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Caldeira flamotubular: conheça mais sobre seus tipos, vantagens e funcionamento

O que são caldeiras flamotubulares?

Também chamadas de tudo-de-fogo, tubo-de-fumaça ou pirotubular, as caldeiras flamotubulares são as mais antigas e simples, embora ainda sejam muito populares.

As caldeiras flamotubulares são ideais para uso com baixa pressão e temperatura.

Elas recebem esse nome pela forma como os gases originários da combustão trocam calor: eles circulam por dentro dos tubos até chegar ao interior da caldeira, e a água, que em outro momento também será aquecida, permanece na área externa.

É usada com frequência em locais de baixa pressão (até 12 BAR), temperatura e demanda de vapor (até 10 mil quilos por hora), além de ter dimensões pequenas. Locomotivas e navios são alguns exemplos de ambientes onde as caldeiras flamotubulares são adotadas.

Assim como outros tipos de caldeiras, servem para acionar as máquinas, bem como a esterilização e o aquecimento. Dessa maneira, são bastante importantes na produção industrial.

A partir de agora, você terá um guia completo sobre essas caldeiras. Serão abordados os tipos, a manutenção e as vantagens em geral.

Quais os tipos de caldeiras flamotubulares?

Elas se classificam de acordo com o arranjo dos tubos, que podem ser verticais ou horizontais. Saiba mais sobre isso a seguir.

Caldeiras flamotubulares verticais

Como o próprio nome diz, os tubos estão dispostos em um corpo cilíndrico. São cercados por espelhos (placas que levam esse nome). Logo abaixo, está a fornalha interna, na região interior da caldeira flamotubular.

O principal uso dessas fornalhas se dá no rendimento da queima de combustíveis como serragem e óleo combustível, que têm baixo poder calorífico.

Nesta variação, os gases de combustão passam pelos tubos em direção à parte superior. Assim, vai aquecendo e transformando em vapor a água que permanece do lado externo, ao redor da caldeira.

Sua utilização é mais frequente em espaços reduzidos, onde não há necessidade de muito vapor para haver um bom serviço. Há dois tipos de vapores que podem ser produzidos: os superaquecidos e saturados.

As caldeiras flamotubulares verticais possuem algumas vantagens:

  • Economia de energia;
  • Aproveitamento do espaço físico;
  • Instalação e uso simples;
  • Pouco investimento.

Caldeiras flamotubulares horizontais

Elas usam mais água do que a variação anterior e contam com vários modelos, como Cornuália, Lancaster, Multitubulares e Escocesas.

Caracterizam-se pelo fato de os vasos de pressão serem dispostos horizontalmente, com os espelhos nas extremidades. Junto a eles, estão a fornalha e os tubos.

Normalmente, essas caldeiras possuem  uma fornalha e apenas dois passes de gases – os modelos mais modernos têm em maior quantidade.

Os vasos de pressão são dispostos na horizontal, determinando a forma da caldeira.

Seu uso é tão eficiente quanto o das caldeiras flamotubulares verticais. Também gasta pouca quantidade de energia, mas ainda dispõe das seguintes vantagens:

  • Produtividade otimizada;
  • Aquecimento controlado;
  • Matéria-prima utilizada em sua totalidade.

Quais os principais elementos que formam as caldeiras?

Neste tópico, você conhecerá algumas partes dessa variedade de caldeiras, que estão tanto nas verticais quanto nas horizontais. Conheça melhor o tubulão, o feixe tubular, a fornalha e os aparelhos auxiliares.

Tubulão

É um reservatório no qual a água, em estado líquido e gasoso, é armazenada. A alimentação do primeiro é feita nele, assim como a saída do gás.

Geralmente, é feito de chapas de aço carbono, cuja vedação se dá através de solda. A capacidade de vapor é diretamente proporcional às suas dimensões.

O tubulão abriga a garrafa de nível, a descarga de fundo para que os sólidos sejam retirados, os tubos de troca térmica, a saída de vapor e as válvulas de segurança.

Fornalha

Também pode ser chamada de tubo fornalha no caso das caldeiras flamotubulares. É uma parte importante, pois é responsável pela queima de combustível.

O oxigênio do ar é fundamental para que esse processo ocorra. Ele pode ser pré-aquecido no pré-aquecedor de ar ou estar em seu estado natural, mas, de qualquer forma, é sugado para o interior da fornalha.

Dessa maneira, o elemento entra em contato com o combustível, dando início ao processo de combustão, que pode ser realizado de diversas maneiras, de acordo com a forma da substância adotada. Ela pode ser líquida, gasosa ou sólida, como biomassa.

As caldeiras flamotubulares podem ser equipadas também com fornalhas aquatubulares. Assim, com essa integração, é possível ter uma melhor combustão da biomassa, se disposta na parte inferior, e uma geração de vapor mais segura, na parte superior.

