apostila manual técnico de caldeiras

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MANUAL TCNICO DE CALDEIRAS

9 O Artigo 188 da CLT foi escrito quando os conselhos profissionais faziam parte da estrutura do MTE. Atualmente, so entidades independentes.

10 Na elaborao da NR-13, previa-se que o PH atuasse como referncia tcnica para o proprietrio da caldeira. Quase sempre o proprietrio carece de conhecimentos tcnicos necessrios para as tomadas de deciso necessrias segurana da caldeira. O PH tomar estas decises, responsabilizando-se por elas. Por exemplo: O proprietrio necessita fornecer o Curso de Segurana para os operadores, mas no sabe quais cursos disponveis na Praa e quais so adequados e de boa qualidade. O PH poder avaliar a qualidade dos cursos oferecidos com muito mais facilidade que o proprietrio da caldeira.

11 A Habilitao referenciada nos pargrafos 2, 4, e 5 a requerida ao PH para os servios de Inspeo. De acordo com o item 13.1.2, as atividades de projeto de construo, e acompanhamento de operao e manuteno devem ser exercidas por engenheiros dotados das respectivas atribuies (em construo civil, eletrnica, qumica e assim por diante).

12 O PH, no exerccio das atividades descritas no item 13.1.2, em algumas situaes, pode delegar a execuo de uma determinada atividade para um preposto, tcnico especializado. Entretanto, a responsabilidade e a assinatura pelos servios especializados ser sempre do PH.



13.1.3 Presso mxima de Trabalho Permitida PMTP, ou Presso Mxima de Trabalho Admissvel PMTA, o maior valor de presso compatvel com o cdigo de projeto, a resistncia dos materiais dos materiais utilizados, as dimenses do equipamento e seus parmetros operacionais.

Esta NR no inclui regras para projeto e pressupes que os equipamentos so construdos de acordo com normas e cdigos de reconhecimento internacional.

A PMTA calculada ou determinada utilizando-se formulas e tabelas disponveis no cdigo de projeto da caldeira. Essas fontes levam em considerao:

1- As dimenses e geometria de cada parte especfica da caldeira (por exemplo: dimetro, espessura, etc).

2- Resistncia dos materiais (valores de tenso mximas admissveis dependentes da temperatura).

3- Outros fatores especficos para cada situao.

importante destacar que o valor da PMTA pode alterar-se ao longo da vida da caldeira em funo da reduo da resistncia mecnica dos materiais, reduo de espessuras dos diferentes componentes, etc. A atualizao dos valores da PMTA deve ser feita, em conformidade com procedimentos escritos existentes no pronturio da caldeira.

O procedimento escrito deve conter: a) Roteiro de calculo da PMTA ou b) Cdigo de projeto aplicvel ou c) Indicao de programa computacional para dimensionamento da

caldeira.

Quando ocorrer alterao no valor da PMTA da caldeira dever ser executado os ajustes necessrios nas presses de abertura das vlvulas de segurana na placa de identificao e outros elementos de controle dependente deste valor.



13.1.4 Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens:

a) vlvula de segurana com presso de abertura ajustada em valor igual ou inferior a PMTA; b) Instrumento que indique a presso do vapor acumulado;

c) Injetor ou outro meio de alimentao de gua, independente do sistema principal, em caldeiras a combustvel slido; d) sistema de drenagem rpida de gua, em caldeiras de recuperao de lcalis, e) sistema de indicao para controle do nvel de gua ou outro sistema que evite o superaquecimento por alimentao deficiente.


As vlvulas de segurana, mesmo que ajustadas para abertura na PMTA devero:

- Ser adequadamente projetadas; Ser adequadamente instaladas; Ser adequadamente mantidas.

Para casos onde estas premissas no forem atendidas a vlvula de segurana ser considerada como inexistente. A quantidade e o local de Instalao das vlvulas de segurana devero atender aos cdigos ou normas tcnicas aplicveis.

O acrscimo de presso, permitido durante a descarga da vlvula de segurana, seve ser no mximo o recomendado no cdigo de projeto do equipamento.

No caso especfico do cdigo ASME Seo I, caldeiras com superfcie de aquecimento superior a 47m2 devem possuir duas vlvulas de segurana. Neste caso, permitido um acrscimo de presso durante a descarga, com as duas vlvulas abertas no mximo 6% da PMTA.

A existncia de pelo menos um instrumento que indique a presso do vapor acumulado pressupe que este esteja corretamente especificado, instalado e mantido. O mostrador do instrumento indicador de presso pode ser analgico ou digital e poder ser instalado na prpria caldeira ou na sala de controle.

Entende-se por sistema de indicao de nvel de gua qualquer dispositivo com funo equivalente aos visores de coluna de gua. Caso a coluna de gua no consiga ser lida corretamente por problemas de vazamento ou bloqueio, dever ser imediatamente acionado o procedimento de paralisao da caldeira.



13.1.5 Toda caldeira dever ter afixado em seu corpo, em local de fcil

acesso e bem visvel, placa de identificao indelvel com, no mnimo, as seguintes informaes:

a) fabricante; b) nmero de ordem dado pelo fabricante da caldeira; c) ano de fabricao; d) presso mxima de trabalho admissvel; e) presso de teste hidrosttico; f) capacidade de produo de vapor; g) rea da superfcie de aquecimento; h) cdigo de projeto e ano de edio.

Alm das informaes mencionadas no item 13.1.5 a placa poder conter outras informaes a critrios do estabelecimento.

A placa de identificao deve ser fabricada de material resistente s intempries tais como: alumnio, bronze, ao inoxidvel etc., possuir caracteres gravados de forma indelvel, em lngua portuguesa, devendo ser fixada ao corpo da caldeira atravs de rebites, parafusos ou soldas.

A placa de identificao dever ser afixada em local de fcil acesso e visualizao. Deve-se tomar cuidado para que a placa no seja fixada em partes que possam ser removidas da caldeira tais como: bocas de visita, chapa de isolamento trmico, etc.

De acordo com o decreto Lei n. 81.621 de 03 de maio de 1978, o Brasil signatrio do Sistema Internacional de Unidades. A tabela a seguir apresenta os fatores de converso a serem utilizados para converso das unidades de presso.


13.1.5.1 Alm da placa de identificao deve constar, em local visvel, a categoria da caldeira, conforme definida no subitem 13.1.9 desta NR, e seu nmero ou cdigo de identificao.

Alm da placa de identificao toda caldeira dever apresentar seu nmero ou cdigo de identificao e sua respectiva categoria.

Essas informaes podero ser pintadas em local de fcil visualizao, com dimenses tais que possam ser facilmente identificadas.

Opcionalmente pintura direta, informaes podero fazer parte de uma placa com visualizao equivalente.



13.1.6 Toda caldeira deve possuir no estabelecimento onde estiver instalada, a seguinte documentao, devidamente atualizada:

a) Pronturio da Caldeira, contendo as seguintes informaes: - cdigo de projeto e ano de edio; - especificao dos materiais; - procedimentos utilizados na fabricao, montagem, inspeo final e determinao da PMTA; - conjunto de desenhos e demais dados necessrios para o monitoramento da vida til da caldeira; - caractersticas funcionais; - dados dos dispositivos de segurana; - ano de fabricao; - categoria da caldeira. b) Registro de Segurana, em conformidade com o item 13.1.7; c) Projeto de Instalao, em conformidade com o item 13.2; d) Projetos e Alterao ou Reparo, em conformidade com os subitens 13.4.2 e 13.4.3; e) Relatrios de Inspeo, em conformidade com os subitens 13.5.11, 13.5.12 e 13.5.13.

Caso o estabelecimento onde estiver instalada a caldeira possua

diversas unidades fabris, distantes umas das outras, os documentos devero estar disponveis na unidade onde a caldeira estiver instalada para que possam ser facilmente consultados.

Em funo das peculiaridades de cada estabelecimento, no necessrio que toda documentao seja arquivada num mesmo local. recomendvel, porm que todos os documentos que compem o pronturio da caldeira estejam agrupados.

O procedimento para determinao da PMTA, dever explicar o roteiro para seu estabelecimento, passo a passo, incluindo tabelas, bacos etc, que por ventura devam ser consultados. Poder ser substitudo pela seo correspondente do cdigo de projeto.

Entende-se por vida til da caldeira o perodo de tempo entre a data de fabricao e a data na qual tenha sido considerada inadequada para uso.

A documentao deve ser mantida durante toda a vida til do equipamento.



13.1.6.1 Quando inexistente ou extraviado, o Pronturio da Caldeira deve ser reconstitudo pelo proprietrio, com responsabilidade tcnica do fabricante ou de Profissional Habilitado, citado no subitem 13.1.2, sendo imprescindvel a reconstituio das caractersticas funcionais, dos dados dos dispositivos de segurana e dos procedimentos para determinao da PMTA.

A maior parte da documentao exigida, particularmente aquela

englobada no pronturio da caldeira, deve ser fornecida o mais detalhadamente possvel, pelo fabricante da caldeira.

Se o estabelecimento no possuir essa documentao, parte dela dever ser reconstituda. Quando no for possvel reconstituir alguns itens, tais como: procedimentos utilizados na fabricao e montagem, especificaes de materiais etc., devero ser reconstitudos pelo menos as caractersticas funcionais da caldeira, os dados de seus dispositivos de segurana e o procedimento para determinao da PMTA.

A reconstituio dos documentos ser sempre de responsabilidade do proprietrio da caldeira. Para tanto, este poder utilizar-se dos servios do fabricante da caldeira ou caso este seja indeterminado ou j no exista, de um Profissional Habilitado ou empresa especializada.

A reconstituio de toda a documentao da caldeira importante no s para determinao de seus parmetros operacionais como tambm de fundamental importncia na preparao e execuo das atividades de inspeo e manuteno destes equipamentos. Portanto, no caso da inexistncia da documentao citada, pronturio da caldeira, ou parte deste, todos os esforos dever ser feitos para reconstituio do pronturio.

