5152 - apostila de vapor cefetes, Notas de estudo de Engenharia de Manutenção

Baixe 5152 - apostila de vapor cefetes e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Manutenção, somente na Docsity! Geradores de Vapor 1 - Generalidades a)O gerador de vapor tem como finalidade produzir vapor de água sob pressão, aproveitando o potencial calorífico liberado pelos combustíveis. b)Equipamento que, utilizando a energia química liberada durante a combustão de um combustível, promove a mudança de fase da água do estado líquido para vapor a uma pressão maior que a atmosférica. O vapor resultante é utilizado para o acionamento de máquinas térmicas, para a geração de potência mecânica e elétrica, assim como para fins de aquecimento em processos industriais. c)Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo (NR13). 2.1 - Conceitos fundamentais: Vapor saturado: é composto por uma mistura de água e vapor, cuja temperatura se mantém constante em relação à sua pressão, e é justamente esta característica que lhe confere maior facilidade no controle de temperatura de processos, portanto, é o tipo de vapor mais utilizado na maioria das aplicações industriais, que não requerem isenção de umidade ou altas temperaturas. 2.2 - Vapor superaquecido: é aquele que possui temperatura mais elevada que a do vapor saturado. Para obtê-lo, é necessário aquecer o vapor saturado, mantendo inalterada a sua pressão. O vapor passa a condição de superaquecimento quando ultrapassa temperaturas de saturação de uma determinada pressão. O vapor superaquecido é isento de umidade e comporta-se nas tubulações como gás. Graças a estas qualidades, é o perfeito para alimentação de turbinas geradoras de energia elétrica ou motora, e este é de fato 1 sua principal aplicação. Isso por que as turbinas não podem receber umidade, sob o risco de sofrerem danos em seus componentes. Mesmo sendo isentas de água, as linhas de vapor superaquecido devem ser drenadas sempre, uma vez que em inícios ou paradas de processo pode ocorrer uma formação de condensado, colocando em risco o funcionamento da turbina. O ponto de drenagem deve ser instalado imediatamente antes da entrada da turbina, junto com um separador de umidade. Nas linhas de vapor superaquecido, os pontos de drenagem devem ser instalados a cada 50 metros, um pouco mais distantes do que se verifica nas linhas de vapor saturado. Os purgadores para vapor superaquecido, todos do tipo termodinâmico, são desenvolvidos especialmente para esta função. Para atender as necessidades típicas desta aplicação, eles têm as superfícies do disco e da cabeça da sede tratadas especialmente para proporcionar vedação impecável. Após movimentar uma turbina, o vapor superaquecido é expelido como vapor de menor pressão e temperatura, com características próximas do vapor saturado. Por isso ele deve ser reaproveitado com tal. Para reaproveitar a exaustão do vapor superaquecido, é conveniente e recomendável saturá-lo para aproveitar as propriedades do vapor saturado, que é mais adequado para aplicações de aquecimento. 3 - Componentes clássicos Atualmente os geradores de vapor de grande porte são constituídos de uma associação de componentes de maneira a constituírem um aparelho complexo. É o exemplo mais completo que se pode indicar principalmente quando destinado à queima de combustíveis sólidos. a) Cinzeiro – Local onde se depositam cinzas e ou, eventualmente, restos, de combustíveis que atravessam o suporte de queima sem completarem sua combustão. b) Fornalha – Local onde se inicia o processo de queima seja de combustível, sólido liquido ou gasoso. c) Câmara de combustão – Volume onde se deve consumir todo o combustível antes de os produtos de combustão atingirem e penetrarem no feixe de tubos. Por vezes, confunde-se com a própria fornalha, dela fazendo parte, outras vezes, separa-se completamente. d) Tubos Evaporadores - Correspondem ao vaso fechado e pressurizado com tubos contendo água no seu interior, a qual, ao receber calor, transforma-se em vapor. e) Economizador – componente onde temperatura da água de alimentação sofre elevação, aproveitando o calor sensível residual dos gases da combustão direcionados à chaminé. 2 • limitada em até 2,2 MPa (aproximadamente 22 atmosferas), o que se deve ao fato de que a espessura necessária às chapas dos vasos de pressão do cilíndricos aumenta com a segunda potência do diâmetro interno, tornando mais vantajoso distribuir a água em diversos vasos menores, como os tubos das caldeiras de tubos de água. Em ciclo a vapor para geração de energia elétrica, esta limitação de pressão faz com que a eficiência do ciclo seja fisicamente mais limitada, não sendo vantajoso o emprego deste tipo de equipamento em instalações de médio (em torno de 10 MW) ou maior porte. • Pequena capacidade de vaporização (kg de vapor /hora) • São trocadores de calor de pouca área de troca por volume (menos compactos). • Oferecem dificuldades para a instalação de superaquecedor e preaquecedor de ar. As caldeiras flamotubulares apresentam as seguintes partes principais: corpo, espelhos, feixe tubular ou tubos de fogo e caixa de fumaça. O corpo da caldeira, também chamado de casco ou carcaça, são construídas a partir de chapas de aço carbono calandradas e soldadas. Seu diâmetro e comprimento estão relacionados à capacidade de produção de vapor. As pressões de trabalho são limitadas (normalmente máximo de 20 kgf/cm²) pelo diâmetro do corpo destas caldeiras. Os espelhos são chapas planas cortadas em forma circular, de modo que encaixem nas duas extremidades do corpo da caldeira e são fixadas através de soldagem. Sofrem um processo de furação, por onde os tubos de fumaça deverão passar. Os tubos são fixados por meio de mandrilamento ou soldagem. O feixe tubular, ou tubos de fogo, é composto de tubos que são responsáveis pela absorção do calor contido nos gases de exaustão usados para o aquecimento da água. Ligam o espelho frontal com o posterior, podendo ser de um, dois ou três passes. A caixa de fumaça é o local por onde os gases da combustão fazem a reversão do seu trajeto, passando novamente pelo interior da caldeira (pelos tubos de fogo). O desenho a seguir mostra os componentes de uma caldeira flamo tubular típica. 5 Caldeiras aquotubulares As caldeiras flamotubulares têm o inconveniente de apresentar uma superfície de aquecimento muito pequena, mesmo se o número de tubos for aumentado. A necessidade de caldeiras de maior rendimento, rapidez de geração de grandes quantidades de vapor com níveis de pressão mais elevados, levou ao surgimento da caldeira aquatubular Nesse tipo de caldeira, os tubos que, nas caldeiras flamotubulares, conduziam gases aquecidos, passaram a conduzir a água, o que aumentou muito à superfície de aquecimento, aumentando bastante à capacidade de produção de vapor. Tipos de caldeiras aquatubulares Para fins didáticos, dividimos as caldeiras aquatubulares em quatro grandes grupos: -caldeiras aquatubulares de tubos retos, com tubulão transversal ou longitudinal; -caldeiras aquatubulares de tubos curvos, com diversos tubulões transversais ou longitudinais. -caldeiras aquatubulares de circulação positiva; .Caldeiras aquatubulares de tubos retos: As caldeiras aquatubulares de tubos retos consistem de um feixe tubular de transmissão de calor, com uma série de tubos retos e paralelos, interligados a uma câmara coletora. Essa câmara comunica-se com os túbulos de vapor (superiores), formando um circuito fechado por onde circula a água. As ilustrações a seguir mostram o sentido de circulação da água e a circulação dos gases quentes mediante três passes. Esse tipo de caldeira, incluindo as de tubulão transversal, conforme figuras abaixo são as primeiras concepções industriais, que supriram uma gama de capacidade de produção de 3 até 30 toneladas-vapor/hora, com pressões de até 45 kgf/cm². Os projetos foram apresentados pelas empresas Babcok & Wilcox e a Steam Muller Corp. Caldeiras aquatubulares de tubos curvos As caldeiras aquatubulares de tubos curvos não apresentam limites de capacidade de produção de vapor. A forma construtiva foi idealizada por 6 Stirling, interligando os tubos curvos aos tubulões por meio de solda ou mandrilagem. A figura a seguir apresenta um esquema de caldeira com quatro tubulões, embora possa ter de três a cinco, o que confere a este tipo de gerador de vapor maior capacidade de produção. Partindo deste modelo, foram projetadas novas caldeiras. Com o objetivo de aproveitar melhor o calor irradiado na fornalha, reduziu-se o número e o diâmetro dos tubos, e acrescentou-se uma parede de água em volta da fornalha. Isso serviu como meio de proteção do material refratário com o qual a parede da fornalha é construída, além de aumentar a capacidade de produção de vapor. Vantagens das caldeiras aquatubulares de tubos curvos: - redução do tamanho da caldeira; -queda da temperatura de combustão; -vaporização específica maior, variando na faixa de 30 kg de vapor/m² a 50 kg de vapor/m2 para as caldeiras com tiragem forçada; - fácil manutenção e limpeza; - rápida entrada em regime; - fácil inspeção nos componentes. Caldeira de circulação positiva A circulação da água nas caldeiras ocorre por diferenças de densidade, provocada pelo aquecimento da água e vaporização, ou seja, circulação natural. Se a circulação for deficiente, poderá ocorrer um superaquecimento localizado, com conseqüente ruptura dos tubos. As figuras a seguir apresentam alguns tipos de circulação de água. 7 tubos que fazem o sentido inverso (mistura de água e