades e são especialmente desenvolvidas para atender demandas específicas de operação. Vamos conhecer um pouco sobre algumas?
Caldeiras Flamotubulares
As caldeiras flamotubulares são aquelas com tubos de fogo circundados por água. Nelas, os gases resultantes da combustão atravessam esses tubos, que cedem calor ao líquido durante a passagem. Sua construção é mais simples e apesar de possuir um rendimento térmico relativamente mais baixo, ela é capaz de atender perfeitamente locais que demandam uma baixa quantidade de energia.
As caldeiras flamotubulares podem ser horizontais ou verticais. Esse tipo de caldeira, que tem seu limite de capacidade próximo a cinquenta toneladas de vapor por hora, produz pequenas quantidades de vapor à baixas pressões, sendo utilizada em variados tipos de indústrias. Descubra todas as vantagens da caldeira flamotubular e suas aplicações, clicando aqui.
Caldeira Aquatubular
Nesse tipo de caldeira, a água que será transformada em vapor, passa dentro das tubulações e a combustão dos gases ocorre em torno dos tubos. As caldeiras aquatubulares, suportam altas pressões e temperaturas e produzem grande quantidade de vapor, oferecendo maior eficiência na produção.
Devido a essas características, esse tipo de caldeira é utilizada principalmente na geração de energia. Mas oferece a possibilidade de desenvolver projetos menores para utilização em processos industriais. Ainda, vale ressaltar que ela suporta qualquer tipo de combustível, inclusive biomassa.
Caldeira Mista
As caldeiras mistas, são uma junção das aquatubulares e das flamotubulares. Elas misturam o processo de combustão das caldeiras flamotubulares com as paredes de tubos de água, característica das caldeiras aquatubulares.
A geração de vapor com esse tipo de caldeira é realizada através do uso de combustíveis sólidos. Outra característica que vale se atentar ao escolher esse tipo de caldeira, é que a mesma suporta baixas pressões e temperaturas.
Combustíveis utilizados
Como vimos, a caldeira é um equipamento cuja função principal é a produção de vapor que terá seu uso em diversas utilidades dentro de diversos processos industriais. Para a realização destes processos, diferentes serão os tipos de combustíveis utilizados em caldeiras.
É importante saber que cada tipo de caldeira possui funcionamento e desempenho específico, o que também poderá variar de acordo com o combustível utilizado.
Dentre os principais tipos de combustíveis podemos citar o gás natural, o gás GLP e a biomassa, sendo esse último o responsável por permitir um desenvolvimento mais sustentável das indústrias.
Alguns desses combustíveis podem ser: Bagaço de cana, briquete, capim elefante, carvão, casca de arroz, cavaco de madeira, lenha, lodo industrial, maravalha, serragem e muitos outros.
Continue a leitura e conheça um pouco mais sobre as caldeiras movidas a biomassa.
Biomassa: sustentabilidade e economia
De todos os valiosos benefícios que a escolha de uma caldeira a biomassa pode trazer à atividade industrial, há dois deles que ganham importância ainda maior: busca pela sustentabilidade e economia.
Na atualidade, optar por uma caldeira a biomassa significa maior responsabilidade para com a sustentabilidade, além de maior eficiência econômica, principalmente com redução da dependência de combustíveis fósseis. Por isso, esses benefícios ganham grande importância para as indústrias.
Veja então porque a sustentabilidade e a economia são dois dos benefícios mais importantes que certamente vão incentivar você a ter uma caldeira a biomassa em sua indústria, acessando ao nosso conteúdo anterior.
A importância da Manutenção de Caldeiras
Caldeiras são equipamentos geradores de vapor e de energia que trabalham sempre sob alta pressão. Exatamente por isso são susceptíveis a falhas, acidentes e reduções de desempenho. Por essa razão, a manutenção em caldeiras deve representar uma necessidade constante dentro das indústrias.
A importância da manutenção se dá por dois aspectos:
Segurança das operações
O primeiro aspecto tem relação direta com a segurança das operações. Caldeiras trabalham sempre sob alta pressão, por isso dispõe de dispositivos de segurança que devem receber as devidas manutenções. Caso contrário, poderão ocorrer graves acidentes, que inclusive podem culminar em trágicas explosões.
Isto poderá ser evitado por manutenções corretamente realizadas em: válvulas de segurança, eletrodos de controle de nível de água, sensores de medição, entre outros componentes.