13.1.6.2 Quando a caldeira for vendida ou transferida de estabelecimento, os documentos mencionados nas alneas a, d e e do subitem 13.1.6 devem acompanh-la.

O Registro de Segurana tambm poder acompanhar a caldeira a

critrio do estabelecimento onde ela esteve instalada.

O Projeto de Instalao no acompanha a caldeira porque dever ser elaborado um novo projeto, caracterstico das novas instalaes.


13.1.6.3 O proprietrio da caldeira dever apresentar, quando exigido pela autoridade competente do rgo Regional do Ministrio do Trabalho e Emprego, a documentao mencionada no subitem 13.1.6.

A autoridade competente do rgo Regional do Ministrio do

Trabalho e Emprego (Delegacia Regional do Trabalho e Emprego DRTE) o Delegado Regional do Trabalho na sua jurisdio.



13.1.7 O Registro de Segurana deve ser constitudo de livro prprio, com pginas numeradas, ou outro sistema equivalente onde sero registradas: a) todas as ocorrncias importantes capazes de influir nas condies de segurana da caldeira; b) as ocorrncias de inspees de segurana peridicas e extraordinrias, devendo constar o nome legvel e assinatura de Profissional Habilitado, citado no subitem 13.1.2 e de operador de caldeira presente na ocasio da inspeo.

O Registro de Segurana deve ser constitudo por um livro com

pginas numeradas exclusivo para cada caldeira.

possvel que a empresa utilize outro sistema (por exemplo: informatizado) desde que, de fato apresente a mesma segurana contra burla e permita assinatura nas ocasies indicadas e que seja de fcil consulta.

importante que sejam registrados neste livro somente as ocorrncias relacionadas caldeira que possam afetar, positiva ou negativamente, a integridade fsica do ser humano.

prtica nas unidades industriais o preenchimento do Livro de Turno ou Livro de Passagem de Servio, ou similar, que poder ser aceito como Registro de Segurana desde que atenda o disposto no item 13.1.7.

So exemplos tpicos de ocorrncias importantes: as exploses, incndios, vazamentos, ruptura de componentes da caldeira, operao em condies fora daquelas previstas pelo projeto, paradas de emergncia, realizao de testes na caldeira, dispositivos de segurana etc.

Por ocasio da inspeo da caldeira o Profissional Habilitado, contratado pelo estabelecimento para fazer a inspeo, dever anotar no Registro de Segurana a data e tipo da inspeo de segurana da caldeira que est sendo realizada. O Profissional Habilitado dever solicitar a assinatura do operador da caldeira ou, na sua ausncia, de outro operador, no referido Registro de Segurana.

A assinatura tem por objetivo comprovar que a caldeira est sendo inspecionada e no implica em qualquer responsabilidade por parte do operador na atividade de inspeo. O preenchimento do livro e respectiva assinatura, por ocasio das inspees, devero ser feito durante o perodo em que a caldeira estiver sendo inspecionada.



13.1.7.1 Caso a caldeira venha a ser considerada inadequada para uso, o Registro de Segurana deve conter tal informao e receber encerramento formal.

Caso a caldeira venha ser considerada inadequada para uso futuro,

o respectivo Registro de Segurana dever apresentar claramente os motivos pelos quais est sendo adotada tal deciso. O encerramento formal do Registro de Segurana dever ser feito por um Profissional Habilitado e comunicado atravs de Relatrio de Inspeo de Segurana Extraordinria Representao Sindical da Categoria Profissional Predominante no Estabelecimento conforme estabelecido no item 13.5.12 e ao rgo regional do MTE caso este tenha exigido a apresentao dos documentos da caldeira anteriormente, conforme previsto no subitem 13.1.6.3.

Recomenda-se para estes casos que a caldeira seja inutilizada, antes do descarte, para evitar uso posterior.

13.1.8 A documentao referida no subitem 13.1.6 deve estar sempre disposio para consulta dos operadores, do pessoal de manuteno, de inspeo e das representaes dos trabalhadores e do empregador na Comisso Interna de Preveno de Acidentes CIPA, devendo o proprietrio assegurar pleno acesso a essa documentao.

A documentao referida no subitem 13.1.6 dever estar sempre

disponvel dentro do estabelecimento.

Nos casos onde for necessria a retirada da documentao do estabelecimento, dever ser providenciada a sua duplicao.



13.1.9 Para os propsitos desta NR, as caldeiras so classificadas em 3 categorias conforme segue: a) caldeiras da categoria A so aquelas cuja presso de operao igual ou superior a 1960 kPa (19,98 kgf/cm2);

b) caldeias categoria C so aquelas cuja presso de operao igual ou inferior a 588 kPa (5,99 kgf/cm2) e o volume igual ou inferior a 100 litros; c) caldeiras categoria B so todas as caldeiras que no se enquadram nas categorias anteriores.

O critrio adotado por esta NR, para classificao de caldeiras, leva

em conta a presso de operao e o volume interno da caldeira. Esse conceito, tambm adotado por outras normas internacionais, representa a energia disponvel em uma caldeira. Desta forma quanto maior a energia, maiores sero os riscos envolvidos. A capacidade de produo de vapor da caldeira (t/h, kg/h) no indicativa do risco j que no considera a presso do vapor produzido ou o volume de vapor armazenado.

A subdiviso em 3 (trs) categorias distintas facilita a adoo de critrios diferenciados compatveis com o risco apresentado por cada caldeira.


O grfico abaixo representa os campos que foram adotados para cada categoria de caldeiras.



13.2 INSTALAO DE CALDEIRAS A VAPOR 13.2.1 O Projeto de Instalao de caldeiras a vapor, no que concerne ao

atendimento desta NR, de responsabilidade de Profissional Habilitado, conforme citado no subitem 13.1.2, e deve obedecer aos aspectos de segurana, sade e meio ambiente previstos nas Normas Regulamentadoras, convenes e disposies legais aplicveis.

A autoria de projeto de instalao de caldeiras de responsabilidade

de Profissional Habilitado.

Sempre que na elaborao do projeto o Profissional Habilitado solicitar a participao de profissionais, especializados e legalmente habilitados, estes sero tidos como responsveis na parte que lhes diga respeito, devendo ser explicitamente mencionados como autores das partes que tiverem executado.

O projeto de instalao dever conter todos os documentos, plantas, desenhos, clculos, pareceres, relatrios, anlises, normas, especificaes relativas ao projeto devidamente assinados pelos profissionais legalmente habilitados.



13.2.2 As caldeiras de qualquer estabelecimento devem ser instaladas em Casa de Caldeiras ou em local especfico para tal fim, denominado rea das Caldeiras.

Dever ser entendido como Casa das Caldeiras um local reservado

do estabelecimento, delimitado por paredes ou divisrias e devidamente coberto onde estejam instaladas as caldeiras.

Dever ser entendido como rea de Caldeiras, um local onde a caldeira no esteja confinada, exposta ou no ao do tempo, destinada instalao das caldeiras. A simples existncia de cobertura no caracteriza o local como sendo Casa de Caldeira.

A opo pela instalao das caldeiras em rea ou Casa de Caldeiras ser definida na fase de projeto e independente das dimenses da Caldeira ou de seus parmetros operacionais. 13.2.2 Quando a caldeira for instalada em ambiente aberto, a rea de

Caldeiras deve satisfazer os seguintes requisitos:

a) estar afastada no mnimo 3 metros de: - outras instalaes do estabelecimento; - de depsitos de combustveis, excutando-se reservatrios para

partida com ate 2.000 (dois mil) litros de capacidade; - do limite de propriedade de terceiros; - do limite com as vias pblicas.


b) dispor de pelo menos 2 (duas) sadas amplas, permanentemente desobstrudas e dispostas em direes distintas; c) dispor de acesso fcil e seguro, necessrio operao e manuteno da caldeira, sendo que, para guarda corpos vazados, os vos devem ter dimenses que impeam a queda de pessoas; d) ter sistema de captao e lanamento dos gases e material particulado, provenientes da combusto, para fora da rea de operao, atendendo as normas ambientais vigentes; e) dispor de iluminao conforme normas oficiais vigentes. f) ter sistema de iluminao de emergncia caso operar a noite.

At a data de reviso deste manual tcnico a Norma

Regulamentadora NR-17 subitem 17.5.3.3. determina que os nveis mnimos de iluminamento a serem observados nos locais de trabalho so os valores de iluminncia estabelecidos na NBR 5413.

Deve ser entendido como sistema de iluminao de emergncia todo sistema que em caso de falha no fornecimento de energia eltrica, consiga manter adequadamente iluminados os pontos estratgicos operao da caldeira. So exemplos destes sistemas lmpadas ligadas a baterias que se autocarregam nos perodos de fornecimento normal, geradores movidos a vapor ou motores a combusto etc.



13.2.4 Quando a caldeira estiver instalada em ambiente confinado, a Casa de Caldeiras deve satisfazer os seguintes requisitos:

a)constituir prdio separado, construdo de material resistente ao fogo, podendo ter apenas uma parede adjacente s outras instalaes do estabelecimento, porm com as outras paredes afastadas de, no mnimo 3 (trs) metros de outras instalaes, do limite de propriedade de terceiros, do limite com as vias pblicas e de depsitos de combustveis, excetuando-se reservatrios para partida com ate 2.000 (dois mil) litros de capacidade;

b)dispor de pelo menos 2 (duas) sadas amplas, permanentemente desobstrudas e dispostas em direes distintas; c)dispor de ventilao permanente com entradas de ar que no possam ser bloqueadas; d)dispor de sensor para deteco de vazamento de gs quando se tratar de caldeira a combustvel gasoso; e)no ser utilizada para qualquer outra finalidade; f) dispor de acesso fcil e seguro, necessrio operao e manuteno da caldeira, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vos devem ter dimenses que impeam a queda de pessoas;


g)ter sistema de captao e lanamento dos gases e material particulado, provenientes da combusto, para fora da rea de operao, atendendo s normas ambientais vigentes;

h)dispor de iluminao conforme normas oficiais vigentes e ter sistema de iluminao de emergncia;

Os dispositivos que garantam a ventilao permanente so instalados quando forem indispensveis para garantir a ventilao adequada na rea em volta da caldeira. Ventilao permanente no significa necessariamente ventilao com sopradores ou ventiladores (ventilao local exaustora ou geral diluidora).