vapor) são conhecidos por “risers” ou tubos vaporizantes. Os feixes tubulares podem ser: · Feixe tubular reto: muito usado em caldeiras mais antigas, nas quais os tubos eram ligados através de caixas ligadas ao tubulão de vapor. Veja ilustração abaixo: • Feixe tubular com fluxo cruzado: • Feixe tubular com fluxo axial (utilizado em caldeiras a carvão com alto teor de cinzas). Fornalha: A fornalha, também chamada de câmara de combustão, é o local onde se processa a queima de combustível. De acordo com o tipo de combustível a ser queimado, a fornalha pode ser dividida em: Fornalhas para queima de combustível sólido: são as que possuem suportes e grelhas; podem ser planas, inclinadas ou dispostas em formas de degraus que ainda podem ser fixos ou móveis. Estas fornalhas destinam- se principalmente à queima de: lenha, carvão, sobras de produtos, casca de cacau, bagaço de cana, casca de castanha, etc. A alimentação do combustível pode ser feita de maneira manual ou automatizada. Apresentam como desvantagem o abaixamento de temperatura que podem ocorrer próximo à entrada de combustível, grande geração de resíduos e ter seu uso limitado em caldeiras de pequena 10 capacidade. Normalmente, elas trabalham com grande excesso de ar, para melhorar as condições de fumaça da chaminé. · Fornalha com grelhas basculantes: é um tipo de fornalha muito usada para a queima de bagaço como combustível sólido e é dividida em vários setores. Cada setor possui elementos de grelha denominado barrotes. Estes barrotes se inclinam sob a ação de um acionamento externo, que pode ser de ar comprimido ou de vapor. Com a inclinação dos barrotes, a cinza escoa-se para baixo da grelha, limpando-a. A redução de ar da combustão e a melhor distribuição do bagaço sobre a grelha aumentam consideravelmente o rendimento da caldeira. Fornalha com grelha rotativa: é um outro tipo de fornalha para a queima de combustível sólido na qual a queima e a alimentação se processam da mesma maneira que na grelha basculante, mas a limpeza é feita continuamente; não há basculamento dos barrotes. A grelha é acionada por um conjunto motor-redutor, o que lhe dá pequena velocidade, suficiente para retirar da fornalha as cinzas formadas num determinado período. O ar de combustão entra por baixo da grelha e serve para refrigeração, da mesma forma que na grelha basculante. Fornalhas para queima de combustível em suspensão: são aquelas usadas quando se queimam óleo, gás ou combustíveis sólidos pulverizados. Para caldeiras que queimam óleo ou gás, a introdução do combustível na fornalha é feita através do queimador. Queimadores: Os queimadores são peças destinadas a promover, de forma adequada e eficiente, a queima dos combustíveis em suspensão. Em volta do queimador, existe um refratário de formato cônico que tem grande importância para uma queima adequada do combustível lançado pelo queimador. Esse refratário tem as seguintes finalidades: • Auxiliar na homogeneização da mistura ar/combustível, graças ao seu formato; • Aumentar a eficiência da queima, graças a sua característica de irradiar o calor absorvido; 11 • Dar forma ao corpo da chama. • Ao contrário dos combustíveis gasosos, que já se encontram em condições de reagir com o oxigênio, os óleos combustíveis devem ser aquecidos e atomizados antes da queima. A preparação consiste em: • Dosar as quantidades adequadas de ar e combustíveis; • Atomizar o combustível líquido, ou seja, transformá-lo em pequenas gotículas (semelhante a uma névoa); • Gaseificar as gotículas através da absorção do calor ambiente (câmara de combustão); • Misturar o combustível com o oxigênio do ar; • Direcionar a mistura nebulizada na câmara de combustão. • Para combustíveis sólidos pulverizados, a introdução de combustível na fornalha pode ser feita através de dispositivos de atomização que garantem a granulometria e a dispersão para queima dentro da fornalha. Superaquecedor: O superaquecedor é constituído de tubos lisos ou aletados de aço resistente a altas temperaturas, distribuídos em forma de serpentina, que aproveitam os gases de combustão para dar o devido aquecimento ao vapor saturado, transformando-o em vapor superaquecido. Quando instalados dentro das caldeiras, podem estar localizadas, dependendo da concepção de projeto da caldeira: • Atrás do último feixe de tubos; • Entre dois feixes;Sobre os feixes; 12 C + O2 → CO2 + 8100 kcal/ kg H + O → H2O + 34100 kcal/kg S + O2 → SO2 + 2200 kcal/kg Deve ser observado que para cada caso existe uma quantidade determinada de oxigênio, portanto de ar a ser fornecido para que ocorra a reação completa. A combustão completa ocorre quando todos os elementos combustíveis contidos no combustível (C, H, S etc.) combinam com o oxigênio do ar, fornecendo os produtos finais correspondentes estáveis quimicamente. A proporção exata de ar e combustíveis para uma combustão completa são conhecidas como relação ar/combustível estequiométrica, uma propriedade característica de cada combustível. Por exemplo, à maioria dos combustíveis derivados do petróleo requer da ordem de 14 kg de ar por kg de combustível, enquanto a lenha seca requer cerca de 6 kg de ar por kg. Dependendo da temperatura e da pressão esta quantidade de ar corresponderá a um determinado volume. Estequiometria da combustão Exemplo 1: Determinar a proporção estequiométrica de ar/combustível para o propano. Propano: C3H8 Ar atmosférico: O2 + 3,76N2 (para cada volume de oxigênio o ar atmosférico contém 3,76 volumes de nitrogênio). O balanceamento das equações é feito levando-se em conta a conservação da massa dos elementos químicos, ou seja, para um determinado elemento, carbono, por exemplo, o numero de átomos que existirá nos produtos de combustão é o mesmo numero de átomos dos reagentes. C3H8 + x. (O2+3,76N2)→ 3CO2 + 4H2O+yN2 A quantidade “x” é o numero de moléculas de O2 necessário para a realização da combustão completa do propano. Como a combustão no caso é feita com o ar atmosférico, para cada molécula de oxigênio do ar, é considerado obrigatoriamente 3,76 moléculas de nitrogênio. A necessidade de oxigênio “x” é calculada fazendo-se o balanceamento dos átomos de oxigênio: 2x= (3.2) + 4 15 X=5 y=3,76. x y=3,76. 5 y=18,8 Isto significa que para cada mol de propano, ou cada volume de propano são necessários 5 volumes de oxigênio e conseqüentemente: 5. (1+3,76) =23,8 volumes de ar atmosférico Logo, para a queima total do propano é necessária uma relação ar/ combustível de 23,8volumes de ar/1 volume de combustível. Vamos converter para massa de ar/combustível: Peso atômico do carbono = 12 Peso atômico do hidrogênio =1 Peso atômico do oxigênio =16 Peso atômico do nitrogênio =14 Peso atômico do propano = 3.12 + 8.1=44 1 mol de propano pesa 44 kg e necessita de 23,8 mols de ar, que pesa 686,4 kg (5.32+5.3,76. 28), ou seja, a relação ar/combustível. =15,6kg de ar/1 kg de combustível. Exemplo 2: Uma amostra de querosene tem análise básica de 86% de carbono e 14% de hidrogênio por peso. Determine a proporção estequiométrica de ar/ combustível. Vamos tomar uma base arbitrária de 100 kg de querosene e vamos converter a quantidade em massa de cada elemento em quantidade de kmol; Cada 100 kg de combustível possuem: 86 kg de carbono, que corresponde a 86/12 =7,17 kg/mol de carbono. 14 kg de hidrogênio correspondem a 14/1=14 kg/mol de hidrogênio 16 A reação estequiométrica pode ser escrita, fazendo-se o devido balanceamento: 7,17C + 14H + x. (O2 + 3,76N2)→7,17CO2 + 7H2O + YN2 2. x=7,17. 2+7 x=10,67 Massa de ar necessária: 10,67. 32+10,67.3,76.28= =1464,8 kg Relação ar/combustível= =1464,8/100 = =14,64 kg de ar atmosférico/1 kg de combustível Exemplo 3: Um combustível fóssil tem uma composição em peso de: Carbono 72% Hidrogênio 14% Oxigênio 8% Nitrogênio 2,8% Enxofre 3,2% Determine a proporção estequiométrica de ar/combustível: C H O N S 72% 14% 8% 2,8% 3,2% Massa do constituinte Para 100 kg de comb. 72 14 8 2,8 3,2 Mol em kg 12 1 32 14 32 17 Solução: Balanço estequiométrico 20 C3H8 +25CO+10H2 +30N2 + 10CO2 +10O2 + x. (O2 + 3,76N2)→95CO2+110H2O +yN2 balanço de oxigênio: 25+2.10+2.5+2.x = 2.95+110 x = 122,5 (volume de oxigênio) 2.30 + 122,5. 3,76= y y = 460,4 ( volumes de nitrogênio) 122,5+122,5. 3,76 = 583 (volumes de ar). relação ar/combustível = 583,1/100 = 5,83 volumes de ar / 1 volume de comb. Este exercício nos mostra que para cada 100 volumes deste combustível ele requer 122,5 volumes de oxigênio, ou 583 volumes de ar atmosférico. Dessa forma, 20% de excesso significam que 24,5 volumes extras de oxigênio são fornecidos, para ir através do sistema sem alterar. Associado a este total de 147 volume ( 122,5 + 24,5) de oxigênio, haverá 553= (460,4 . 1,2)volumes de nitrogênio para se acrescentar aos 100 de combustível. A composição em volumes dos produtos de combustão incluídos o excesso de ar fica: 95CO2 + 110H2O + 552,7N2 + 24,5O2 Volume total dos gases secos - 95 + 552,7 + 24,5 = 672,2 Volume total dos gases úmidos – 95 + 110 + 552,7 + 24,5 = 782,2 Exemplo 5 Metano é queimado com uma deficiência de 5% de ar estequiométrico. Calcule a análise do gás de combustão. Calculo da combustão estequiométrica: CH4 + x.(O2 + 3,76N2) → CO2 + 2H2O + 7,52N2 2.x = 2 + 2 x = 2 20 Calculo da combustão do metano com deficiência de 5% de ar: CH4 +1,9.(O2 + 3,76N2) → aCO2 + b CO +c H2O + 7,14N2 Na combustão estequiométrica x = 2 5% de 2 = 1,9 Y = 7,52 5% de 7,52 = 7,14 Para o carbono: a + b = 1 ( 1 ) Para o oxigênio: 2a + b + c = 2. 