Entenda a diferença entre as caldeiras aquatubulares, flamotubulares e mistas

4 maio, 2023 | Caldeiras | 12 Comentários

Responsável por produzir vapor sempre sob alta pressão e temperatura, as caldeiras são equipamentos essenciais em vários setores industriais. Elas podem ser caracterizadas por caldeiras aquatubulares, flamotubulares e mistas.

Para atender inúmeras necessidades, as caldeiras apresentam diferentes formas construtivas, cada uma com um padrão de funcionamento, volumes de operação e características técnicas.

Neste artigo, convidamos você a conhecer as principais diferenças entre as caldeiras aquatubulares, flamotubulares e mistas, assim como as recomendações de uso e padrão de funcionamento.

 

O que são as caldeiras?

O que são caldeiras?

Antes de entender as principais diferenças entre os diferentes modelos de caldeiras, precisamos definir o que são estes equipamentos. 

A definição é regulamentada pela Norma Regulamentadora 13 (NR-13). Segundo essa norma, as caldeiras “são equipamentos destinados a gerar e acumular vapor, a pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, projetados conforme códigos pertinentes”.

Este tipo de equipamento começou a ser utilizado na indústria no início do século XVIII, época em que se utilizava o carvão para geração de calor. As primeiras caldeiras foram desenvolvidas com o objetivo de centralizar a geração de energia dentro da indústria

A energia era captada em uma única unidade central e distribuída por toda a fábrica, através do vapor. 

A forma construtiva das caldeiras é bastante diversificada, com ela sendo dividida em caldeiras aquatubulares, flamotubulares e mistas.

 

Tipos de caldeiras mais comuns

Seguindo a tendência de avanço tecnológico ocorrida dentro do ambiente industrial, as caldeiras evoluíram e continuam evoluindo, trazendo uma série de benefícios ao ambiente fabril. 

Esse avanço se baseia na constante necessidade de eficiência, de espaço e de finalidade, resultando em caldeiras com diferentes padrões de funcionamento.

Uma dessas formas de diferenciação é baseada na forma construtiva da caldeira, com cada equipamento apresentando diferentes posições de seus tubos e do local da fornalha. 

Assim, quanto à forma construtiva, os principais tipos de caldeira são assim divididos:

 

Caldeiras aquatubulares

Os modelos aquatubulares de caldeiras tem a água circulando por meio de tubos. Os gases quentes resultantes da combustão ou de outro processo, por sua vez, ficam em contato com sua superfície externa destes tubos.

Em outras palavras, nas caldeiras aquatubulares a água circula por uma serpentina e os gases quentes gerados pela combustão circulam por fora, como observado na imagem a seguir.

Caldeira aquatubular

As caldeiras aquatubulares são geralmente grandes e têm a capacidade de suportar altas pressões e temperaturas, também produzem grande quantidade e volume de vapor.

Por apresentar essa forma construtiva, o modelo aquatubular é ideal para promover a geração energética em usinas termelétricas. Também pode ser utilizada em processos industriais, com o desenvolvimento de projetos mais reduzidos.

 

Caldeiras flamotubulares

Estes são os modelos de caldeiras mais comuns, sendo amplamente utilizados em processos industriais com menor exigência. 

As caldeiras flamotubulares apresentam características contrárias ao modelo aquatubular. Ou seja, dentro de seus tubos circulam os gases decorrentes da combustão, já no entorno localiza-se a água que será aquecida.

Caldeira flamotubular

As caldeiras flamotubulares são divididas em horizontais ou verticais. Nos modelos verticais, os tubos são verticalmente dispostos em um cilindro que tem suas extremidades fechadas por placas chamadas de espelhos. Nela, a fornalha fica localizada abaixo do espelho inferior. 

Os modelos horizontais, por sua vez, têm seus gases quentes passando por tubulações internas horizontais, podendo contar de 1 a 2 passes de gases. A fornalha conta com paredes de tubos aletados, que contam com água em seu interior e são interligados no tambor de vapor.

Esse tipo de caldeira é recomendado para locais de baixa pressão e temperatura não tão elevada, sendo amplamente utilizada na indústria alimentícia, farmacêutica e de bebidas, cuja demanda de vapor é reduzida.

 

Caldeiras mistas

As caldeiras mistas, por fim, apresentam características dos tipos flamotubular e aquatubular, que dá a elas uma característica híbrida. 

Na fornalha da caldeira mista a água passa por tubos, caracterizando a parte aquatubular. Em seguida, os gases de exaustão seguem por tubos, para a parte flamotubular, e de lá para a chaminé.

Caldeiras mistas

As caldeiras mistas são bastante eficientes, possuindo vantagens de caldeiras aquatubulares e flamotubulares. 

