Caldeiras Aquatubulares: Tipos, Componentes e Manutenção

Vantagens e Desvantagens das Caldeiras Aquatubulares

Caldeiras de Tubos Retos

Vantagens:

• Fácil substituição dos tubos;
• Fácil inspeção e limpeza;
• Não necessitam de chaminés elevadas ou tiragem forçada.

Desvantagens:

• Necessidade de dupla tampa para cada tubo (espelhos);
• Baixa taxa de vaporização específica;
• Rigoroso processo de aquecimento e de elevação de carga (grande quantidade de material refratário).

Caldeiras de Tubos Curvos

As caldeiras aquatubulares de tubos curvos não apresentam limites de capacidade de produção de vapor. A forma construtiva, idealizada por Stirling, interliga os tubos curvos aos tubulões por meio de solda ou mandrilagem. A configuração pode variar de três a cinco tubulões, conferindo maior capacidade de produção de vapor.

Vantagens e Desvantagens

Vantagens:

• Redução do tamanho da caldeira;
• Queda da temperatura de combustão;
• Vaporização específica maior (30 kg de vapor/m² a 50 kg de vapor/m² para caldeiras com tiragem forçada);
• Fácil manutenção e limpeza;
• Rápida entrada em regime;
• Fácil inspeção nos componentes.

Componentes Essenciais

Tubulão Superior

O tubulão superior, ou tambor de vapor, é onde a água de alimentação é injetada e de onde o vapor é retirado. Componentes internos incluem:

• Chevron ou filtro: retém partículas sólidas ou líquidas arrastadas pelo vapor.
• Tubo de alimentação de água: por onde a água entra no tubulão, com furação posicionada para evitar jatos diretos contra a chapa.
• Tubo de descarga contínua ou coletor: responsável pela captação constante de água de drenagem, eliminando sólidos em suspensão (normalmente 1% do volume da água de alimentação).
• Tubo de injeção de produtos químicos: presente em algumas caldeiras.

Tubulão Inferior

O tubulão inferior, ou tambor de lama, é construído em chapas de aço carbono e abriga os tubos de água que descem do tubulão superior e os tubos de vaporização que sobem. Possui tomadas para purga ou descarga de fundo, removendo lama e resíduos sólidos que podem causar corrosão, obstrução e superaquecimento. A periodicidade das descargas é determinada pela qualidade do tratamento de água.

Manutenção e Eficiência

Sopradores de Fuligem

Os sopradores de fuligem (ramonadores) removem a fuligem e depósitos da zona de convecção das caldeiras por meio de jatos de vapor. Podem ser rotativos ou dispositivos que introduzem um tubo de sopragem na zona de convecção, acionados manual ou automaticamente.

Incrustações

Incrustações são causadas pelo acúmulo de sais e outras substâncias dissolvidas na água, que se precipitam e formam agregados duros nas superfícies de troca térmica. Isso diminui a transferência de calor, aumenta o consumo de combustível e pode causar rompimento de tubulações. O tratamento químico da água, com agentes dispersantes/sequestrantes e fosfatos, além de um regime adequado de descargas e retorno de condensado, é essencial. O pré-tratamento da água de reposição, com floculação/decantação, filtração, abrandamento, desmineralização ou osmose reversa, é fundamental. A remoção de cloro livre ou outros agentes oxidantes, geralmente com filtros de carvão ativo, também é importante.

Caldeiras Expressas

A Caldeira Expressa é uma caldeira aquatubular compacta, com tubos geradores de diâmetro relativamente pequeno, projetada para produção rápida de vapor.