1,9 = 3,8 ( 2 ) Para o hidrogênio: 2c = 4 → c = 2 substituindo c na equação (2) 2a + b + 2 = 3,8 2a + b = 1,8 (3) substituindo (1) em (3) teremos: 2(1-b) + b = 1,8 → b=0,2 então → a = 0,8 CH4 +1,9.(O2 + 7,14N2 → 0,8CO2 + 0,2CO + 2 H2O + 7,14N2 Exemplo 6: O metano é queimado com excesso de ar e dá uma análise de gás de combustão seco de: CO2 O2 N2 9,15% 4,58% 86,27% por volume. Calcule a quantidade de ar excedente utilizada. 21 Vamos incluir na equação de combustão um coeficiente de excesso de ar, lembrando que como o excesso de ar é medido pelo teor de O2 nos gases de combustão teremos: CH4 + φ. 2 . (O2 + 3,76 N2 ) → CO2 + 2 H2O + (φ – 1 ) . 2. O2 + φ.7,52N2 Φ = Coeficiente de excesso de ar Do exemplo 5: x = 2 ( oxigênio estequiométrico) O excesso de ar é medido pelo teor de O2 nos gases de combustão por isso a parcela: (φ – 1 ) . 2. O2. O coeficiente de ecesso de ar φ é definido como a relação entre o numero de mols realmente utilizado na combustão e o numero de mols estequiométrico. Φ = nreal / nestequiométrico Produtos de combustão secos: 1 + (φ – 1 ) . 2. + 7,52φ = 9,52φ – 1 Como a concentração de CO2 é de 9,15% nos gases secos é possível determinar o coeficiente de excesso de ar aplicando a formula: 0,0915 = 1/9,52φ – 1 φ = 1,25 Combustíveis: Combustíveis para utilização em energia e aquecimento industrial apresentam características importantes tais como: • Baixo custo por conteúdo energético • Possibilidade de utilização dentro de tecnologia disponível • Baixo custo operacional e de investimento Os combustíveis podem ser classificados quanto a sua forma física: Sólidos, líquidos e gasosos. 22 Os sais minerais, compostos de Al2O3, Fe2O3, Cao, MgO e SiO2, aparecem praticamente só nos combustíveis sólidos, formando as cinzas. O teor das cinzas e o ponto de fusão dos sais constituem fatores importantes na seleção e escolha do combustível e mesmo do tipo de fornalha. As cinzas de baixo ponto de fusão podem causar sérios transtornos na condução de um gerador de vapor, entupindo passagens da grelha, obstruindo a entrada de ar de combustão, ou depositando-se sobre as paredes refratarias e tubulações danificando-as. As cinzas de alto ponto de fusão são, pois preferíveis. A água é normalmente encontrada em todos os combustíveis, principalmente nos combustíveis sólidos, na forma de umidade, e traz duas conseqüências: • Diminui o poder calorífico do combustível • Aumenta a temperatura do ponto de orvalho do ácido sulfúrico, aumentando os problemas de corrosão. Combustíveis líquidos Os combustíveis líquidos são amplamente utilizados na industria pela facilidade de armazenamento, operação e transporte, e os derivados de petróleo praticamente estão presentes na maioria das aplicações. A caracterização dos combustíveis líquidos compreende a medição de algumas propriedades aplicáveis a estes, as quais serão definidas a seguir.. • Ponto de fulgor – é a temperatura do combustível na qual, sob a ação de uma chama escorvadora sobre a superfície liquida do mesmo, provoca uma ignição na temperatura do ponto de fulgor a combustão não é mantida. Esta propriedade é muito importante para o armazenamento do combustível. • Ponto de ignição – é a temperatura do combustível na qual a chama escorvatória provoca uma combustão continuada sobre a superfície do mesmo. • Temperatura de auto-ignição – é a temperatura mínima de uma mistura ar/combustível na qual a combustão é iniciada e se mantém, sem presença de uma chama escorvadora. 25 • Ponto de fluidez – é a temperatura mínima necessária para que o combustível se torne um fluido. • Viscosidade – é uma importante propriedade pois determinam as temperaturas de armazenamento, bombeamento econômico e pulverização (atomização) para combustão. Óleo combustível O óleo combustível: é a fração mais importante para os sistemas de aquecimento industrial, devido a seu baixo preço. Apesar de no inicio da utilização do petróleo, frações mais leves tais como diesel e o querosene terem sido utilizados, atualmente, tais derivados são reservados a utilização com maior exigência de qualidade de combustível, tais ,como motores de combustão interna e turbinas de aviação. A tendência atual é adequar o perfil de refino a maior produção de diesel e conseqüentemente, o óleo combustível utilizado pela industria tem sua densidade e viscosidade aumentada, além de maior teor de enxofre. A especificação básica para óleos combustíveis é a viscosidade, o ponto de fluidez e o teor de enxofre. A viscosidade é determinada em aparelhos que se baseiam no tempo de escoamento de um dado volume de óleo a uma temperatura constante. Os tipos de viscosímetros mais utilizados são: • Saybolt, com dois tipos; SSU, Segundos Saybolt Universal e SSF, Segundos Saybolt Furol. • Engler. • Redwood Combustíveis gasosos Os combustíveis gasosos têm aumentado sua aplicabilidade na industria nacional, respondendo a demanda por fontes de energia mais limpas e eficientes. A limitação de seu crescimento está na disponibilidade e distância dos centros consumidores pela sua maior dificuldade de transporte, apesar de hoje este problema começa a ser solucionado. Propriedades dos combustíveis gasosos: A composição química pode ser facilmente determinada através da analise em laboratório, em cromatografos químicos. O poder calorífico é 26 normalmente dado em termos de energia/volume, relativa a determinada condição de temperatura e pressão. Em alguns casos pode ser fornecido em termos de massa/energia. • Densidade relativa – é a densidade do gás em relação ao ar nas mesmas condições de pressão e temperatura. • Numero de Wobb – é uma relação entre o poder calorífico e densidade relativa e é calculado pela seguinte equação: W=PCI / √dr A importância do numero de Wobb está ligada a intercambiabilidade de gases para uma mesma aplicação ou queimador. Observe que a relação de poder calorífico e a raiz quadrada da densidade relativa têm a ver com a quantidade de energia (por volume) que é possível passar por determinado orifício com a queda de pressão correspondente. Em outras palavras, no que se refere a potencia de um dado queimador, gases com o mesmo numero de Wobb vão apresentar o mesmo desempenho energético. Combustíveis sólidos: Os principais combustíveis sólidos são a lenha e o carvão mineral. Este tem importância muito grande na produção de energia térmica e elétrica na Europa, mas no Brasil está restrita a região Sul, próximos aos grandes centros produtores. A lenha tem grande importância dada o seu potencial de utilização no Brasil. Analise imediata da composição de um combustível sólido: São determinados alguns parâmetros relacionados com a utilização do combustível: • Carbono Fixo • Material Volátil • Cinzas • Umidade • Enxofre Total 27 circulação natural pode-se se anular. Falta de água ou circulação deficientes são causas mais freqüentes em acidentes com as caldeiras de vapor. O emprego de material defeituoso, o posicionamento inadequado dos queimadores ou o dimensionamento incorreto da caldeira potencializam os riscos de acidentes. A incidência direta da chama sobre as paredes d’água ou feixes tubulares implica em conseqüências graves, decorrentes do superaquecimento localizado e da fluência do material. Controle manual de nível de água: Na maioria das caldeiras o nível normal de água é no centro horizontal do vidro indicador. No caso de indicadores escalonados, esse nível é no centro, entre a parte superior do mais alto e a parte inferior do mais baixo. Nas caldeiras onde são instalados dois indicadores de nível, este será visível em ambos os indicadores, se estiver na altura correta. Enquanto o nível estiver visível em um ou em ambos os indicadores ele pode ser corrigido, mas se o nível cai ou sobe, de tal maneira que desapareça dos dois indicadores, devemos tomar providências imediatas para parar a caldeira. O nível de água normal é no meio do tubo. Todavia, há muitas caldeiras que não seguem essa regra de construção. Os operadores devem consultar o departamento de manutenção de sua instalação, para se certificarem da posição correta do nível de suas caldeiras. A quantidade de água que é fornecida à caldeira deve, a cada instante, ser igual à quantidade que saiu sob a forma de vapor. No entanto, durante mudanças bruscas de consumo de vapor o nível da falsa indicação de variação, quando aumenta o consumo, as bolhas de vapor que se formam abaixo da superfície de água se expandem mais do que estas elevam momentaneamente o nível. Se a alimentação for reduzida nessa ocasião, há perigo de se ter água abaixo do nível correto logo em seguida, quando as condições estáveis de funcionamento forem estabelecidas. A manutenção do nível correta nos indicadores é uma atividade que requer permanente atenção do operador. Avarias no controle do nível de água Água alta: Se o nível da água ficar muito alto, irá ocorrer arrastamento, especialmente quando a demanda de vapor é muito grande ou está flutuando rapidamente. O nível que deve ser mantido para, ao mesmo tempo em que se impede o arrastamento, manter uma quantidade suficiente para a demanda de vapor, deve ser determinado para cada instalação, através da experiência de seus operadores. Se o nível alto for mais do que uma situação momentânea, ou se há alguma duvida quanto à localização do nível da água, o desaparecimento 30 da marca de nível dos indicadores deve ser encarado como uma avaria que requer que a caldeira seja apagada imediatamente. Água baixa: A água baixa é a mais séria e mais freqüente das emergências em uma caldeira. Se a caldeira estiver em controle manual, é geralmente o resultado de falta de atenção do operador. Outras