Perdas de eficiência
O segundo aspecto está relacionado com a perda de eficiência das caldeiras por falhas técnicas que podem causar paradas do equipamento. Esse fato significará perda de dinheiro, pois irá comprometer a geração diária de energia e consequentemente a geração de renda da indústria.
Vale ressaltar ainda que toda caldeira é susceptível a diversos tipos de problemas que podem surgir ao longo do tempo, ocasionando falhas e redução do desempenho.
Entre esses problemas podemos citar: Corrosão, erosão, abrasão, sobreaquecimento, fadiga mecânica e térmica e perdas de eficiência de combustão.
Estas ocorrências poderão ser descobertas e corrigidas com um eficiente diagnóstico, por meio de equipamentos de medições das variáveis que influenciam na operação e combustão da caldeira.
Acesse nosso conteúdo anterior e descubra mais sobre a importância da manutenção em caldeiras.
Diagnóstico Operacional
De fato, a manutenção em caldeiras é fundamental em toda indústria que depende deste equipamento, porém, tão importante quanto a manutenção, é a capacidade de se conseguir fazer um diagnóstico preciso prévio.
Será através deste diagnóstico operacional que o engenheiro e os técnicos de manutenção terão mais informações para respaldar tomadas de decisões mais assertivas quanto as manutenções e quanto a eficiência da caldeira.
Esse diagnóstico permitirá levantar dados sobre o funcionamento da caldeira, como consumo de combustível, eficiência da caldeira e todas as variáveis que influenciam na combustão.
Estes e muitos outros dados, além de ocasionar redução no consumo de combustível, contribuirão com um maior monitoramento da eficiência do equipamento exercendo influência direta sobre a necessidade ou não de manutenção em caldeiras.
Quando esse diagnóstico operacional é bem realizado os benefícios que a indústria terá serão:
- Significativos ganhos de produtividade, principalmente em razão da otimização do uso de combustíveis;
- Melhoria de eficiência energética da caldeira, mostrando se a queima é completa ou não e, se o volume/quantidade de ar é ideal;
- Aumento de disponibilidade operacional;
- Melhoria da segurança operacional, principalmente aquelas relacionadas à NR
Quais as indústrias que precisam de uma caldeira?
Como vimos, as caldeiras são consideradas um dos principais equipamentos para diversas atividades industriais. Mas você sabe quais são os setores que mais necessitam de caldeiras para o funcionamento de seus processos produtivos? Vamos conhecer alguns:
Industria madeireira
A caldeira dentro da indústria madeireira serve para fornecer vapor para as estufas de secagem. A qualidade do processo de secagem de madeira é essencial para que as toras sejam posteriormente transformadas em madeira serrada, placas, compensados e laminados. Sendo assim, uma boa secagem garantirá mais qualidade e durabilidade ao produto final.
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Frigoríficos
Dentro dos frigoríficos a caldeira é um dos equipamentos mais importantes do setor. Na sala de abate, por exemplo, o vapor das caldeiras é responsável pelo
fornecimento de água quente, utilizada constantemente para lavar as mãos e/ou esterilizar utensílios.
A graxaria também é outro setor dos frigoríficos que faz uso de bastante vapor, que é utilizado nos digestores responsáveis pelo cozimento dos produtos. A limpeza geral das dependências também depende do vapor gerado pelas caldeiras, garantindo uma limpeza muito mais eficaz e higiênica.
É conveniente dizer que, a falta de vapor por qualquer motivo faz o frigorífico praticamente parar suas atividades.
Indústria de Laticínios
Numa indústria de laticínios, as caldeiras são fundamentais para as etapas do processamento do leite que necessitam do aporte de calor, como é o caso da pasteurização, da esterilização de recipientes, fabricação de creme de leite, fermentação (responsável pela produção de queijos, iogurtes e requeijões), além do aquecimento de tanques de água e claro, também para a limpeza geral.
Indústria Têxtil
Este tipo de indústria necessita de grande quantidade de vapor para promover o aquecimento de grandes quantidades de água que será utilizada para alvejar e tingir tecidos. Também há a necessidade de vapor para realização da secagem das peças em estufas.
Além dos usos industriais, as caldeiras também são equipamentos indispensáveis em hospitais e hotéis, já que estas são empresas que utilizam o vapor com bastante recorrência em suas lavanderias e cozinhas, por exemplo.
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