13.2.5 Constitui risco grave e iminente o no atendimento aos seguintes requisitos: a)para todas as caldeiras instaladas em ambiente aberto, as alneas b, d e f do subitem 13.2.3 desta NR; b)para as caldeiras da categoria A instaladas em ambientes confinados, as alneas a, b, c, d, e, g, e h do subitem 13.2.4 da NR. c) para caldeiras das categorias B e C instaladas em ambientes confinados, as alneas b, c, d, e, g e h do subitem 13.2.4 desta NR.

13.2.6 Quando o estabelecimento no puder atender ao disposto nos subitens 13.2.3 ou 13.2.4 dever ser elaborado Projeto Alternativo de Instalao, com medidas complementares de segurana que permitam a atenuao dos riscos.

Caso o estabelecimento no possa atender s exigncias estabelecidas nos subitens 13.2.3 ou 13.2.4 ou obedecer a aspectos de segurana, sade e meio ambientes previstos nas NR, nas convenes ou nas disposies legais dever elaborar um projeto alternativo contendo medidas concretas para atenuao dos riscos.

Este requisito se aplica tanto s instalaes existentes como para novas instalaes.

As medidas complementares citadas neste item referem-se preveno e no conseqncia de eventuais exploses. Desta forma o Projeto Alternativo deve priorizar a implantao de medidas que melhorem a confiabilidade operacional da caldeira. So exemplos de medidas concretas que permitam a atenuao dos riscos:

- realizao de inspees com maior freqncia e maior rigor quanto aplicao de exames no destrutivos.


- aperfeioamento dos sistemas do controle;


- independentemente da presso, atender a requisitos mais apurados de qualidade e tratamento de gua;


- reduzir a presso de operao quando possvel;

-- empregar combustveis de melhor qualidade;

- outras.



13.2.6.1 O Projeto Alternativo de Instalao deve ser apresentado pelo

proprietrio da caldeira para obteno de acordo com a representao sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento.

13.2.6.2 Quando no houver acordo conforme previsto no subitem

13.2.6.1 a intermediao do rgo regional do MTE, poder ser solicitada por qualquer uma das partes e, persistindo o impasse, a deciso caber a esse rgo.

13.2.7.1 As caldeiras classificadas na categoria A devero possuir

painel de instrumentos instalados em sala de controle, construda segundo o que estabelecem as Normas Regulamentadoras aplicveis.

Toda caldeira classificada como categoria A deve possuir painel de instrumentos

ou console de sistema digital instalado em sala de controle. No caso de estabelecimentos com mais de uma caldeira permitida a instalao dos instrumentos de todas as caldeiras na mesma sala de controle.


O projeto e construo da sala de controle devem atender aos requisitos estabelecidos pelas Normas Regulamentadoras.

Portas devem abrir para fora e para o lado oposto das caldeiras.

Na casa de controle no deve existir vidros na linha operador-parede da casa de controle/ caldeira, para prevenir os operadores em caso de exploso.

13.3.2 Os instrumentos e controles de caldeiras devem ser mantidos calibrados e em boas condies operacionais, constituindo condio de risco grave e iminente o emprego de artificios que neutralizem sistemas de controle e segurana da caldeira.

Todos os instrumentos e controles que interfiram com a sequrana da caldeira devero ser calibrados periodicamente e serem adequadamente mantidos.

A utilizao de artifcios como, por exemplo, jumps que neutralizem os sistemas de controle e segurana ser considerada como risco grave e iminente e pode levar interdio da caldeira.

Utilizar Jumps transitrios em situaes onde exista redundncia ou onde est sendo feita manuteno preventiva no ser considerado como artifcio que neutralize sistema de controle e segurana da caldeira.

Para esses casos, necessrio fazer estudo dos riscos envolvidos e acompanhamento desta operao, envolvendo todos os setores que possam por esta ser afetados.

A periodicidade de manuteno e a definio dos instrumentos e controles necessrios segurana da caldeira devero ser definidas pelos profissionais legalmente habilitados para cada especialidade.



13.3 SEGURANA NA OPERAAO DE CALDEIRAS

13.3.1 Toda caldeira deve possuir Manual de Operao atualizado, em

lngua portuguesa, em local de fcil acesso aos operadores, contendo no mnimo: a) procedimentos de partidas e paradas; b) procedimentos e parmetros operacionais de rotina; c) procedimentos para situaes de emergncia; d) procedimentos gerais de segurana, sade e de preservao do meio ambiente.

O manual de operao da caldeira (ou das caldeiras) deve estar sempre disponvel para consulta dos operadores, em local prximo ao posto de trabalho. Os manuais devem ser mantidos atualizados sendo que todas as alteraes ocorridas nos procedimentos operacianais ou nas caractersticas das caldeiras, devero ser de pleno conhecimento de seus operadores e prontamente incorporados aos respectivos manuais. Os estgios prticos de qualificao dos operadores devem prepar-los para executar os procedimentos de partida, parada de rotina, emergncia e segurana.



13.3.3 A qualidade da gua deve ser controlada e tratamentos devem ser implementados, quando necessrios, para compatibilizar suas propriedades fisico-qumicas com os parmetros de operao da caldeira.

A qualidade da gua fator determinante da vida da caldeira. Estabelecer parmetros de qualidade de gua no faz parte do escopo desta NR uma vez que ela se aplica a variados tipos de caldeiras com diferentes presses e temperaturas, instaladas em locais distintos.

Sempre que anlises fsico-qumicas e resultados das inspees indicarem problemas de depsitos excessivos, corroso e outras deterioraes no lado gua, ateno especial dever ser dada sua qualidade, em particular, verificando se suas caractersticas esto de acordo com as requeridas pela caldeira. De modo geral, quanto maior a presso de operao mais apurados devero ser os requisitos de tratamento de gua.


13.3.4 Toda caldeira a vapor deve estar obrigatoriamente sob operao

e controle de operador de caldeira, sendo que o no atendimento a esta exigncia caracteriza condio de risco grave e iminente.

A responsabilidade pela existncia de operadores de caldeiras

adequadamente treinados do dono do estabelecimento.

Uma caldeira pode estar sob controle simultneo de vrios operadores e, um operador poder estar controlando simultaneamente mais de uma caldeira.

No faz parte do objetivo desta NR estabelecer limites numricos para esta questo, entretanto, entende-se que caldeiras sob controle de operador aquela onde existe pelo menos 1 (um) operador em condies de atuar prontamente para corrigir situaes anormais que se apresentem.


13.3.5 Para efeito desta NR ser considerado operador de caldeira

aquele que satisfazer pelo menos uma das seguintes condies: a) possuir certificado de Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras e comprovao de estgio prtico conforme subitem 13.3.9; b) Possuir certificado de Treinamento de Segurana para c) Operao de Caldeiras previsto na NR 13 aprovada pela

portaria 02/84 de 08/05/84; c) Possuir comprovao de pelo menos 3 (trs) anos de

experincia nessa atividade, at 8 de maio de 1984.


Para casos onde for necessria a comprovao de experincia na operao de caldeira deve-se considerar:

-anotao na carteira de trabalho;

-pronturio ou atribuies fornecido pelo estabelecimento; ou

-testemunho de pessoas.

Para clculo dos 3 (trs) anos de experincia devero ser descontados o tempo de interrupo.

A habilitao dos operadores de caldeira enquadrados nas alneas b e c fica limitada ao tipo de caldeira que habitualmente vinham operando. Caso tenham necessidade de operar outros tipos de caldeira torna-se obrigatria a frequncia aos estgios prticos definidos no subitem 13.3.9.

13.3.6 O pr-requisito mnimo para participaco, como aluno, no Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras o 1 grau.

13.3.7 O Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras deve

obrigatoriamente:

a) ser supervisionado tecnicamente por Profissional Habilitado citado no subitem 13.1.2; b) ser ministrado por profissionais capacitados para esse fim; c) obedecer, no mnimo, ao currculo proposto no Anexo I-A desta NR.

Podero ser includas no treinamento outras matrias tericas ou prticas que forem julgadas relevantes pelo supervisor tcnico do treinamento.

13.3.8 Os responsveis pela promoo do Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras estaro sujeitos ao impedimento de ministrar novos cursos, bem como a outras sanes legais cabveis, no caso de inobservncia do disposto subitem 13.3.7.



13.3.9 Todo operador de caldeira deve cumprir um estgio prtico na operao da prpria caldeira que ir operar, o qual dever ser supervisionado, documentado e ter durao mnima de: a) Caldeiras categoria A 80 (oitenta) horas; b) Caldeiras categoria B 60 (sessenta) horas; c) Caldeiras categoria C 40 (quarenta) horas.

A execuo

A empresa ou estabelecimento dever arquivar ou reunir os documentos a emitir os certificados que comprovem a participao de seus operadores no referido estgio.

Caso um operador, treinado de acordo com esta NR, necessite operar outra caldeira, dever frequentar estgio prtico na nova caldeira qua ir operar mesmo qua a nova caldeira seja da mesma categoria qua a anterior.

No caso de instalaes onde o operador deve operar caldeiras diferentes exigido um estgio prtico para cada caldeira. Ex: Uma instalao com uma caldeira a leo Categoria A e a uma caldeira eltrica Categoria C, sero necessrias 80 horas de estgio para a primeira e mais 40 horas de estgio para a segunda, totalizando 120 horas de estgio.

O supervisor do estgio poder ser, por exemplo:

- chefe da Operao; - operadores Chefe; - engenheiro responsvel pela planta; - um operador mais experiente, - Profissional Habilitado.



13.3.10 O estabelecimento onde for realizado o estgio prtico supervisionado, deve informar previamente a representao sindical da categoria profissional predominante no estabetecimento; a) perodo de realizao do estgio; b) entidade, empresa ou profissional responsvel pelo Treinamento de Segurana na Operao de Caldeiras; c) relao dos participantes do estgio.