causas possíveis são a falha da bomba de alimentação, vazamentos no sistema de alimentação, uma válvula de retenção defeituosa, defeitos nos sistemas automáticos e nos alarmes da água baixa e muitos outros defeitos que, se não forem descobertos e corrigidos logo podem provocar um baixo nível de água na caldeira. Quando à água baixa de nível o suficiente para descobrir partes dos tubos geradores, a superfície imersa fica reduzida e se não houver nenhuma alteração nas demais condições, a pressão irá cair. Normalmente uma queda de pressão do vapor é devido ao maior consumo e a tendência natural é tentar equilibrar a pressão acendendo mais queimadores ou aumentando o fogo dos que já estão acesos. Essa providência está correta se a queda de pressão foi devida a um acréscimo de consumo de vapor. Se, todavia, a queda de pressão foi devida a baixo nível de água, acelerar a combustão resultará em danos sérios para o material. Quando ocorrer uma queda de pressão , cuja razão não seja rigorosamente conhecida. Verifique o nível de água antes de ascender mais maçaricos ou de aumentar a pressão de óleo. Se a caldeira tiver água em nível baixo, o calor da fornalha agindo sobre os tubos secos provocara o seguinte: distorção do invólucro, destruição dos refratários, vazamentos sérios de água e vapor, destruição de tubos. Em caso de água baixa siga os procedimentos abaixo: 1) Corte de óleo para todos os queimadores 2) Corte a alimentação fechando a válvula de alimentação. 3) Corte o vapor 4) Se há alguma dúvida quanto ao fato do nível de água estar alto ou baixo, drene os indicadores para ter certeza. 5) Se o caso for de água alta, dê uma extração de superfície, para trazer o nível para a situação normal. 6) Reacenda os queimadores e coloque a caldeira na linha normalmente. 7) No caso de nível baixo, abra a válvula de segurança a mão, com todo o cuidado, e deixe que a pressão da caldeira diminua gradativamente. 31 8) Feche o ar para a caldeira. Pare os ventiladores de tiragem forçada. No caso de água baixa é essencial que não se tente restabelecer o nível normal com o aumento de suprimento de água. A caldeira deve ser deixada esfriando lentamente e qualquer parte que tenha sofrido um aquecimento excessivo sofrerá um processo de recozimento que minimizara a possibilidade de avarias posteriores. Controle do nível de água As unidades geradoras de vapor devem estar preparadas para operarem sob condições de máxima segurança e de modo a garantir pleno funcionamento do processo de combustão e geração de vapor. A instalação de dispositivos auxiliares de operação e de segurança tem o propósito de controlar a alimentação de água, alimentação de combustível, de prevenir a ocorrência de incrustações, depósitos de fuligem e, sobretudo, de evitar que o nível de pressão se eleve acima dos níveis normais da caldeira. O sistema de controle de água funciona em conjunto com a bomba de alimentação, de modo a manter o nível de água no tambor principal ou inferior da caldeira. Diversos tipos de reguladores são disponíveis no mercado. Caldeiras de médio e de grande porte são normalmente equipadas com reguladores pneumáticos ou elétricos. Nas caldeiras de menor porte, numa faixa inferior a 50t/h de vapor, são mais comuns os reguladores de eletrodos e reguladores termohidraulicos. Este sistema consiste em aproveitar a condutividade elétrica da água, com o auxilio de dois ou mais eletrodos de aço inoxidável. O suprimento de água pode depender de controle manual. Nesse caso, é importante que o operador tenha a noção exata de quando a água deverá ser introduzida no interior da caldeira. A presença de visor é indispensável ao operador de caldeira. Nas caldeiras de médio e de grande porte são instalados um visor e um indicador remoto de nível. Os indicadores remotos são projetados para uso em tambores montados em locais mais altos, de difícil aceso, ou que dificultem a leitura direta por parte do operador. Seu funcionamento pode se basear no principio hidrostático, onde qualquer variação do nível do tambor, pode ser transmitida sem o uso de dispositivos mecânicos ou elétricos, os indicadores de nível devem ser instalados com bujões de limpezas, registro ou válvula de dreno. A drenagem é importante par que se elimine o lodo e as impurezas que, eventualmente se acumulam no indicador de nível. Sistema de controle por eletrodos para alimentação de água de caledeira As bombas de alimentação e os injetores desempenham o importante papel de reposição de água, para que a caldeira possa atender a demanda de vapor. As bombas centrifugas têm mostrado os melhores resultados, pela simplicidade de seus componentes e pela facilidade de manutenção. Embora 32 Válvula de segurança: As válvulas de segurança são dispositivos auxiliares para atuarem em caso de falha no sistema de combustão, de modo a evitar eventual aumento na pressão de trabalho da caldeira. O local de instalação das válvulas dependerá do tipo de caldeira. Dispositivos de controle e segurança, instalados em uma caldeira do tipo flamotubular A pressão de abertura de cada válvula de segurança deve ser periodicamente testada e, se necessário, ajustada. Elas devem ser dimensionadas de modo a garantir descarga total do vapor gerado, caso haja aumento superior a 10% da pressão de trabalho ou um valor pré- estabelecido para a instalação. As válvulas de segurança montadas em superaquecedores poderão ser consideradas como parte do conjunto de válvulas de segurança da caldeira. Nesse caso, é conveniente que ao menos 75% da capacidade total seja instaladas no corpo da caldeira. No caso de caldeira de circulação forçada, essa distribuição pode ser decidida de comum acordo entre fabricante e autoridade inspetora. A área total mínima dos orifícios das sedes de todas as válvulas deve atender exigências impostas por normas especificas para o caso. As tubulações de descarga devem ter uma área de passagem útil, no mínimo, igual à soma a soma da área dos orifícios de todas as válvulas de segurança montadas na caldeira e suficiente de modo a evitar contrapressão, acumulo de depósitos ou de condensado, que venham restringir a passagem de vapor. Os bocais devem ter o mínimo comprimento possível. A presença eventual de umidade e partículas sólidas no vapor torna a sede da válvula de segurança susceptível a danos. Por esta razão, os testes habituais das válvulas de segurança devem ser precedidos na caldeira, superaquecedores ou linha de vapor. Separadores de vapor: A reposição continua de água de alimentação, embora tratada quimicamente, promove a acumulação de sais e partículas sólidas, no interior da caldeira. Sais solúveis e sólidos em suspensão são responsáveis pelo aparecimento de incrustações, que reduzem substancialmente a taxa de troca de calor nas superfícies de aquecimento e a segurança da caldeira. Os problemas tendem a serem maiores, na medida em que aumenta o arraste de umidade a partir do tambor principal da caldeira, incorporada à parte úmida do vapor saturado, as impurezas tendem a também se acumular nos superaquecedores , tubulações e turbinas a vapor. 35 Para fins industriais o vapor saturado não requer alto grau de purificação. Vapor saturado com titulo superior a 97%, inclusive, é possível de ser obtido com separadores simples. Nas caldeiras de baixa pressão de trabalho, inferior a 20 bar, a separação pode ser feita por gravidade. Pressões maiores exigem meios de separação mecânicos. Nas usinas termoelétricas de alta pressão, é importante que o vapor super aquecido seja livre de contaminação ( Max. 0,03 ppm ), para evitar incrustações nos super aquecedores e problemas nos últimos estágios das turbinas. Pressões superiores a 40 bar, favorecem o arraste de sílica e outros compostos, que viriam deteriorar alguns passos da turbina. Dispositivos de separação de condensados Os purificadores de vapor são dispositivos auxiliares com a finalidade de minimizar o arraste de umidade, sais e sólidos em suspensão. A figura anterior mostra a instalação de purificadores de vapor no tambor principal da caldeira. O tambor é o local mais apropriado à separação de espuma e partículas sólidas proveniente do feixe tubular, por representar a região de maior estabilidade e de menor taxa de troca de calor. Em geral, nas unidades de maior pressão de vapor, o trabalho de purificação é feito em três etapas: • Separação primaria: remoção da espuma, sólida e maior parcela de umidade do vapor; • Lavação: remoção dos sais diluídos, pela pulverização da água de alimentação; • Secagem: remoção de pequenas gotas, eventualmente presentes na massa de vapor. Separadores de fuligem: 36 Os sopradores de fuligem são instalados em pontos estratégicos da unidade geradora de vapor, com a finalidade remover fuligem ou depósitos de cinzas das superfícies de aquecimento. As unidades atuais são projetadas e construídas de forma a garantir a limpeza automática durante a operação normal da caldeira. Em geral os sopradores nos anteparos ou divisórias da caldeira, junto aos super aquecedores, economizadores e outros locais que venham favorecer os depósitos de cinzas. Dependendo de sua localização os sopradores podem ser fixos ou retrateis Tratamento de Água Impurezas da Água e Suas Conseqüências O avanço tecnológico da indústria permite ao homem a obtenção de equipamentos de alta sofisticação para serem utilizados nos sistemas de produção com rendimentos mais compensadores. A cada modernização de um equipamento estão vinculadas condições de trabalho mais cuidadosas. Hoje, os processos industriais