Feixes tubulares

São também chamados de tubos do evaporador ou tubos de fogo. Em formato de tubos, têm a função de receber calor dos gases que se originam no processo de combustão.

Os feixes tubulares realizam funções essenciais para a boa operação do equipamento.

A fornalha recebe os dois fluidos e pode realizar o resfriamento, a calcinação, a secagem, a torrefação e outros procedimentos. A forma do feixe também pode variar de acordo com os trocadores, principalmente para manter a eficiência para transferir o calor e a constância da pressão interna.

Aparelhos auxiliares

Mesmo com esse nome, são partes importantes para o bom funcionamento das caldeiras flamotubulares. Confira quais deles podem ser utilizados nessas caldeiras.

  • Economizador;
  • Aquecedor de óleo;
  • Sistema de alimentação de combustível;
  • Pré-aquecedor de ar;
  • Lavador de gases;
  • Desacelerador térmico para água de alimentação.

Quais as principais vantagens desse tipo de caldeira?

As caldeiras flamotubulares possuem alguns benefícios que tornam possível a sua adoção. São extremamente eficientes pelas razões listadas a seguir.

Primeiramente, não exigem um custo muito alto de investimento inicial e são acessíveis não apenas às grandes corporações, mas também às de menor porte. Isso acontece principalmente por não ter uma construção complexa e com muitos detalhes, possibilitando rapidez no início de seu uso.

Aliás, tudo que envolve a caldeira flamotubular tem investimento bastante acessível, desde a aquisição, passando pela implantação e uso. Só por esse motivo já vale a pena o seu uso, pois o custo-benefício é ótimo.

Outro benefício que vale a pena ser mencionado é o fato de a caldeira ter a mesma usabilidade para qualquer tipo de combustível. Independentemente da variedade, a produção de vapor não é comprometida e costuma ser bastante eficiente e atender todas as expectativas dos usuários.

Além disso, como já mencionado, as caldeiras flamotubulares são bastante compactas e otimizam espaço dentro de qualquer equipamento onde elas estejam sendo usadas. Essa característica também não interfere na sua produção geral.

São ideais para projetos que não necessitam de uma grande produção de vapor. Dessa maneira, não é preciso adquirir uma caldeira muito grande, pois esse seria um desperdício de espaço e principalmente de investimentos.

Também são muito úteis em locais nos quais não se requer temperaturas muito altas e grande pressão.

Agora que você já sabe que a implantação e o uso são processos bem simples quando se fala de caldeiras flamotubulares, saiba como se dá a sua manutenção e se esse processo também é acessível.

Como e por que fazer uma manutenção periódica na caldeira flamotubular?

Além de requerer revisão quando há necessidade para tal, é importante realizar esse procedimento periodicamente, em caráter de prevenção. Assim, é possível evitar alguns problemas que podem comprometer o pleno uso do equipamento.

Um dos maiores contratempos quando se fala disso é a corrosão, principalmente a que ocorre nas áreas submetidas à pressão. Esse aspecto precisa ser controlado com muita prudência, pois esse problema pode interferir bastante na eficiência da caldeira.

Esse é um processo inevitável e pelo qual toda caldeira, mais cedo ou mais tarde, deve passar. Alguns fatores aceleram a sua corrosão, como o próprio oxigênio usado na queima de combustível, assim como águas com pH baixo, como a proveniente de poços artesianos. Escapes de ácidos regenerados das unidades de desmineralização também são prejudiciais.

A limpeza e manutenção deve ser rotineira, para manter a alta performance da caldeira.

A limpeza e o controle químico da caldeira devem ser realizados de tempos em tempos. A manutenção de algumas peças, especialmente das válvulas de segurança, também não pode deixar de ser realizada.

Todo modelo de caldeira flamotubular tem um parâmetro operacional, que deve ser controlado sistematicamente. Se houver alguma alteração, é conveniente realizar todo o processo de manutenção.

Com maior ou menor frequência, também se pode realizar a troca de componentes como fornalhas, espelhos, tubulação e chapas, quando não tiverem mais o mesmo desempenho. Pintura e acabamento da caldeira também são importantes para evitar deterioração.

Uma falha no monitoramento do estado físico e operacional da caldeira flamotubular pode trazer consequências. Algumas delas são de grau bem acentuado, como incêndios e explosões, que devem ser evitadas a todo custo. Isso demonstra o quanto é importante realizar a manutenção periódica do equipamento.

Esses problemas causam transtornos não só à caldeira, como também ao local onde ela estiver sendo usada e ainda à integridade física das pessoas responsáveis.

Você acabou de saber mais sobre as caldeiras flamotubulares e como elas podem ser úteis ao seu negócio. Durante o processo de manutenção, veja com atenção toda a linha da TS Ambiental, com produtos especiais para limpeza de itens fundamentais na atividade industrial.

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