Ver observaes do subitem 13.3.5.

13.3.11 A reciclagem de operadores deve ser permanente, por meio de constantes informaes das condies fsicas e operacionais dos equipamentos, atualizao tcnica, informaes de segurana, participao em cursos, palestras e eventos pertinentes.

A necessidade e ocasio da reciclagem so de responsabilidade do empregador.

Para efeito de comprovaco, dever ser anexado pasta funcional de cada operador o tipo de atividade, data de realizao, durao etc.

A reciclagem ser anual, ou quando houver alteraes no equipamento e/ou projeto da caldeira.



13.3.12 Constitui condio de risco grave e iminente a operao de qualquer caldeira em condies diferentes das previstas no projeto original, sem que: a) seja reprojetada levando em considerao todas as variveis envolvidas na nova condio de operao; b) sejam adotados todos os procedimentos de segurana decorrentes de sua nova classificao no que se refere a instalao, operao, manuteno e inspeo.

A operao de caIdeiras em condies operacionais diferentes das

previstas em seu projeto pode ser extremamente perigosa.

So exemplos de condies objeto deste item:

- presses superiores as de operao;

- temperaturas de superaquecimento acima das de projeto;

- utilizao de gua ou outro fluido diferentes dos considerados no projeto;

- alterao do combustvel ou dos queimadores.

Sempre que forem feitas modificaces no projeto da caldeira ou de suas condies operacionais devero ser adotados todos os procedimentos de segurana necessrios.

As modificaes efetuadas devero sempre fazer parte da documentao da caldeira.



13.4 SEGURANA NA MANUTENA0 DE CALDEIRAS 13.4.1 Todos os reparos ou alteraes em caideiras devem respeitar o

respectivo cdigo de projeto de construo e as prescries do fabricante no que se refere a: a) materiais; b) procedimentos de execuo; c) procedimentos de controle de qualidade; d) qualificao e certificao de pessoal.

Os reparos e alteraes citados neste item so extensivos aos perifricos da caldeira, tais como: chamin, ventiladores, instrumentao etc.

No caso de tubulaes a abrangncia deste subitem limita-se ao trecho compreendido entre a caldeira e a solda ou flange mais prximo.

Deve ser considerado como reparo qualquer interveno que vise corrigir no conformidades com relao ao projeto original. Por exemplo: reparos com soldas para recompor reas danificadas, reparo em refratrios e isolantes trmicos, substituio de conexes corrodas, etc.

Deve ser considerada como alterao qualquer interveno que resulte em alteraces no projeto original inclusive nos parmetros operacionais da caldeira. Por exemplo: alteraes na especificao dos materiais, mudanas de combustvel, mudanas na configurao nos tubos de troca trmica, incluso de conexes etc.

So exemplos de qualificao e certificao de pessoal os procedimentos previstos pelo cdigo ASME Seo IX (Qualificao de Soldagem e Brasagem) e Seo V (Ensaios No Destrutivos).


CLARIFICAO E

FILTRAGEM


INTRODUO

A gua contm vrias impurezas como resultado do contato com o ar e a terra. Esses slidos suspensos e dissolvidos devem ser removidos para proporcionar gua adequada para uso dornstico e industrial. Os slidos dissolvidos so aqueles naturalmente solveis na gua e que no podem ser removidos com simples filtragem. Os slidos suspensos so partculas que no se dissolvem em gua, tais como a lama, o limo, o barro e os materiais microbiolgicos. A remoo de slidos suspensos geralmente se consegue com a coagulaco, a floculao e a decantao, frequentemente referidas como clarificao convencional (Figura 1).

Figura 1 Trs Etapas da Classificao convencional

COAGULAO

Se a gua que contm slidos suspensos pudesse ficar parada calmamente numa bacia de decantaco, ns esperaramos que os slidos se decantassem devido fora da gravidade. A maioria das partculas iria eventualmente se decantar; todavia, o tempo envolvido ou o tamanho do equipamento de decantao podem no ser prticos ou econmicos (Figura 2).


As partculas suspensas em guas superficiais e efluentes podem permanecer em suspenso na gua durante longos periodos de tempo devido s foras eletrostticas que as afetam e ainda ao tamanho relativo da partcula A maioria das partculas na gua tem uma carga de superficie levemente negativa que, como os plos similares de um im, se repelem. Se as cargas superficiais pudessem ser neutralizadas, as partculas se agregariam e formariam uma partcula levemente maior, que se decantaria mais rapidamente. Em palavras simples, a coagulaco o processo de neutratizar as cargas de modo que as partculas possam no mais se repelir umas das outras, mas, possam se juntar umas com as outras.

Figura 3 A coagulao Envolve Neutralizao das Cargas

Uma relao conhecida como a Lel de Stoke ajuda a explicar como o tempo de decantao afetado pelo tamanho das particulas e outros fatores:

Z)S -(S D 18 V 212

onde

V = velocidade da queda (taxa da decantao) D = Dimetro da partcula S1 = Densidade da partcula S2 = Densidade da gua Z = Viscosidade da gua

medida que o tamanho da partcula ou o dimetro aumenta, a taxa da decantao aumenta. Ou seja, quanto maior a partcula, mais rpida a decantao. Uma segunda varivel, a temperatura, tambm afeta o tempo de decantao, presumindo-se que a densidade da partcula no se altera. A gua fria mais densa e mais viscosa que a gua quente, o que resulta em maior taxa de decantao.


COAGULANTES E AUXILIARES DE COAGULAO

Muitos sais inorgnicos comuns, assim como os polmeros orgnicos solveis em gua, so usados para neutralizar as cargas das partculas, o que leva formao de pin fIoc (flocos tipo cabea de alfinete) flocos apenas visveis (Figura 5). Fatores como o pH, a turbidez, a temperatura e a mistura afetam a atuao desses coagulantes.


Salvo o aluminato de sdio, todos os coagulantes comuns de ferro e alumnio so sais cidos que diminuem o pH da gua tratada. Dependendo da alcalinidade inicial da gua natural e do pH, devem ser adicionados cal ou custico para contrabalanar a depresso de pH causada por tais coagulantes inorgnicos. O pH pode afetar tanto a carga da superfcie da partcula como a precipitao durante a coagulao. Existe uma faixa ideal de pH para cada coagulante inorgnico, que pode ser diferente da faixa de solubilidade do sal (Figura 6). O pH pode tambm afetar os polmeros orgnicos, mas no tanto, quanto, afeta os coagulantes inorgnicos.

Em geral, um aumento no contedo da turbidez ou de slidos suspensos exige um aumento na taxa da alimentao do coagulante. Contudo, guas de alta turbidez s vezes requerem dose de coagulante relativamente baixa, porque h mais chances de partculas neutralizadas entrarem em coliso e se agruparem. Em guas de baixa turbidez, onde h uma baixa probabilidade de coliso, frequentemente se usa almen ou barro para adicionar mais slidos, o que aumenta a chance de coliso.

O clima frio e as temperaturas da gua prolongam o tempo de reao necessrio para a coagulao. A velocidade de uma reao qumica reduzida aproximadamente pela metade a cada 10 C de queda de temperatura. Um aumento na dosagem do coagulante, juntamente com um tempo maior de mistura, minimizam o tempo necessrio para a coagulao suficiente.

Uma mistura rpida e completa do coagulante com a gua no-tratada aumenta o nmero de colises das partculas, o que, por sua vez, aumenta a velocidade do processo de neutralizao de carga das partculas. O resultado so partculas maiores em menor tempo. Geralmente, a baixa turbidez requer mais mistura ou mais tempo para as partculas entrarem em contato umas com as outras.

FLOCULAO

A floculaco o processo de juntar as partculas neutralizadas ou coaguladas para formar uma aglomerao muito maior ou floco. Pode ser vizualizada como um mecanismo de montagem do tipo de uma ponte ou semelhante a uma teia de aranha (Figura 7).

A floculao ocorre com o uso de molculas de alto peso molecular que formam flocos mais pesados do que na fase de coagulaco. O tamanho do floco normalmente determinado pela sua capacidade de suportar o cisalhamento causado pela mistura ou turbulncia


Figura 7 A floculao envolve mecanismo semelhante a uma ponte

Enquanto a mistura rpida importante para a coagulao, a floculao precisa de uma mistura mais lenta para converter pequenos pin floc (flocos tipo cabea alfinete) em flocos maiores e visveis que vo se decantar prontamente. Se a mistura for demasiada ou muito violenta, o floco ser desfeito ou se romper, tornando-se muito difcil de modificar e se decantar.

Exatamente como acontece com os coagulantes, os floculantes tambm so afetados pela temperatura, pH e turbidez; todavia, a taxa da alimentao fundamental. Uma dose excessiva pode formar um floco grande de decantao rpida que no arrastar as partculas finas e deixar os slidos em suspenso.

DECANTAO

A decantao se refere remoo qumica de partculas que foram coaguladas e floculadas. A decantao sem coagulao anterior chamada de assentamento e resulta na remoo de slidos suspensos relativamente grosseiros.

Fatores como a temperatura da gua, correntes hidrulicas e trmicas, alteraes na vazo e na concentrao de slidos podem afetar a decantao e partculas floculadas. Esses fatores so levados em considerao quando o equipamento principal projetado.

EQUIPAMENTO DE CLARIFICAO

O processo de coagulao-decantao necessita de trs processos unitrios distintos:

1. mistura rpida para coagulao, 2. mistura moderada para floculao, e 3. separao de gua e flocos

Originalmente, as unidades convencionais de clarificao consistiam em grandes bacias retangulares de concreto divididas em duas ou trs sees (Figura 8). Cada estgio do processo de clarificao ocorria numa seo separada da bacia. O fluxo da gua era horizontal nesses sistemas.

As unidades de fluxo horizontal ainda so usadas em plantas industriais muito grandes e tambm para clarificar a gua municipal, uma vez que so projetadas para bacias de grande capacidade. O tempo de reteno normalmente longo, geralmente quatro a seis horas e, principalmente, voltado decantao.