Por essa razão, são empregadas em sistemas onde o apelo de economia de combustível é muito difundido, e quando há a necessidade de uma eficiência energética mais elevada, num menor espaço.

 

Grelhas de caldeiras: avanços significativos

As caldeiras, principalmente do modelo flamotubular, apresentam ainda diferentes grelhas, que variam de acordo com sua disposição.

Basicamente, a grelha tem a função de garantir maior eficiência à combustão, sendo parte integrante da fornalha. Elas são compostas de elementos fundidos que ajudam a liberar calor de forma eficiente para a secagem rápida do combustível escolhido. 

Há basicamente três variações de grelhas que podem ser utilizadas em caldeiras:

 

Grelha fixa 

Representada por um sistema de combustão inclinado, sendo própria para a queima de cavaco, toletes ou lenha em toras. 

Neste acessório, a alimentação do combustível é feita através da sua colocação sobre a grelha. Assim, por meio da gravidade há o deslocamento do material. Enquanto isso, a combustão é realizada.

 

Grelha Móvel 

Este tipo de grelha realiza um movimento de avanço e recuo. Por meio deste movimento, o combustível é tombado à medida que avança sobre a mesma. Esse tipo de grelha pode ser inclinado de forma a garantir maior uniformidade de escoamento do combustível. 

 

Grelha Rotativa 

Formada por elementos fundidos, montados sobre barras transversais de suporte, conectadas a correntes de translação e movidas por motor elétrico. As grelhas rotativas têm sua velocidade controlada através de inversores de frequência

Este tipo de grelha possui suas extremidades apoiadas em mancais externos à fornalha, proporcionando baixa manutenção e permitindo operação contínua durante todo o ano. 

 

Combustíveis mais utilizados em caldeiras

Para abastecer caldeiras, há basicamente três variações de combustíveis possíveis, conhecidos como combustíveis sólidos, líquidos e gasosos, assim definidos:

 

Combustíveis líquidos

Podem ser minerais e não minerais. Os combustíveis líquidos minerais são obtidos pelo processo de refinação do petróleo, resultando em gasolina, óleo diesel e óleo combustível.

Os combustíveis líquidos não minerais têm como representantes os álcoois e os óleos vegetais.

 

Combustíveis gasosos

Este grupo de combustíveis também têm origem mineral e não mineral. Os combustíveis gasosos mais usados em caldeiras são o Gás Natural e o Gás GLP (gás liquefeito de petróleo).

 

Combustíveis sólidos

Oferecidos de diferentes formas e características, os combustíveis sólidos (representados principalmente pela biomassa) são grandes mediadores da sustentabilidade de caldeiras.

Com característica renovável e altamente disponível, a biomassa tem bom poder calorífico, além de causar pouco impacto ao meio ambiente. Também possui baixo custo para sua aquisição.

Dessa forma, as caldeiras aquatubulares, flamotubulares e mistas possuem alta demanda dentro do ambiente industrial. Cada uma delas possui suas especificidades que fazem com que cada modelo seja melhor aplicado de acordo com a necessidade.

Gostou deste artigo? Então convidamos você a entender a real importância da manutenção de caldeiras a biomassa.

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12 Comentários

  1. Roberto pinto da Silva

    Bom

    Responder
  2. Clovis

    Otimo este conteudo

    Responder
  3. Ronaldo

    Ótima matéria, só faltou comentar sobre cadeiras de recuperação química.

    Responder
  4. Marcos

    Ótimo material para se em tende como funciona uma caldeira

    Responder
  5. Marcos

    Isso é muito importante para todos que trabalhar com caldeira

    Responder
  6. Marcos Vinícios de jesus Lobato

    Boa tarde!
    Gostei da matéria,eu sou mecânico de manutenção em caldeira flano tubular trabalho na área da Petrobrás já a 10 anos,já trabalhei também como soldar de caldeiras.

    Responder
  7. Antônio Jorge Rocha Miranda

    Boa Noite gostei da matéria ótima

    Responder
  8. Fernando Borges Santos

    Sensacional conteúdo

    Responder
  9. Matheus Vieira Dias

    TRABALHO COM CALDEIRA MMUITO BOM

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  10. Daniel BG

    Boa iniciativa dese jeito as informações chega a pequenos impresarios Deus abençoe e muito sucesso eu trabalho no ramo a 20 anos e não tinha visto esses tipos de anuncio parabéns

    Responder
    • Burntech

      Olá, Daniel. Obrigado pelo contato, siga acompanhando o conteúdo!

      Responder
  11. Eng.jessé Teodoro da silva

    Blz.excelente explanaçao

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