já não podem fazer uso direto da água sob sua forma natural, pois nela estão contidas inúmeras impurezas decorrentes da espécie de solo de onde se originam, das condições ambientais, dos locais por onde passou, etc. A água sob a forma em que é obtida na natureza é chamada de água bruta. Em sua composição se encontra uma série de constituintes em suspensão ou dissolvidos os quais poderão ser sólidos ionizados, gases dissolvidos, matérias em suspensão, microorganismos e matéria coloidal. A exigência para que sejam extraídos da água tais constituintes, deve-se aos feitos danosos por eles provocados, tais como: corrosão, incrustação, depósitos nas superfícies internas dos tubos ou contaminação do vapor produzido. Estes problemas estão relacionados com a natureza das águas usadas para a produção de águas de alimentação e compensação. É importante salientar que nenhum processo de remoção de impurezas é perfeito, permanecendo na água, após o tratamento, uma parcela de contaminantes que poderão ser nocivos ao processo de acordo com as condições de trabalho. As caldeiras de baixa pressão são menos exigentes, e o simples abrandamento e clarificação da água satisfazem a produção de vapor com custos baixos. Caldeiras de média e alta pressão já necessitam de água desmineralizada ou destilada em evaporadores, além de um adequado controle da concentração de sólidos e da desaeração da água de alimentação, ajuste do pH, etc. A utilização de água de má qualidade em uma caldeira, acarretará em pouco tempo uma falha, e a paralisação do processo trará prejuízos incalculáveis tanto pela quebra da produção como pela sua indisponibilidade. O uso de um ou mais métodos de remoção de impurezas constitui um sistema de tratamento de água para geradores de vapor. A tabela a seguir, apresenta os 37 em solução, sem adição de soda cáustica ( hidróxido de sódio). Utiliza-se uma curva de referência que relaciona pH X concentração de fosfato trissódico ( Na3PO4 ), na relação de 3 de sódio (Na) para 1 de fosfato ( PO4) . Para valores localizados acima desta curva, haverá uma mistura de fosfato trissódico e soda cáustica ( Na OH), enquanto, abaixo da curva a mistura consistirá de fosfatos trissódico ( Na3PO4) e dissódico ( Na2HPO4) . O ponto ideal do tratamento é manter o pH e a concentração de fosfato abaixo da curva, o que manterá a água da caldeira livre da presença de hidróxido de sódio. Geralmente o fosfato é mantido em concentração de 10 a 15 mg/l e o valor pH entre 10,0 e 10,3 para caldeiras com pressão de 800 a 1000 psi. Este tipo de tratamento não assegura que haja sempre ausência de hidróxido pois, este pode se formar em regiões de altas taxas de transferência de calor em caldeiras de alta pressão, onde o fenômeno do "hide-out" pode ocorrer. Relação Fosfato - pH Na/PO4 3:1 Controle Congruente Este controle é uma derivação do controle coordenado, que estabelece uma faixa mais estreita para assegurar a total ausência de hidróxido de sódio. O controle foi desenvolvido para superar os problemas encontrados no tratamento coordenado (presença de soda cáustica devido ao "hide-out"). Recomenda-se uma relação de 2,6 a 2,85 de sódio /fosfato para caldeiras de 1200 a 3000 psi de pressão. A concentração de fosfato é mantida entre 2,0 e 5,0 mg/l (PO4) e pH entre 9,0 e 9,5 de acordo com a curva específica para este tipo de tratamento. Para tanto utiliza- se a adição de fosfatos monossódico (NaH2PO4), dissódico ( Na2HPO4) e trissódico ( Na3PO4) à água da caldeira. A curva a seguir mostra os parâmetros recomendados de acordo com a pressão da caldeira para um acondicionamento na relação Na:PO4 de 2,6:1. parâmetros recomendados para relação Na/PO4 2,6:1 Remoção de Oxigênio em caldeiras de Alta Pressão A hidrazina é o produto químico utilizado como sequestrante do oxigênio nas caldeiras de alta pressão. Trata-se de um poderoso redutor miscível na água. Combatendo o oxigênio dissolvido estaremos protegendo os óxidos que constituem as películas protetoras dos metais-bases como o ferro e o cobre. 40 Sendo a hidrazina um produto volátil ela alcança todo o ciclo de água e vapor. O uso da hidrazina deve ser muito bem controlado pois o seu excesso pode se configurar no aparecimento de amônia devido a sua decomposição em determinadas temperaturas. Tratamento Zero Sólido É o tratamento que exige a instalação de unidades polidoras de condensado. A alcalinidade mínima necessária nas águas das caldeiras é fornecida pela injeção de amônia, morfolina ou ciclohexilamina na água de alimentação. Como o combate ao oxigênio é feito pela hidrazina injetada na água de alimentação, nenhum produto é diretamente injetado na caldeira, por isso a denominação Zero Sólidos. Purga da Caldeira À medida que aumenta a pressão de geração de vapor em uma caldeira, mais critica fica a volatilização da sílica, obrigando que seu limite seja mantido por meio de descargas de superfícies periódicas. Controle de cloretos Os cloretos podem contaminar a água das caldeiras em sistemas que utilizam para os condensadores água do mar e estes escapam para o ciclo térmico. A presença de cloretos nas caldeiras acarreta alvéolos e pites nos tubos. Este tipo de corrosão pode levar a fragilização por hidrogênio. Controle do Ferro e Do Cobre O aparecimento de ferro na água da caldeira indica a existência de corrosão no ciclo. O ferro dissolvido em sistemas de condensado é arrastado para a caldeira onde forma óxidos de ferro ou silicatos que se incrustarão nos tubos. A presença de ferro pode ser oriunda também da própria caldeira devido a ação de corrosão cáustica. O cobre pode aparecer na água da caldeira devido a corrosão em trocadores de calor fabricados com ligas de cobre por ação do oxigênio dissolvido, da amônia ou do gás carbônico. Este metal se deposita nos tubos da caldeira na forma metálica ou pode ser arrastado com o vapor para as turbinas. Controle da Condutividade O controle da condutividade tem por objetivo limitar a quantidade de sólidos dissolvidos. Através da medição da condutividade podemos saber a concentração iônica da água, decorrente de contaminações que possuam propriedades de condução elétrica. Os instrumentos de medição da condutividade encontram-se instalados no ciclo de condensado, água de alimentação, etc. 41 Manutenção de Caldeiras Principais Tipos de Falhas Apresentadas Nas Caldeiras Todas as caldeiras estão sujeitas a diversos mecanismos de deterioração e avarias associados a corrosão, modificações das características metalúrgicas dos materiais e avarias mecânicas. O conhecimento dos principais tipos de falhas por parte da equipe de manutenção será de grande valia para a solução do problema e da adoção de métodos preventivos que evitem sua repetição. Os principais tipos de falhas que podem ocorrer em uma caldeira são: Corrosão Corrosão das Partes Úmidas A corrosão neste caso se desenvolve no interior dos tubos de troca térmica e está diretamente associado a qualidade da água utilizada para a alimentação da caldeira. É devida principalmente a presença de oxigênio dissolvido, hidrogênio, gás sulfídrico, elevado teor de soda cáustica, CO2 , teores elevados de sais, e elementos que possam catalisar processos corrosivos, como o cobre, níquel, ferro, etc. Presentes na água que entra na caldeira. Quando o aço carbono é aquecido acima de 200 ºC na presença de água ou vapor, forma-se um filme de óxido de ferro (magnetita- Fe3O4 ) de alta aderência que tem boas propriedades de preservação do material e por isto torna-se um protetor. Se esta camada for destruída, o metal ficará exposto a um ataque corrosivo. A presença dos compostos acima citados provocam esta destruição. A principal substância destruidora desta camada é o oxigênio dissolvido na água que reage com a magnetita formando o óxido férrico ( Fe2O3 )que é poroso e não protege o metal. O oxigênio ataca estes locais, provocando a corrosão alveolar ou pites, que aparecem em geral associados a frestas, depósitos ou incrustações. As caldeiras que possuem sistema de retorno de condensado, podem ser contaminadas pelo aparecimento de cobre e seus óxidos, devido ao arraste destes dos metais que constituem os equipamentos, como condensadores, rotores de bombas, partes de válvulas, e outros. O cobre penetra em fendas e produz pilhas galvânicas destruindo o aço. Danos por "Pitting" de Corrosão Localizada. 