Figura 8 Bacia de decantao horizontal

A mistura rpida tipicamente projetada para trs a cinco minutos e a mistura lenta para 15 a 30 minutos. Esse desenho oferece grande flexibilidade em estabelecer pontos apropriados para adio de produtos qumicos. Tambm, esses sistemas so relativamente insensveis a mudanas repentinas de passagem da gua.

Da mesma forma, a reteno demorada permite tempo de reao suficiente para fazer os ajustes necessrios na alimentao qumica e de polmeros se as condies da gua no-tratada se alterar bruscamente. No entanto, exceto no caso de demandas muito grandes de gua tratada, as unidades horizontais no so eficazes em termos de custos devido necessidade de terreno grande e elevados custos de construo.

Clarificadores de fluxo ascendentes compactos e relativamente econmicos acomodam a coagulao, floculao e decantaco num nico tanque, geralmente circular, de ao ou concreto. Esses clarificadores so denominados de ascendentes porque a gua corre para cima enquanto os slidos suspensos se sedimentam. Uma caracterstica fundamental para manter um efluente de alta limpidez o aumento de contato de slidos atravs da recirculao interna do lodo.

Em vista de o tempo de reteno de uma unidade ascendente ser de aproximadamente uma a duas horas, as bacias ascendentes podem ser muito menores em tamanho ou em capacidade de reteno do que as bacias horizontais de capacidade de passagem igual. Uma taxa de elevao de 0,75 a 1,25 gales por minuto (gpm) por p quadrado de rea de superfcie normal na clarificao. As unidades combinadas de abrandamento/clarficao frequentemente podem operar at 1.5 gpm por p quadrado de rea de superfcie devido ao tamanho da partcula e as densidades da dureza precipitada.

A maioria de modelos ascendentes chamada clarificadores de lenol de lodo ou de contato com slidos (Figura 9). Aps a coagulao e/ou floculao nas unidades do lenol do lodo, a gua que chega passa atravs da camada suspensa do floco formado anteriormente.


Uma vez que a centro dessas unidades frequentemente tem a forma semelhante a um cone invertido, a taxa de elevao da gua diminui conforme ela sobe atravs da seo de cruzamento que aumenta gradativamente. Quando a taxa de elevao diminui o suficiente para se igualar taxa de decantao do floco suspenso, formar-se- uma interface lodo/lquido diferente.

A eficincia do lenol de lodo depende da ao da filtragem medida que a gua recm-coagulada ou floculada passa pelo floco suspenso. Nveis mais elevados de lodo aumentam a eficincia da filtragem.

Na prtica, a interface com a parte de cima do lodo feita com segurana mxima para evitar transtornos que possam resultar no arraste de grandes quantidades de flocos no transbordamento. Da mesma maneira, deve-se evitar a remoo excessiva de lodo ou descarga. O lenol de lodo , em geral, altamente sensvel a alteraes de passagem da gua, adio de coagulante e alterao na qumica da gua no-tratada e na temperatura.

Figura 9 Clarificador Ascendente de lenol de lodo

Os clarificadores de contato de slidos referem-se a unidades nos quais grandes volumes de lodo circulam internamente. O termo contato de slidos tambm descreve a unidade do lenol de lodo e simplesmente significa que, antes e durante a decantao, a gua tratada quimicamente entra em contato com slidos previamente coagulados.

As unidades de contato de slidos frequentemente combinam clarificao e abrandamento do precipitado (Figura 10). Colocar a gua que chega em contato com o lodo recirculado melhora a eficincia das reaes de abrandamento e aumenta o tamanho e a densidade das partculas de flocos.


Figura 10 Clarificador de Contato de Slidos

FILTRAGEM - INTRODUO

A coagulao, floculao e decantao (clarificao convencional) da gua no-tratada produzem gua de qualidade apropriada para a maioria dos usos industriais. Todavia, preciso uma remoo adicional dos slidos suspensos no caso da gua destinada reposio nas caldeiras, processo de resfriamento, ou para beber. A filtragem no somente remove materiais slidos suspensos, mas tambm oferece uma forma de proteo ou seguro contra a entrada de slidos indesejveis na gua tratada, caso acontea um distrbio no equipamento da clarificao. (Figura 11).

Figura 11 Filtragem para Remoo Adicional de Slidos

MECANISMOS

A filtragem, normalmente considerada um processo mecnico complexo, na realidade envolve dois mecanismos simples para remover slidos suspensos da gua, enquanto ela passa atravs do meio filtrante. O mecanismo mais importante a absoro ou a adeso de partculas ao meio filtrante ou aos materiais j coletados neste meio. (Figura 12). O segundo mecanismo a reteno ou remoo de slidos suspensos menores devido a espaos menores disponveis entre as partculas absorvidas coletadas no primeiro mecanismo (Figura 13).


No incio da filtragem, os flocos leves e pequenos que foram arrastados do equipamento de clarificao comeam a penetrar no leito de filtragem atravs de espaos ou vazios entre as partculas do meio filtrante. Conforme os flocos vo enchendo os espaos, o leito filtrante comea a resistir ao fluxo, o que observado como uma perda de head ou queda de presso atravs do filtro. Os flocos vo se acumulando na superfcie do meio filtrante formando um emaranhado, que funciona como um filtro fino mesmo para os menores slidos suspensos. Com a filtragem contnua, a vazo aumenta atravs dos espaos onde os slidos ainda no foram coletados. Conforme a gua vai penetrando mais profundamente e vai se espalhando, a velocidade diminui e o floco se deposita novamente nos pontos de baixa vazo. Quando a perda de head ou a queda da presso se tornam muito elevadas, o filtro deve ser retirado da linha e retrolavado.

Figura 12 A filtragem comea com a Absroo da Partcula Figura 13 A filtragem contnua com a Fomro de um pelo Meio Ambiente Emaranhado de Slidos no Meio Filtrante

FATORES QUE AFETAM A FILTRAGEM

importante certificar-se de que o processo de coagulao/floculao/decantaco que precede os filtros est funcionando bem para diminuir a carga ou a quantidade dos sildos que esto sendo transportados para o flitro.

O tamanho do floco e a capacidade de resistir s foras de cisalhamento no leito de Filtragem tambm so importantes. Se a coagulao no for completa, as partculas finas de turbidez podem passar atravs do filtro. Um floco estvel grande no penetrar nos espaos do meio filtrante e acaba por obstruir o filtro, resultando num funcionamento curto do filtrante.

A vazo (gpm/ft2) aplicada a um filtro afeta a qualidade da gua filtrada tanto durante o servio como na retrolavagem. Uma vazo de servio muito elevada pode resultar em filtros entupidos prematuramente e m qualidade da gua. Uma vazo de retrolavagem muito baixa faz com que os slidos no sejam removidos do meio filtrante, e quando o filtro recolocado em servio apresenta mau funcionamento ou durao mais curta.

O tamanho e a forma do meio filtrante regulam a eficincia com que os slidos so removidos.


A seleo do meio geralmente baseada nas necessidades da qualidade efluente, modelo do filtro e a carga dos afluentes slidos. OS MEIOS DO FILTRO

A areia de quartzo, areia de slica, carvo de antracito, granada, magnetita e outros materiais podem ser usados para filtragem (Figura 14). A areia de slica e o antracito so os tipos mais comumente usados. Quando a areia de slica no for recomendvel, ento se usa o antracito.

Meio Tamanho Efetivo (Mm) Gravidade Especfica

Antracito 0,7 1,7 1,4 Areia 0,3 0,7 2,6 Granada 0,4 0,6 3,8 Magnetita 0,3 0,5 4,9

Um exemplo seria um filtro seguindo um abrandador de processo quente onde a gua tratada destinada para a alimentao de caldeira.

O tamanho e a forma das partculas determinam a eficincia com que o meio filtrante remove os slidos. As partculas pontudas e angulosas formam grandes espaos e removem menos material fino que as partculas arredondadas de dimetro equivalente. Os meios precisam ser suficientemente grosseiros para permitir que o lodo penetre no leito de duas a quatro polegadas. Embora a maioria dos slidos suspensos fique presa na superfcie ou nas primeiras uma e duas polegadas de profundidade do leito, absolutamente essencial que haja alguma penetrao para evitar a rpida perda de head ou queda de presso.

TIPOS DE FILTRO

Os filtros so classificados como filtro de gravidade ou filtro de presso e so ainda subdivididos de acordo com o meio filtrante utilizado.

O fluxo nos filtros convencionais rpidos, tanto nos de gravidade como nos de presso, corre para baixo. Os meios filtrantes so geralmente a areia ou o antracito formando um Ieito que consiste de um ou dois graus de areia ou antracito, com uma profundidade total de 15 a 30 poleladas.

Uma base de cascalho sustenta o meio filtrante, evita que a areia fina ou o antracito passe para o sistema de drenagem inferior e distribui a gua de retrolavagem. Esse leito de sustentao consiste de 1/8 a 1 1/2 polegadas do cascalho em camadas graduadas at uma profundidade de 12 a 16 polegadas.

Os filtros de gravidade se valem da presso hidrosttica exercida pela coluna de gua que fica acima do meio filtrante para forar a gua atravs do leito do filtro. Essa presso relativamente baixa e faz com que os filtros de gravidade sejam usados apenas para materiais de filtragem relativamente fcil, que no exigem taxas elevadas de filtragem. As vantagens dos filtros de gravidade incluem a simplicidade na elaborao e operao, baixo custo inicial e eficcia na filtragem devido baixa resistncia do emaranhado de slidos formado inicialmente, que coleta as partculas


finas. As desvantagens incluem baixa taxa de filtragem, espao ou rea necessria e problemas de manuteno peridica.

