Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor
Transcript of Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor
![Page 1: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor
Jurandir Itizo Yanagihara
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Geradores de Vapor
� Fornalha � Caldeira � Superaquecedores � Economizadores � Aquecedores de Ar � Dispositivos de Controle e Segurança � Tiragem
![Page 2: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Gerador de Vapor
Usina : 65 MW
Vapor: 230 t/h
Pressão: 160 bar
Temp. vapor: 540 oC 900 a 1400 oC
120 a 300 oC
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Processo de Geração de Vapor
![Page 3: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Processo de Geração de Vapor
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Diagrama de Circulação de Água e
Indicação de Fluxo de
Calor
![Page 4: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caminho do ar e
dos gases
![Page 5: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Gerador de Vapor
Usina : 65 MW
Vapor: 230 t/h
Pressão: 160 bar
Temp. vapor: 540 oC 900 a 1400 oC
120 a 300 oC
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
![Page 6: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
GV Usina Termelétrica - Redding (28 MWe)
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Comparação GV : Gás e Carvão
![Page 7: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Video GV Biomassa CBC BFB – Blubbling Fluidized Bed
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira
� Parte do gerador de vapor onde ocorre a mudança de fase da água (líquido para vapor).
� Tipos: aquotubulares e flamotubulares. � Aquotubulares: água circula por dentro dos tubos de
pequeno diâmetro, dispostos na forma de paredes d’água ou de feixes tubulares. Podem ser de pequeno, médio ou grande porte.
� Flamotubulares: água circula ao redor do feixe de tubos, e os gases de combustão, por dentro. Tem uso limitado às instalações de pequeno porte (pressão máxima de 15 bar e vazão máxima de 15 t/h de vapor saturado).
![Page 8: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Esquema de caldeira aquotubular
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Esquema de caldeira aquotubular
![Page 9: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Fornalha de uma caldeira aquotubular compacta. As paredes mostradas na foto recebem calor da chama por radiação. Os gases quentes contornam a fornalha na parte traseira e passam pelo banco de tubos de convecção, atrás da parede do lado esquerdo da fotografia.
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Esquema de caldeira flamotubular
![Page 10: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Video BC Caldeira Flamotubular
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira aquotubular de circulação natural, projetada para operação em usinas termelétricas
![Page 11: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira aquotubular de circulação natural, projetada para operação em usinas termelétricas (6,5 MPa e 480 C)
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Seleção de caldeiras de usinas termelétricas
� Escolha do combustível (disponibilidade, custo, análise técnica, tendência futura).
� Condições do vapor e do calor fornecido. � Água de alimentação (fonte, temperaturas). � Limitações geográficas (altitude, condições climáticas, condições
do solo, acesso para serviços e construção). � Condições locais (restrições ambientais, legislação local,
limitação de espaço). � Tipo e custo da energia para acionamento de equipamentos
auxiliares. � Nível de experiência do pessoal para operação e manutenção,
custo da mão-de-obra. � Garantias de fornecimento.
![Page 12: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Requisitos do vapor
� Turbinas a vapor operam com pressões de entrada entre 10 MPa e 25 MPa e temperaturas de entrada ao redor de 550 C.
� Manutenção da temperatura do vapor na entrada da turbina constante.
� Pressão constante para qualquer carga. � Reaquecimento é benéfico, mas deve ser feita uma análise
de custos dos equipamentos extras.
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Condições da água
� Oxigênio dissolvido corrói o aço, sendo que essa taxa é proporcional à temperatura. O material corroído é carregado pela tubulação e pode danificar superaquecedores e turbinas.
� A água de alimentação deve entrar no economizador a temperatura alta o suficiente para não provocar condensação e corrosão ácida na face do tubo em contato com o gás.
![Page 13: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira radiante para carvão pulverizado
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira radiante com queimador ciclônico
![Page 14: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Caldeira radiante para gás natural e
óleo
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Superaquecedores
� Feixes tubulares determinados a elevar a temperatura do vapor proveniente do tambor da caldeira e são localizados de modo a melhor aproveitar o calor disponível nos gases de combustão (temperaturas mais altas => mais próximas da câmara de combustão).
� Superaquecedores: convectivos ou radiantes.
![Page 15: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Superaquecedores convectivos
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Superaquecedores radiantes
![Page 16: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Controle da temperatura
� A temperatura do vapor superaquecido é muito sensível a variações das condições de operação da caldeira (carga => fluxo de vapor => fluxo de gases de combustão => temperatura do vapor superaquecido).
� Controle permanente da temperatura final do vapor superaquecido => atemperador => injeta água líquida no vapor superaquecido.
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Atemperador
![Page 17: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Economizadores e Preaquecedores de Ar
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Superaquecedores e Economizadores
![Page 18: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Economizador
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Aquecedores de ar recuperativos
![Page 19: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Aquece-dores de ar regene-
rativos
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Preaquecedor de ar
regenerativo
![Page 20: Máquinas Térmicas: Geradores de Vapor](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052507/628b8dafd46d5854f21c6fa8/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Tiragem : movimentação dos gases
� Tiragem natural (aspiração da chaminé) => câmara de combustão trabalha em depressão. Inviável em geradores de vapor envolvendo grandes feixes tubulares e dispositivos complementares que provocam grandes perdas de carga.
� Tiragem mecânica ou artificial (chaminé e ventiladores) => pode ser forçada, induzida ou balanceada (depende onde ficam os ventiladores).
Jurandir Itizo Yanagihara Maquinas Termicas – Geradores de Vapor
Ventilador axial de passo
variável em teste