42 Abrasão A abrasão é o dano causado pelo contato cíclico de dois materiais, onde o material mais macio devido ao atrito é danificado. Ocorre em locais onde há movimentação de componentes devido a vibração, ou falhas da suportação. Sobreaquecimento Uma das avarias muito conhecida pelo pessoal de manutenção de caldeiras é a denominada "Laranja". Ela é provocada pelo sobreaquecimento localizado do metal do tubo de parede de água devido a falha de resfriamento . Normalmente esta falta de resfriamento deve-se a formação de depósitos internos nas paredes do tubo que impedem a transferência de calor. As origens destes depósitos podem ser diversas, destacando-se a presença de óxidos, graxas, óleo arrastado na água de alimentação ou sais. Estes defeitos ocorrem nos tubos da fornalha, no lado do tubo voltado para a chama. "Laranja " Em Tubo De Caldeira Fadiga mecânica A fadiga mecânica é provocada pelo funcionamento de materiais com movimentos cíclicos, embora as tensões estejam inferiores ao limite de resistência, ou de escoamento. Um número muito elevado de ciclos leva o material a falhar. O pessoal de manutenção deve verificar, o aparecimento de trincas de fadiga nas conexões , com a apresentada nas figuras abaixo. Danos Por Fadiga Fadiga térmica A fadiga térmica é provocada por solicitações térmicas cíclicas (variações de temperatura), tais como resfriamentos ou aquecimentos bruscos repetitivos ao longo da vida do equipamento. É muito comum em locais como bocais de entrada de água de alimentação, pontos de dessuperaquecimento, a jusante dos tubulões. Este tipo de fadiga provoca o aparecimento de muitas trincas internas que dão origem a outro dano ao material. A fadiga térmica não deve ser confundida com o choque térmico. Na fadiga o dano aparece após inúmeros ciclos de variações bruscas de temperatura, enquanto no choque térmico a falha pode ocorrer de uma só vez. 45 Trincas Devido a Choque Térmico Fratura por Fadiga Térmica Falhas Provocadas por Distúrbios da Combustão Durante a inspeção de manutenção de uma caldeira, o pessoal de manutenção deve verificar internamente sinais de danos provocados por deficiências de combustão. Dentre estas falhas, as principais são as deformações das paredes de água ou das paredes internas do envoltório, provocadas por pressões elevadas da fornalha. Muitas vezes ocorrem explosões nesta região que não são percebidas externamente, mas depois são verificadas através do abaulamento produzido. A palavra explosão pode denotar a princípio destruição da caldeira, mas nem sempre isso ocorre, restringindo-se os danos ao estufamento da chaparia e queda de parte dos refratários. Se este abaulamento tiver uma flecha pequena, nenhuma manutenção é necessária, mas se esta flecha for excessiva deverá ser feita a recuperação ou substituição dos tubos. Deve-se lembrar que a ruptura de tubos de parede de água ao mesmo tempo provoca danos iguais aos de uma explosão de fornalha devido ao volume de vapor que se forma, aumentando a pressão na câmara de queima. 16.8. Falhas dos Tubos de Água da caldeira A pressão no interior dos tubos de água de uma caldeira é sempre elevada, e portanto estes estarão sujeitos a romperem se: • Houver redução da resistência dos materiais, devido sobreaquecimento ou mudança da estrutura do metal; • Houver redução da espessura original, devido a corrosão ou erosão; • Ocorrer aumento da pressão acima do valor de projeto. Um rompimento de um tubo de água da caldeira pode ser verificado pela elevação da vazão de água de alimentação que se torna muito superior a de vapor, pela mudança de coloração dos gases da chaminé que se tornam esbranquiçados , pela impossibilidade de se controlar o nível do tambor (casos extremos), ou pelo ruído característico de vazamento. Qualquer que seja a grandeza de um vazamento de tubo de parede de água, a caldeira deverá ser parada para reparo o mais rápido possível. A continuidade da operação nesta situação fará com que a falha se estenda e os danos sejam maiores. O jato de água que foge por um tubo se transforma em vapor, provocando distúrbios na queima ( podendo até abafar a queima ) destruição de refratários, corrosão , danos nos tubos próximos por erosão, etc. 46 Conservação das Caldeiras Durante as Paradas De forma geral, entende-se por manutenção de um equipamento, os trabalhos que são feitos quando de sua falha. Nas caldeiras, entretanto, tem muito significado os trabalhos executados pela equipe de manutenção para sua conservação durante longos períodos que estiver fora de serviço. Sempre que a caldeira for paralisada, sem previsão a curto prazo para retorno, recomenda-se que os cuidados a seguir sejam tomados: • Todas as superfícies externas dos tubos e dutos de ar e gases devem ser limpas para remoção de depósitos ácidos. Esta limpeza poderá ser feita com ar comprimido, manualmente com soluções adequadas, ou por meio de lavagem com água de pH-11 (caldeiras de maior porte). Se os resíduos forem de difícil remoção, a solução de lavagem deve ser aquecida. No caso da lavagem, deverão ser tomados cuidados para que os refratários e isolamentos térmicos não sejam atingidos pelo líquido da lavagem. Uma vez executada a lavagem, as superfícies devem ser limpas até a exposição completa do metal. • Tão logo uma lavagem tenha sido concluída a caldeira deverá ser secada de imediato. Isto deterá a corrosão nas partes metálicas e restaurará os refratários para as condições operacionais. • Todos os resíduos decorrente desta limpeza , cinzas, acúmulos de combustíveis, encontrados no interior da caldeira deverão ser removidos. • Os dispositivos de acionamento (eixos, mancais, hastes, braços articulados, etc.) de ventiladores e abafadores, deverão ser devidamente protegidos com graxas ou óleos protetivos (inibidores temporários de corrosão) e acionados semanalmente de forma manual. • Na chaminé, deve-se realizar uma inspeção visual e correção de possíveis falhas (trincas, deterioração de refratário, corrosão, etc.) seguida de uma limpeza mecânica com posterior pintura com cal para minimizar os efeitos de produtos ácidos depositados. A extremidade de saída de gases da chaminé deverá ser tamponada durante o período de inatividade da caldeira para evitar a penetração de ar úmido ou chuva. • Após os procedimentos acima, a caldeira deverá ser mantida completamente seca durante todo o período de inatividade. Para tal, poderão ser instalados sistemas de aquecimentos provisórios como por exemplo, conjunto de resistores elétricos, conjuntos de lâmpadas incandescentes, circulação de ar aquecido, etc. Esta providencia evitará que a umidade ataque os metais. Periodicamente deverá ser medida a umidade relativa do ar no interior da caldeira através de instrumentos adequados. Também poderão ser instaladas dentro da caldeira, em locais previamente escolhidos, bandejas com substâncias higroscópicas . Os circuitos de água e de vapor deverão ser protegidos da seguinte maneira: • Após o apagamento da caldeira, a mesma deverá ser drenada a quente, ainda sob pressão. Logo após a drenagem as portas dos tambores devem 47 A avaliação de vida residual presume que seja analisada a integridade de cada componente fundamental da caldeira (ex.: tubulões, tubos de troca térmica, espelhos etc.). Esta avaliação pode ser executada por Profissional Habilitado, ou por empresa especializada, inscrita no CREA, e que disponha de pelo menos um Profissional Habilitado. As caldeiras que já completaram 25 anos e não foram submetidas à avaliação de integridade devem ser submetidas à mesma na próxima inspeção de segurança periódica. É importante ressaltar que caldeiras inoperantes podem sofrer significativos desgastes por corrosão. Portanto, dos 25 anos considerados na lei, não podem ser dispensados, sem profunda análise técnica, os períodos em que a caldeira permaneceu fora de operação. A avaliação de integridade constitui-se de uma série de técnicas e procedimentos que procuram identificar o estado de dano acumulado em um componente da caldeira e sua taxa de crescimento. É uma poderosa ferramenta das equipes de manutenção. Existem nas caldeiras e tubulações de vapor associadas, componentes submetidos a riscos graves ligados à temperatura de trabalho e ao tempo de uso, os quais limitam sua vida útil pelos mecanismos de fluência e fadiga térmica, resultando em fraturas frágeis cuja prevenção poderá ser obtida por meio de inspeções orientadas. Estas inspeções tornam-se uma atividade voltada à prospecção de defeitos, realizada de forma preventiva que utiliza métodos e ensaios específicos. A abrangência de uma avaliação de integridade dependerá dos fatores técnicos e econômicos disponíveis e do grau de risco que seja assumido pelo proprietário da instalação. Os principais componentes da caldeira a serem contemplados num plano de avaliação são: • Tubulão superior de vapor • Tubulão inferior • Paredes de água • Válvulas de segurança • Tubulações de vapor • Coletores • Linhas de drenos • Suportes. Recomenda-se que as seguintes etapas sejam desenvolvidas numa avaliação de integridade: 50 • Inspeção visual e instrumentada dos componentes para verificação de seu estado de conservação. • Tomada de amostras para análise de laboratório Tambor (depósitos internos) Tubulações de vapor Trechos de tubos da parede de água Desareadores • Inspeção visual em todas as partes internas e externas dos coletores, tambor, feixes tubulares, incluindo seus suportadores e espaçadores, paredes de água e outras regiões que a manutenção julgue necessário. • Inspeção por líquido penetrante em todas as conexões internas e externas do tambor, após remoção de seus internos. • Inspeções por líquido penetrante dos coletores, linhas de alta energia, em pontos previamente escolhidos como regiões críticas. • Inspeção de medição de espessura por ultra-som em pontos do tambor, paredes de água (região de troca térmica), coletores e trechos de linhas de alta energia. • Ensaios por partículas magnéticas em pontos do tambor ou em locais onde os ensaios anteriores orientem a sua aplicação. • Medição de diâmetro externo em coletores de alta temperatura. • Metalografia de campo, seja por observação direta com emprego de microscópio portátil, seja através de réplicas metalográficas em pontos do tambor, coletores e tubulações de alta energia. Determinação da situação atual dos materiais com o objetivo de verificar suas propriedades mecânicas, físicas e químicas. Levantamento do histórico da caldeira, considerando os regimes de operação, anormalidades, acidentes notórios, alterações de combustível, etc. Quantificação dos carregamentos reais de serviços e das deformações, tensões e deslocamentos por elas causados nas seções e pontos críticos. Com relação aos pontos críticos podemos defini-los como as regiões mais prováveis de ocorrência de falhas, por estarem submetidos à concentração de esforços de tensão e temperatura. Estatisticamente os mais significativos são: 51 • Curvas de tubulações • Derivações • Flanges • Bifurcações • Tomadas de amostras • Pontos de suportações • Bocais • Pontos de atemperação • Coletores • Ligações soldadas NR-13 - REFERENTE ÀS CALDEIRAS 13.1 Caldeiras a Vapor - Disposições Gerais 13.1.1 Caldeiras a vapor são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo. 13.1.2 Para efeito desta NR, considera-se “Profissional Habilitado” aquele que tem competência legal para o exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construção, acompanhamento de operação e manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e vasos de pressão, em conformidade com a regulamentação profissional vigente no Pais. 13.1.3 Pressão Máxima de Trabalho Permitida - PMTP ou Pressão Máxima de Trabalho Admissível - PMTA é o maior valor de pressão compatível com o código de projeto, a resistência dos materiais utilizados, as dimensões do equipamento e seus parâmetros operacionais. 