As partes essenciais de um filtro de gravidade, alm do meio de filtragem, so:

1. Carcaa quadrada, retangular ou circular do filtro, construda de ao, concreto ou madeira. As mais amplamente usadas so as unidades retangulares reforadas de concreto. 2. Uma base de cascalho que sustenta o meio de filtragem e evita a perda de areia fina ou antracito atravs do sistema de drenagem inferior. O leito de sustentao, geralmente de um ou dois ps de profundidade, normalmente distribui tambm a gua de retrolavagem. 3. O sistema de drenagem inferior sustenta a camada do cascalho e tambm assegura que a, gua filtrada se colete uniformemente e que a gua de retrolavagem seja distribuda uniformemente. O sistema pode consistir de um header e laterais com perfuraes ou raios adequadamente espaados. So tambem usados sistemas de drenagem inferior com fundo falso. 4. As cubas de lavagem da gua so suficientemente largas para recolher a gua da retrolavagem sem transbordar. As cubas so espaadas de tal forma que a vazo da gua de retrolavagem no ultrapasse 3 a 3,5 ps. Nas unidades convencionais com leito de areia, as cubas de lavagem so colocadas aproximadamente a dois ps acima da superfcie do meio filtrante. Deve ser proporcionado um espao Iivre suficiente para evitar a perda de uma parte do meio de filtragem durante as vazes mximas de retrolavagem. 5. Dispositivos de controle garantem eficincia mxima das operaes de filtros. Controladores de vazo, que operam dos tubos Venturi nas linhas de efluente, mantm a distribuio uniforme da gua filtrada automaticamente. So tambm usados controladores da vazo de retrolavagem. So essenciais medidores de vazo e de perda de head para que a operao seja eficaz. Os controles operacionais e os medidores para as operaes, automticas ou manuais, esto geralmente agrupados numa mesa de operao, para rnaior facilidade.


Ao contrrio dos filtros de gravidade, o uso de filtros de presso elimina a necessidade de rebombear a gua. Os filtros de presso so usados com abrandadores de processo quente para permitir operaes de alta temperatura e para evitar perdas de calor. Os filtros de presso, da mesma forma que os filtros de gravidade tm um leito de sustentao para o meio de filtragem, um sistema de drenagem inferior e dispositivos de controle (Figura 15). A carcaa do filtro difere da carcaa do filtro de gravidade porque no possui cubas para lavar a gua. Os filtros de presso que podem ser verticais ou horizontais tm a carcaa de ao cilndrica e heads em disco. Os filtros de presso verticais vo do 1 a 10 ps de dimetro com capacidade do at 300 gpm por filtro vazo de 3 gpm/p2. Os filtros de presso horizontais normalmente de 8 ps de dimetro, podem ter 10 a 25 ps de comprimento com capacidade para 200 a 600 gpm. O filtro compartimentado para permitir a retrolavagem de uma seo de cada vez. A gua da retrolavagem pode ser recuperada retornando-se a mesma para o clarificador.

Figura15 Filtro de Presso de Areia Tipo Vertical.

Os filtros de presso geralmente so operados a uma vazo de servio de 3 gpm /p2 .Em temperatura ambiente, a vazo da retrolavagem do filtro de 6 a 8 gpm/p2 para antracito e 13 a 15 gpm/p2 para areia. Os filtros de antracito associados aos abrandadores de processo quente exigem uma vazo de 12 a 15 gpm/p2 porque a gua menos densa elevada temperatura da operao. No deve ser usada gua fria para fazer a retrolavagem de um filtro de processo quente porque a metalurgia do sistema ir funcionar (isto , se expandir e se contrair) causando vazamentos nas bordas. Tambm, a gua fria carregada de oxignio provocar corroso acelerada.

Multimarcas e meio misto so termos adicionais usados para descrever tipos de filtros.

Figura 16 Filtro de Meio Duplo


Os meios mais grosseiros, menos densos, ficam no topo do leito de filtragem e os materiais mais finos, mais densos ficam no fundo. A filtragem em fluxo descendente atravs desse filtro permite uma penetrao muito mais profunda e mais uniforme por matrias de partculas e permite taxas mais elevada de filtragem e funcionamento mais prolongado. Devido s densidades variadas dos diferentes meios, as camadas conservam a sua configurao mesmo aps a retrolavagem com alta vazo (A Figura 14 apresenta uma lista de quatro meios que tm sido usados com sucesso em filtragens por mltiplas camadas).

A substituio da parte superior de um filtro de areia rpida por antracito denominado capping/remate. De duas a seis polegadas de areia de 0,4 a 0,6 mm so removidas da superfcie de uma base e substitudas por aproximadamente quatro a oito polegadas de 0.9 mm de antracito. Se a razo para o capping/remate aumentar a capacidade, ento maior quantidade de areia deve ser substituda. Devem ser feitos testes pilotos para garantir que a reduo da profundidade da camada mais fina de areia no diminuir a qualidade do efluente.

RETROLAVAGEM Os filtros devem ser lavados periodicamente para remover os slidos

acumulados (Figura 17). Limpeza inadequada causa a formao de grumos permanentes em reas cada vez maiores, o que diminui gradualmente a capacidade do filtro. Se o fouling for grave, o meio deve ser limpo quimicamente ou substitudo completamente.

Figura 17 A Retrolavagem Levanta o Meio Filtrante e Remove os Slidos Acumulados

Lavam-se os filtros de fluxo descendente rpido, forando a gua limpa de volta para cima atravs do meio. Em unidades convencionais de gravidade, a gua da retrolavagem levanta os slidos do leito para os canais de lavagem e os transporta para o efluente. Podem ser usadas duas tcnicas de retrolavagem, dependendo do tipo da estrutura do suporte do meio e do equipamento acessrio disponvel.

1- A retrolavagem de alta vazo expande o meio em pelo menos 10 %. A vazo de retrolavagem de 15 a 30 gpm/p2 ou acima disto so comuns para areia, e as vazes para antracito podem ir de 8 a 12 gpm/ pe2. 2- A retrolavagem de baixa vazo combinada com limpeza pelo ar aparentemente no em expanso do leito (Figura 18).


Onde usada apenas gua, a retrolavagem pode ser precedida de lavagem de superfcie. Na lavagem de superfcie, jatos fortes de gua de alta presso de mangueiras fixas ou giratrias rompem a crosta superficial. A retrolavagem geralmente leva de 5 a 10 minutos. Ento, uma pequena quantidade de gua para enxaguar filtrada para o efluente e o meio filtrante volta a trabalhar.

A distribuio irregular da retrolavagem pode causar a formao de bolas de lama dentro do filtro. A lavagem eficaz da superfcie ajuda a evitar isso.

A limpeza por ar com retrolavagem pode romper a crosta superficial, mas o sistema de drenagem inferior deve ser projetado para distribuir o ar uniformemente. Os slidos removidos do meio se juntam na camada da gua entre o meio filtrante e os canais de lavagem. Depois que o ar pra essa gua suja geralemente descarregada, ou pelo aumento da vazo da gua de retrolavagem ou drenando-a da superfcie. O consumo da gua de lavagem mais ou menos o mesmo, quer usando somente gua, ou usando o ar/gua na retrolavagem.

Figura 18 A Limpeza do Ar ajuda a romper a crosta Superficial


GERAO DE VAPOR


CIRCUITO DE GERAO DE VAPOR


VAPOR UMA HISTRIA DE TRABALHO

Figura 1 - Geraao de Vapor no sculo 1 A.D.

O vapor tem servido como burro de carga para o homern h centenas de anos. utilizado para aquecimento, cozimento, gerao de energia, limpeza e inmeras outras utilizaes. Ele aciona mquinas que realizam incontveis funes com econornia de trabalho. Para entendermos sua valiosa fonte de energia devemos entender como o vapor pode ser gerado eficientemente.

As prirneiras experincias na gerao de vapor foram feitas enchendo-se um recipiente com gua e acendendo-se fogo embaixo deste (Figura 1).

Este aquecimento direto do recipiente de presso contendo gua a uma temperatura de vapor saturado resultou em vrias exploses desastrosas. As caldeiras flamatubulares foram projetadas para permitir a melhoria na circulao da gua e aumentar a rea da superfcie de aquecimento (Figura 2).

As limitaes de presso e capacidade das caldeiras flamatubulares deram lugar s caldeiras aquatubulares, s quais tem sido continuamente modificadas e aperfeioadas at chegar aos modelos atuais. (Figura 3). As taxas de transferncia de calor tm aumentado na proporo em que as reas de transferncia de calor tm diminudo.

Figura 2 Caldeira Flamatubular Figura 3 Caldeiras aquatubulares


As mudanas nas fontes de combustvel e nos mtodos de aquecimento tm acompanhado e forarn os principais responsveis pelas rnudanas nos projetos de caldeiras. Madeira, carvo, gs natural, leo e seus derivados so as fontes de calor para elevar a gua ao ponto de ebulio (Figura 4). Estes combustveis podem ser queimados diretamente na fomalha ou serem encaminhados a outro processo em forma de calor ou energia. Os combustveis nucleares representam uma forma de energia utilizada indiretamente para gerar vapor como resultado de calor desprendido por um processo no convencional.

Figura 4 Moderna Instalao de caldeira de tubo de gua, no campo.


QUALIDADE DA GUA

Com o aumento das temperaturas e presses operacionais, torna-se necessrio melhorar a qualidade da gua de alimentao da caldeira. Sistemas sofisticados de tratamento externo removem as impurezas da gua que poderiam ocasionar depsitos ou corroso nas caldeiras.

Os gases dissolvidos potencialemnte so tambm removidos da gua de alimentao da caldeira antes que causem problemas nos sistemas da caldeira ou do condensador. Os manuais dos fabricantes de caldeiras so geralemnte utilizados para assegurar-se uma produo de vapor de boa qualidade e uma operao confivel da caldeira (Figura 5).


CIRCULAO DE GUA

A gua de alimentao da caldeira, que pr-aquecida antes de ser bombeada ao tambor de vapor, deve substituir a gua que est sendo submetida ebulio. Uma circulao natural da gua e da mistura gua/vapor ocorre na caldeira medida que a gua de reposio ou a gua de alimentao, relativamente mais pesada, tendem a cair e a gua mais leve contendo bolhas de vapor sobe pelos tubos da caldeira (Figura 7).

Figura 7 Circulao natural

Por esta razo, os tubos na parte relativamente mais fria da caldeira, onde a gua resfriada cai, so chamados tubos descendentes. Os ascendentes so assim chamados devido mistura vapor/gua que tende a subir por estes tubos at o tambor de vapor. (Figura 8).