13.1.4 Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior a PMTA; b) instrumento que indique a pressão do vapor acumulado; c) injetor ou outro meio de alimentação de água, independente do sistema principal, em caldeiras a combustível sólido; 52 Prevenção de Acidentes - CIPA, devendo o proprietário assegurar pleno acesso a essa documentação. 13.1.9 Para os propósitos desta NR, as caldeiras são classificadas em três categorias conforme segue: a) caldeiras da categoria “A” são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 1960 kPa (19,98 Kgf/cm2); b) caldeiras categoria “C” são aquelas cuja pressão de operação é igual ou inferior a 588 kPa (5,99 Kgf/cm2) e o volume interno é igual ou inferior a 100 litros; c) caldeiras categoria “B” são todas as caldeiras que não se enquadram nas categorias anteriores. 13.2 Instalação de Caldeiras a Vapor 13.2.1 O “Projeto de Instalação” de caldeiras a vapor, no que concerne ao atendimento desta NR, é de responsabilidade de “Profissional Habilitado”, conforme citado no subitem 13.1.2, e deve obedecer aos aspectos de segurança, saúde e meio ambiente previstos nas Normas Regulamentadoras, convenções e disposições legais aplicáveis. 13.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas em “Casa de Caldeiras” ou em local específico para tal fim, denominado “Área de Caldeiras”. 13.2.3 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a “Área de Caldeiras” deve satisfazer os seguintes requisitos: a) estar afastada de, no mínimo três (três) metros de: - outras instalações do estabelecimento; - de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida com até 2.000 (dois mil) litros de capacidade; - do limite de propriedade de terceiros; - do limite com as vias públicas. b) dispor de pelo menos 2 (duas) saídas amplas, permanentemente desobstruídas e dispostas em direções distintas; c) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas; 55 d) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado, provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às normas ambientais vigentes; e) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes; f) ter sistema de iluminação de emergência caso operar a noite. 13.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente confinado, a “Casa de Caldeiras” deve satisfazer os seguintes requisitos: a) constituir prédio separado, construído de material resistente ao fogo, podendo ter apenas uma parede adjacente a outras instalações do estabelecimento, porém com as outras paredes afastadas de, no mínimo 3 (três) metros de outras instalações, do limite de propriedade de terceiros, do limite com as vias públicas e de depósitos de combustíveis, excetuando-se reservatórios para partida com até 2000 (dois mil) litros de capacidade; b) dispor de pelo menos, 2 (duas) saídas amplas, permanentemente desobstruídas e dispostas em direções distintas; c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser bloqueadas; d) dispor de sensor para detecção de vazamento de gás quando se tratar de caldeira a combustível gasoso; e) não ser utilizada para qualquer outra finalidade; f) dispor de acesso fácil e seguro, necessário à operação e à manutenção da caldeira, sendo que, para guarda - corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que impeçam a queda de pessoas; g) ter sistema de captação e lançamento dos gases e material particulado, provenientes da combustão, para fora da área de operação, atendendo às normas ambientais vigentes; h) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes e ter sistema de iluminação de emergência. 13.2.5 Constitui risco grave e iminente o não atendimento aos seguintes requisitos: a) para todas as caldeiras instaladas em ambiente aberto, as alíneas “b”, “d” e “f” do subitem 13.2.3 desta NR; b) para as caldeiras da categoria “A” instaladas em ambientes confinados, as alíneas “a”, “b”, “c”, “d”, “e”, “g” e “h” do subitem 13.2.4 desta NR; 56 c) para caldeiras das categorias “B” e “C” instaladas em ambientes confinados, as alíneas “b”, “c”, “d”, “e”, “g”, e “h” do subitem 13.2.4 desta NR. 13.2.6 Quando o estabelecimento não puder atender ao disposto nos subitens 13.2.3 ou 13.2.4 deverá ser elaborado “Projeto Alternativo de Instalação”, com medidas complementares de segurança que permitam a atenuação dos riscos. 13.2.6.1 O “Projeto Alternativo de Instalação” deve ser apresentado pelo proprietário da caldeira para obtenção de acordo com a representação sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento. 13.2.6.2 Quando não houver acordo, conforme previsto no subitem 13.2.6.1, a intermediação do órgão regional do MTb, poderá ser solicitada por qualquer uma das partes e, persistindo o impasse, a decisão caberá a esse órgão. 13.2.7 As caldeiras classificadas na categoria “A” deverão possuir painel de instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicáveis. 13.3 Segurança na Operação de Caldeiras 13.3.1 Toda caldeira deve possuir “Manual de Operação” atualizado, em língua portuguesa, em local de fácil acesso aos operadores, contendo no mínimo: a) procedimentos de partidas e paradas; b) procedimentos e parâmetros operacionais de rotina; c) procedimentos para situações de emergência; d) procedimentos gerais de segurança, saúde e de preservação do meio ambiente. 13.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos calibrados e em boas condições operacionais, constituindo condição de risco grave e iminente o emprego de artifícios que neutralizem sistemas de controle e segurança da caldeira. 13.3.3 A qualidade da água deve ser controlada e tratamentos devem ser implementados, quando necessários, para compatibilizar suas propriedades físico- químicas com os parâmetros de operação da caldeira. 13.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operação e controle de operador de caldeira, sendo que o não atendimento a esta exigência caracteriza condição de risco grave e iminente. 13.3.5 Para efeito desta NR será considerado operador de caldeira aquele que satisfizer pelo menos uma das seguintes condições: 57 b) determinar materiais, procedimentos de execução, controle de qualidade e qualificação de pessoal. 13.4.4 Todas as intervenções que exijam mandrilamento ou soldagem em partes que operem sob pressão devem ser seguidas de teste hidrostático, com características definidas pelo “Profissional Habilitado”, citado no subitem 13.1.2. 13.4.5 Os sistemas de controle e segurança da caldeira devem ser submetidos à manutenção preventiva ou preditiva. 13.5 Inspeção de Segurança de Caldeiras 13.5.1 As caldeiras devem ser submetidas a inspeções de segurança inicial, periódica e extraordinária sendo considerado condição de risco grave e iminente o não atendimento aos prazos estabelecidos nesta NR. 13.5.2 A inspeção de segurança inicial deve ser feita em caldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local de operação, devendo compreender exame interno e externo, teste hidrostático e de acumulação. 13.5.3 A inspeção de segurança periódica, constituída por exame interno e externo, deve ser executada nos seguintes prazos máximos: a) 12 (doze) meses para caldeiras das categorias “A”, “B” e “C”; b) 12 (doze) meses para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer categoria; c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria “A”, desde que aos 12 (doze) meses sejam testadas as pressões de abertura das válvulas de segurança; d) 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme definido no item 13.5.5. 13.5.4 Estabelecimentos que possuam “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos”, conforme estabelecido no Anexo II, podem estender os períodos entre inspeções de segurança, respeitando os seguintes prazos máximos: a) 18 (dezoito) meses para caldeiras das categorias “B” e “C”; b) 30 (trinta) meses para caldeiras da categoria “A”. 13.5.5 As caldeiras que operam de forma contínua e que utilizam gases ou resíduos das unidades de processo, como combustíveis principais para aproveitamento de calor ou para fins de controle ambiental, podem ser consideradas especiais quando todas as condições seguintes forem satisfeitas: 60 a) estiverem instaladas em estabelecimentos que possuam “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos” citados no Anexo II; b) tenham testado a cada 12 (doze) meses o sistema de intertravamento e a pressão de abertura de cada válvula de segurança; c) não apresentem variações inesperadas na temperatura de saída dos gases e do vapor, durante a operação; d) existam análise e controle periódico da qualidade da água; e) exista controle de deterioração dos materiais que compõem as principais partes da caldeira; f) seja homologada como classe especial mediante: - acordo entre a representação sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento e o empregador; - intermediação do órgão regional do MTb, solicitada por qualquer uma das partes, quando não houver acordo; - decisão do órgão regional do MTb quando, persistir o impasse. 13.5.6 Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua inspeção subseqüente, as caldeiras devem ser submetidas à rigorosa avaliação de integridade para determinar a sua vida remanescente e novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condições de uso. 13.5.6.1 Nos estabelecimentos que possuam “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos” citados no Anexo II, o limite de 25 (vinte e cinco) anos pode ser alterado em função do acompanhamento das condições da caldeira, efetuado pelo referido órgão. 13.5.7 As válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser inspecionadas periodicamente conforme segue: a) pelo menos uma vez por mês, mediante acionamento manual da alavanca, em operação, para caldeiras das categorias “B” e “C”; b) desmontando, inspecionando e testando, em bancada, as válvulas flangeadas e, no campo, as válvulas soldadas, recalibrando-as numa freqüência compatível com a experiência operacional da mesma, porém respeitando-se como limite máximo o período de inspeção estabelecido no subitem 13.5.3 ou 13.5.4, se aplicável, para caldeiras de categorias “A” e “B”. 61 13.5.8 Adicionalmente aos testes prescritos no subitem 13.5.7 as válvulas de segurança instaladas em caldeiras deverão ser submetidas a testes de acumulação, nas seguintes oportunidades: a) na inspeção inicial da caldeira; b) quando forem modificadas ou tiverem sofrido reformas significativas; c) quando houver modificação nos parâmetros operacionais da caldeira ou variação na PMTA; d) quando houver modificação na sua tubulação de admissão ou descarga. 13.5.9 A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes oportunidades: a) sempre que a caldeira for danificada por acidente ou outra ocorrência capaz de comprometer sua segurança; b) quando a caldeira for submetida à alteração ou reparo importante capaz de alterar suas condições de segurança; c) antes de a caldeira ser recolocada em funcionamento, quando permanecer inativa por mais de 6 (seis) meses; d) quando houver mudança de local de instalação da caldeira. 13.5.10 A inspeção de segurança deve ser realizada por “Profissional Habilitado”, citado no subitem 13.1.2, ou por “Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos”, citado no Anexo II. 13.5.11 Inspecionada a caldeira, deve ser emitido “Relatório de Inspeção”, que passa a fazer parte da sua documentação. 13.5.12 Uma cópia do “Relatório de Inspeção” deve ser encaminhada pelo “Profissional Habilitado”, citado no subitem 13.1.2, num prazo máximo de 30 (trinta) dias a contar do término da inspeção, à representação sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento. 13.5.13 O “Relatório de Inspeção”, mencionado no subitem 13.5.11, deve conter no mínimo: a) dados constantes na placa de identificação da caldeira; b) categoria da caldeira; c) tipo da caldeira; 62 (A) choque térmico, promovido pela ingestão de água de alimentação abaixo da temperatura desejável. (B) superaquecimento, conseqüência de períodos em que a temperatura da água no tubulão se manteve substancialmente acima da temperatura de equilíbrio entre água e vapor. (C) corrosão-fadiga, resultante do rompimento cíclico da camada de óxido protetora que reveste a superfície interna do tubulão. (D) fluência, promovida pela combinação entre a temperatura de parede e a tensão circunferencial resultante da pressão interna. (E) impingimento, promovido por turbulência associada à variação acentuada da seção transversal do fluido e à conseqüente modificação em seu deslocamento lamelar. 5)Assinale a alternativa incorreta: a) Caldeiras Flamotubular ou Fogotubular são aquelas nas quais o fogo e os gases de combustão passam internamente pelos tubos banhados pela água. b) Caldeiras Aquatubular ou Parede D'água são aquelas nas quais a água passa internamente pelos tubos envolvidos pelas chamas e gases de combustão. c) Caldeiras de baixa pressão geralmente são caldeiras flamotubulares e têm baixa produção de vapor. d) Caldeiras de alta pressão geralmente são caldeiras aquatubulares e têm alta produção de vapor e) Entende-se por sistema gerador de vapor (caldeira), o conjunto de equipamentos, tubulações e acessórios destinados à produção de vapor saturado ou superaquecido a diversas pressões de trabalho, utilizando-se da energia elétrica. 6)Assinale a alternativa correta: a) Temperatura de saturação é a temperatura de vaporização. b) Líquido abaixo da temperatura de saturação é chamado líquido saturado. c) Se houver somente vapor na temperatura de saturação é chamado vapor supersaturado. d) Se houver somente líquido na temperatura de saturação é chamado líquido comprimido. e) Vapor acima da temperatura de saturação é chamado vapor saturado 7)Dentre os conceitos abaixo, assinale a alternativa incorreta: a) Condensação é o processo em que uma substância passa do estado de vapor para líquido. b) Ebulição é o processo em que se fornece calor para uma substância no estado líquido a fim de passar para o estado de vapor. c) Sublimação é o processo de mudança de estado de vapor para sólido. d) Fusão é o processo de mudança de estado de sólido para líquido. e) Solidificação é o processo de mudança de estado de líquido para sólido 65 8) A NR-13 – Caldeiras e vasos de pressão estabelece que (A) quando a caldeira estiver instalada em ambiente confinado, a casa de caldeiras deve dispor de pelo menos 3 saídas amplas e permanentemente desobstruídas. (B) o pré-requisito mínimo para participação, como aluno, no treinamento de segurança na operação de caldeiras é o atestado de conclusão do ensino médio. (C) ao completar 25 anos de uso, na sua inspeção subseqüente, as caldeiras devem ser submetidas a rigorosa avaliação de integridade para determinar a sua vida remanescente e novos prazos máximos para inspeção, caso ainda estejam em condição de uso. (D) as caldeiras classificadas na categoria B deverão possuir painel de instrumentos instalados em sala de controle, construída segundo o que estabelece o anexo V dessa norma. (E) a inspeção de segurança periódica, constituída por exame interno e externo, deve ser executada no prazo máximo de 24 meses, para caldeiras de recuperação de álcalis de qualquer categoria 9) O equipamento que tem com principal função do oxigênio (O2 , do gás carbônico ( CO2 ) e de outros gases em menor proporção que se encontram dissolvidos na água de alimentação das caldeiras é: a) pré-aquecedor b) super aquecedor c) dessuperaquecedor d) purgador e) desaerador 10) No controle de nível de uma caldeira, uma das técnicas mais utilizadas é o controle a 3 elementos. Pra este tipo de controle, são utilizadas as seguintes variáveis: a) Nível do tubulão superior e a vazão de vapor gerada pela caldeira, vazão de agua de alimentação. b) Pressão de vapor, vazão de vapor gerada pela caldeira, vazão de água de alimentação c) Pressão da fornalha, nível do desaerador, vazão de água de alimentação d) Pressão do vapor, pressão da fornalha, nível do desaerador e) Pressão do sistema de purga, pressão da fornalha e nível do desaerador 11) A caldeira do tipo Aquatubular tem como características: a) água fora dos tubos e os gases de combustão por dentro dos tubos b) balão de vapor transversal, câmara seccionadas e tubos retos inclinados. c)água por dentro dos tubos e os gases de combustão por fora dos tubos d) possui somente o tubulão inferior e) possui somente o tubulão superior 66 12)Segundo a NBR 12177-2 Caldeira estacionarias a vapor (inspeção de segurança parte 2 ): caldeiras aquatubulares- toda caldeira deve possuir pelo menos os seguinte dispositivos de proteção, Exceto: a) Uma ou mais válvula de segurança, dando ao vapor saída para a atmosfera do recinto onde ele é gerado b) Uma ou mais válvula de segurança no coletor do superaquecedor, quando existente c)Intertravamento de purga da câmara de combustão d)Dispositivo contra falha ou perda de chama ( não obrigatório para combustiveis sólidos queimando em grelha) e) Alarme pressão alta do desaerador 13) Com relação aos dispositivos auxiliares utilizados para produzir vapor em uma caldeira, podemos considerar as seguintes alternativas: I - Válvula controladora de pressão: localizada na saida do balão inferior, tem como função só permitir o fluxo de vapor depois de atingido um certo valor de pressão na linha. II - Válvula de alivio de pressão ( Válvula de segurança):como função liberar a passagem do vapor para a atmosfera, provocando um rápido alivio de pressão na caldeira. É ajustada para um valor superior à pressão nominal da caldeira, e inferior à máxima pressão suportável. III – Ventilador de ar de combustão: A pressão positiva que o ventilador cria dentro da caldeira aumenta o coeficiente de troca de calor entre os gases queimados e o feixe tubular na razão da quarta potência do aumento de pressão na câmara, tornando a caldeira sensivelmente mais eficiente. Estão corretas as afirmações: a) apenas I b) apenas II e III c)apenas III d)apenas I e II e) apenas II 67