Figura 8 Elementos de um circuito de gua da caldeira.


PRODUO DE VAPOR

O valor de aquecimento ou teor calorfico dos combustveis utilizados para aquecer a gua expresso em BTUs por galo, libra. ou p cbico. Por exemplo, o leo combustvel #6 tem em mdia 150.000 BTUs por galo, enquanto o carvo e o gs natural so medidos a 15.000 BTUs por libra e 1.000 BTUs por p cbico, respectivamente.

O calor desprendido pelo combustvel quando queimado transferido atravs das paredes do tubo da caldeira e absorvido pela gua da caldeira. Todos os depsitos formados tanto no lado gua quanto no lado fogo impem resistncia transferncia efetiva de calor. Deve ser aplicado calor adicional para gerar vapor, se houver depsitos. Pode resultar em superaquecimento dos tubos da caldeira, conduzindo a eventuais falhas.

A transferncia de calor na caldeira ocorre atravs da conveco e da radiao. A maioria das superfcies de transferncia de calor no sente o calor radiante direto do combustvel que est sendo queimado, mas sim calor dos gases quentes de combusto assim que estes encontram sua trajetria atravs do lado fogo da caldeira. Cada reduo de 40 a 50C na temperatura do gs de combusto constitui um por cento de melhoria na eficincia trmica da caldeira.

O processo de aquecimento da gua at a ebulio, para produzir o vapor, nos familiar. A gua entra em ebulio ao redor de 100 C (212 F), quando medida em uma presso atmosfrica padro. Entretanto, o ponto de ebulio ou temperatura uma funo da presso e eleva-se quando a presso aumentada.

Gerar vapor em um recipiente fechado resulta em um aumento na presso devido ao grande aumento no volume ocupado pela gua, quando esta passa de lquido para gs.

A quantidade de vapor necessria para aumentar a temperatura de uma libra, aproximadamente um pint de gua, 1F, definida como BTU ou Unidade Trmica Britnica (Figura 6).

Figura 6 O teor calrico da gua medido em BTUs.


SEPARAO GUA VAPOR

Devem ser tomadas precaues para assegurar que as gotculas de gua presas na caldeira no contaminem o vapor que sai do tambor do vapor. Foram desenvolvidos dispositivos de separao para minimizar o potencial de arraste de slidos da gua da caldeira para dentro do vapor. Estes dispositivos incluem um simples defletor (baffle) ou telas que foram a mistura vapor/gua a mudar de direes, separadores centrfugos ou de ciclone que removem efetivamente a gua do vapor.

Separadores convencionais so ineficientes contra algumas formas do arraste qumico. O transporte seletivo de slica como um vapor uma sria preocupao na produo de vapores em caldeiras para acionar turbinas.

O vapor que emerge da caldeira saturado com gua. Este vapor saturado til na execuo de muitos trabalhos - entretanto, no normalmente aceitvel para acionar turbinas. O vapor saturado precisa ser mais aquecido para uma eficiente operao da turbina. Este calor extra fornecido utilizando-se um trocador de calor conhecido como um superaquecedor (Figura 9).

Figura 9 Superaquecedores fornecem calor adicional ao vapor saturado

O vapor forado atravs deste trocador de calor, onde ele absorve o calor adicional do lado fogo, o que eleva significativamente sua temperatura e o torna aceitvel para o uso eficiente na turbina.

Severos limites de slica da gua de alimentao da caldeira, bem como outros contaminantes tm sido desenvolvidos para minimizar o potencial de arraste qumico. Controle e monitorao do teor em slidos dissolvidos ou condutncia especfica da gua da caldeira tambm so recomendados para evitar arraste, formao de depsitos ou desenvolvimento de condies corrosivas.


DESCARGA DA CALDEIRA medida que a gua ferve e deixa o tambor de vapor como gua pura, todos os slidos dissolvidos ou suspensos permanecem na caldeira (Figura 10). O processo conhecido como ciclagem descreve o acumulo ou concentrao de slidos na gua da caldeira com a formao de vapor. Eventualmente, o contedo de slidos alcanar o limite de saturao dos contaminantes, que precipitam na gua da caldeira e eventualmente causam a formao de depsitos. A remoo efetiva ou descarga dos slidos o procedimento recomendado para minimizar os depsitos e prevenir que outros problemas se desenvolvam. Uma descarga contnua do tambor de vapor, onde existe a maior concentrao de slidos, controla os ciclos de concentrao na gua da caldeira.

Figura 10 Os slidos permanecem conforme o vapor deixa a caledira. Este processo chamado de concentrao.


A COMBUSTO DO BAGAO DE CANA

2.1 Princpios Fundamentais:

Alguns princpios fundamentais devem ser necessariamente observados na queima do bagao. Vejamos a importncia eles. Basicamente a queima do bagao de cana pode se realizar por dois meios, a saber: a) Deposio d) Suspenso.

2.1.1 Queima por Deposio:

o caso mais comum, em que o bagao jogado ou depositado em fornalhas, tipo Ferradura ou Ward, queima ali amontoado numa forma cnica ou numa camada regular depositada sobre um grelhado tipo basculante ou rotativo.

2.1.2 Queima por suspenso:

Atravs da alimentao mecanizada e da distribuio mecnica ou pneumtica do bagao. Pode-se obter a queima por suspenso parcial ou total do mesmo, numa fornalha de grelha basculante, grelha rotativa ou mesmo num sistema pneumtico tangencial de queima de suspenso.

Queima por Deposio Queima por Suspenso

2.1.3 Sequncia da Queima:

Dentro da zona de combusto o bagao deve: 1) ser gaseificado ou destilado (secagem e volatilizao); 2) misturado com o ar; 3) entrar em ignio; 4) completar a combusto do oxignio com o carbono; 5) depositar o resduo da queima (cinza).


2.1.4 Turbulncia:

Importante condio na queima do bagao a turbulncia, que se pode realizar na alimentao do mesmo e na massa de gs recm formada sobre a camada depositada ou sobre o cone amontoado. Entre os principais resultados enumeramos:

1) proporciona maior permanncia do bagao em suspenso para a queima; 2) melhora a mistura do ar com o bagao gaseificado; 3) dispersa as partculas no queimadas expondo-as ao calor para gaseificarem-se, completando-se a combusto.

Essa turbulncia se realiza por meio de jatos de ar pressurizado, como ar secundrio, que pode representar de 10% a 12% do ar total necessrio para a queima do bagao, em fornalha de grelhas basculantes. Admite-se que cerca de 40% a 60% do calor liberado, pelo bagao na combusto obtm-se da zona acima do leito ou do monte cnico.

2.1.5 Temperatura-tempo-turbulncia (T-T-T):

Alm do tempo para a queima e a necessria turbulncia, completa esse trio, a temperatura da fornalha que praticamente condiciona a ignio dos gases em mistura, destilados das partculas slidas do bagao. A temperatura de ignio aquela em que o calor gerado pela rpida reao do carbono com o oxignio: - a temperatura em que a mistura se inflama e fornece calor. Com o bagao seco esta temperatura est entre 300C e 400C, com bagao a 50% de umidade est entre 500C e 600C. O calor de irradiao emitido pelas paredes das fornalhas, na queima do bagao por deposio, contribui com sua valiosa parcela no processo da combusto, o que deve ser considerado dentre os limites construtivos. Para a estabilidade dessa temperatura de ignio e, portanto mais rpida queima, assume indispensvel fator o pr-aquecimento do ar de combusto, que conduzido para a fornalha.

2.1.6 Unidade do bagao:

Cerca de 48% a 50% do bagao alimentado numa fornalha consti tudo de gua. Na sequncia da queima essa enorme quantidade de gua vai evaporar-se inicialmente roubando grande soma de calor e diminuindo a temperatura na cmara de combusto. A maior parcela de perdas no calor sensvel dos gases que saem pela chamin motivada pela umidade do bagao. um fator prejudicial aos desejados resultados que se procura obter na combusto, provocando incompleto aproveitamento fsico-qumico do bagao, como fonte de energia calorfica. A presena de perturbadoras quantidades de fuligem em partculas de tamanhos variveis, de 0,5 mm 3,00 mm, que saem pelos gases das chamins nas Usinas de Acar so resultantes principalmente da gua contida no bagao e da tiragem elevada, que no deve exceder na fornalha de -5mm Coluna dgua.


2.1.7 Resumo:

Em resumo, o que se deve objetivar para obter os melhores resul-tados na queima do bagao de cana, atender, por meios prticos ezequveis mecanicamente, a sequncia iniciada com a alimentao do combustvel e do comburente e terminada na remoo das cinzas. Dentro da cmara de combusto as cinco fases citadas esto sem-pre presentes, e devem ser obedecidas nos seus requisitos de modo a cumprirem-se o mais perfeitamente possvel.

Os principais fatores, portanto que contribuem para a combusto eficiente do bagao de cana em caldeiras so:

I) Alimentao contnua e uniforme do bagao e do ar de combusto, estabelecendo uma ntima mistura de ambos, preferivelmente por suspenso, mantidas as propores dos mesmos, variveis com as variaes de carga;

II) Injeo do ar primrio com presses entre +30 mm e +40 mm Col. gua e do ar secundrio a presses entre +150 mm e +250 mm Col. gua, esse ltimo em alturas de (150) (450) mm acima do leito ou do cone de bagao.

III) Observao visual da chama do fogo mantendo-a com aspecto brilhante de cor amarelo-canrio, e verificando a temperatura na fornalha que deve estar entre 800 e 1100C.

IV) Observao da tiragem dos gases na caldeira mantida uniforme pela regulagem do registro do exaustor no variando na fornalha dos limites entre -3 mm e -5 mm Col. gua;

V) Diminuio da umidade do bagao pra menos de 50%;

VI) Manuteno dos fornos limpos de cinza e com tubeiros e injetores de ar desobstrudos, pela limpeza diria, em perodos de pelo menos cada 8 (oito) horas;


VII) Manuteno dos tubos limpos externamente de fuligem pelo acionamento dos sopradores em intervalos de pelo menos cada 8 (oito) horas;

VIII) Utilizao do ar pr-aquecido a ser admitido na fornalha dentro de temperaturas iguais ou acima de 180C;

IX) Verificao dos volumes das cmaras de combusto de modo a no ultrapassarem a carga trmica de 200.000 kcal/m3/h, e o piso do forno estando a uma distncia acima de 5,0 m dos tubos do feixe de conveco.

2.2 Composio Qumica e Fsica do bagao: Composio Qumica:

A anlise elementar do bagao na base seca varia com o tipo da cana. Para termos uma idia dessas variaes relacionamos as composies a seguir indicadas para diversos pases:


TABELA I Anlises tpicas do bagao:

OBS: Anlise elementar na base seca.

Composio Fsica: A composio fsica do bagao varia muito pouco. Para valores mdios no nosso pas adotamos:

Umidade: de 48% 50% Fibra (celulose): de 28,8% 30% Medula (pith): de 12,5% 17,5% Matrias Solveis (acar, impurezas): de 2% 4%

Ou ainda, o bagao fisicamente constituido de: Carbono Fixo: 7% Materias Volteis: 41,5% Umidade: 50% Cinza: 1,5%

Como o Poder Calorfico da Fibra aproximadamnte igual ao da medula (93% da fibra) para fins de combusto admite-se como por-centagem de fibra no bagao a soma da fibra (celulose) com a me-dula. Desse modo o teor de fibra (%) no bagao de: 41% a 47,5%. Os ndices de fibra na cana esto entre 11% e 16% e de bagao na cana de 25% a 29%.

2.3 Poder Calorfico e Umidade do Bagao:

O Poder Calorfico Inferior obtido pela composio qumica, aplicando-se na expresso abaixo os valores de C, H2, O2 e H20. (A) PCI = 8.100 xC +28.700 (H2 )8

02- 600 xH2O (em kcal/kg)


O Poder Calorfico Superior, na base seca considerado sem as perdas de calor pela umidade contida, o que pode ser obtido por meio de bomba calorimtrica em laboratrio. O PCS do bagao na base seca aproximadamente igual ao valor a seguir indicado:

PCS = 4.500 kcal/kg

Fazendo variar a umidade do bagao o PCI passa a decrescer como segue:

2.4 Excesso de Ar Ar Real Gs Real:

Relacionamos inicialmente as frmulas que utilizaremos para desenvolver os clculos relativos combusto do bagao, extrados de E. Hugot (Manual da Engenharia Aucareira, Ed. Mestre Jou, vol. II)

a) Poder Calorfico Inferior: PCI = 4.250 4.850 x W 1200 x S (kcal/kg); onde W = umidade do bagao, % S = sacarose do bagao, %

b) Ar Real Necessrio: Peso por kg Bagao: Pa = 5,76 x (1-W) x e (kg/kg); onde E = excesso de ar, % Volume por kg bagao: Va = 4,45 (1-W). e (m3N/kg)

c) Gs Real Necessrio: Peso por kg Bagao: Pg = 5,76 (1-W). e + 1 (kg/kg) Volume por kg Bagao: Vg = 4,45 (1-W).e + 0,572W + 0,672 (m3N/kg)

d) CO2 nos Gases: CO2 = e

8,19 (%) (CO2 Max. Bagao = 19,8)


e) O2 nos Gases: O2 = 21 CO2 (%)

f) Excesso de Ar: e =

2

195,0CO

+ 0,0126 (%)

g) Volume de Ar ou Gs tC e b mm Hg: V= Vo. ( 273

273 t ) . b

760 (m3 tC e b mm Hg)

Onde: b = presso baromtrica em mm Hg a altitude acima do nvel do mar Vo = volume em m3 N/Kg (0C e 760 mm Hg)

h) Quantidade de Calor transmitido pelo gabao Queimado Q = (PCI q) .a.b.c (Kcal/kg) Onde: - perdas de calor pelo gs: q= [(1-W) (1,4.e-0,13) + 0,5]t (Kcal/kg)

- coef. De predas por incobustos: a = (0,94 fornalhas ferradura) (0,975 grelha basculante)

- coef. De perdas por radiao: b = (0,95 parede simples) (0,97 parede isolada)

-coef. De perdas por combusto deficiente: C = (0,80 fornalha ferradura) (0,95 grelha basculante)

i) Rendimento Total: R = PCIQ

, (%)

j) Vapor Produzido por Bagao Queimado:

q v = )( taiPCIxR

v (kg/kg)

Onde: - iv = entalpia do vapor, Kcal/kg Ta = temperatura dgua de alimentao.

Adotaremos tambm algumas frmulas extradas de F. Nubber (Clculo Thermique des Chaudires des Foyers, Ed. Dunod, 1951), como segue: k) Ar terico : Vat = 1000

01,1 xPCI+ 0,5 (m3 N/kg)


l) Gs Terico: Vgt= 65,1100089,0

xPCI

(m3 N/kg)

m) Gs Real Necessrio: Vg= Vgt + (Va Vat) (m3 N/kg)

Procuremos relacionar, para estabelecermos algumas concluses, as variaes existentes entre:

Excesso de Ar (e) Umidade do Bagao (W) Poder Calorfico Inferior (PCI) Rendimento (R) Vapor Produzido por Bagao Queimado (qv) e Economia de Bagao Queimado.

2.4.1 Excesso de Ar: H um estreito relacionamento entre os seguintes fatores; a) as condies fsicas do bagao (umidade, granulometria) b) o sistema de alimentao do bagao c) o excesso de ar d) a eficincia da combusto.

Fornalhas Ferradura:

Com o bagao a 50% de umidade, alimentado sem dosador e caindo por gravidade na fornalha, dificilmente se consegue um excesso de ar inferior 60% . Isto significa maiores perdas na combusto e mais baixa eficincia. Observa-se que, ao aumentar a umidade do bagao para 52%, muda completamente as condies de queima em Fornalhas Ferradura e o excesso de ar sobe para 80% ou mais. Cai a velocidade de queima e a combusto s conseguida com grandes excessos de ar, isto , diminue a eficincia da queima, o aproveitamento decresce.

Fornalhas Espargedoras

Com a mesma umidade de 50% no bagao, alimentando-o com um dosador mecnico, distribuindo-o num grelhado basculante ou rolante, espargindo-o mecanicamente ou por ar pressurizado, obtem-se um excesso de ar de 30%, o que melhora substancialmente a efi-cincia na combusto.

Umidade e Excesso de Ar:

Diminuindo a umidade do bagao, para valores abaixo de 50%, mes-mo em Fornalhas Ferradura, sem distribuio do mesmo, a queima se efetua mais rapidamente e uma boa parte entra em combusto quando em suspenso. Obviamente o bagao torna-se mais leve, h uma melhor mistura com o ar e, portanto menor o excesso de ar. Com bagao a 40% ou 35% de umidade, o excesso de ar chega tambm a 30%. A queima do bagao pr-secado (35% 4O% umid.) em Fornalhas


Espargedoras se realiza ainda em melhores condies, elevando-se a temperatura da chama, aumentando a velocidade de queima e aproveitando-se mais o calor, ou seja, mais alta eficincia. Nessas condies a queima se faz quase que instantaneamente e portanto o excesso de ar diminui para valores abaixo de 30%.

Esmagamento do Bagao:

Quanto melhores forem as condies de preparo da cana e da moa-gem, o bagao sai meihor triturado, com menor teor de sacarose e com baixa umidade, a que interfere grandemente nas condies de queima. O bagao melhor esmagado assim mais fragmentado, propiciando benefcios na sua combusto, pela condio de mais ra-pidamente gaseificar-se e combinar-se com o ar.

Areia no Bagao - Cinza-Escria:

Com a crescente mecanizao da lavoura e a deficincia nos sistemas existentes de lavaqem de cana, mantidos em alguns casos sem os necessrios melhoramentos, graves problemas acarreta a presena significativa de areia no bagao. Alm de mudar o calor desenvolvido na combusto, age obstruindo os tubeiros injetores de ar (Fornalhas Ferradura) ou os orifcios do grelhado por onde insuflado o ar primrio (em Fornalhas Espargedoras). Uma ocorrncia ainda mais grave o desgaste por abraso das palhetas do rotor dos exaustores que quase sempre precisam ser substitudos em cada entre-safra. As zonas de baixa velocidade dos gases, no interior das caldeiras, no contando com sistemas de reinjeo de cinzas para as fornalhas, ou com captadores de material particulado (separadores de mltiplos ciclones ou outros sistemas) antes do exaustor, vo acumular grandes volumes de areia que arrastada pela corrente dos gases e levada para fora por suco. Observa-se, nos dias prximos ao final da semana, que a combusto no se realiza satisfatorianente, a caldeira aparenta no produzir suficientemente, sintomas esses decorrentes do acmulo de areia, cinza e escria obstruindo as passagens de ar para a fornalha. Os conjuntos de grelhados rotativos apresentam vantagens sobre os grelhados fixos ou basculantes exatamente pela limpeza contnua da cinza e da escria depositadas, resultando um aumento de eficincia de 1,5% 3% sobre aqueles fixos. A cinza do bagao constituda basicamente de slica, proveniente da areia da cana, e potassa (carbonato de potssio impuro), que a funde a aproximadamente 950C._Em Fornalhas Ferradura a slica em mistura com o carbonato de potssio vitrifica a temperaturas elevadas formando uma camada resistente sobre os tijolos refratrios e obstruindo as passagens de ar pelos tubeiros. Com o ar soprado pelos tubeiros essas crostas duras, ficam amorfas, no estado desagregado e assim facilmente removidas na limpeza como escria. necessrio desagregar e remover contnua ou periodicamente essa escria pelos meios manuais, mecnicos ou pneumticos, o que, representa um incessante trabalho durante a operao.


2.4.2 Variaes dos Fatores Interferentes no Excesso de Ar:

Pelo quadro a

apostila manual técnico de caldeiras

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