Combustão de combustCombustão de combustííveis veis llííquidosquidos

a) Preparação do óleo

a.1)Filtragem:Remover partículas sólidas em suspensãoEvitar obstrução de:Tubulação, aquecedores, queimadoresReduzir volume de resíduo de combustão depositado nos tubos da caldeira

•• a.2)Regulagem:a.2)Regulagem:•• Controle da quantidade de combustControle da quantidade de combustíível injetada na vel injetada na

fornalhafornalha

•• Para obter relaPara obter relaçção adequada de combustão adequada de combustíível e ar vel e ar necessnecessáários rios àà combustãocombustão

•• a.3)Atomizaa.3)Atomiza çção ou pulverizaão ou pulveriza çção:ão:•• Aumentar a superfAumentar a superfíície de contato entre cie de contato entre óóleo e ar para:leo e ar para:

•• Reduzir o excesso de ar ao mReduzir o excesso de ar ao míínimonimo

•• Aumentar a velocidade de queimaAumentar a velocidade de queima

•• Aumentar eficiência de queima (reduzir resAumentar eficiência de queima (reduzir resííduo de duo de óóleo não queimado)leo não queimado)

•• a.4)Pra.4)Préé--aquecimento do aquecimento do óóleo:leo:•• Para reduzir viscosidade e tensão Para reduzir viscosidade e tensão

superficial e obter atomizasuperficial e obter atomizaçção adequadaão adequada

•• Elevar a temperatura para prElevar a temperatura para próóximo do ximo do ponto de inflamaponto de inflamaçção (ignião (igniçção)ão)

•• b) b) PreparaPrepara çção do ar:ão do ar:•• b.1)Fornecimento do ar necessb.1)Fornecimento do ar necessááriorio::

•• Dimensionamento adequado dos sopradores de arDimensionamento adequado dos sopradores de ar

•• b.2)Prb.2)Préé--aquecimento do ar com os gases de queima:aquecimento do ar com os gases de queima:

•• Para melhorar rendimento tPara melhorar rendimento téérmicormico

•• b.3)Projeto adequado dos difusores dos b.3)Projeto adequado dos difusores dos queimadoresqueimadores::

•• O fluxo de ar pelos difusores dos O fluxo de ar pelos difusores dos queimadoresqueimadores deverdeverááser adequado para promoverser adequado para promover

•• Uma boa queima e Uma boa queima e

•• Acelerar a remoAcelerar a remoçção e renovaão e renovaçção dos gases ão dos gases inertes produzidos na combustão e oriundos do inertes produzidos na combustão e oriundos do comburentecomburente

•• c) c) IgniIgni çção e combustão do ão e combustão do óóleo na fornalhaleo na fornalha•• c.1)mistura das partc.1)mistura das partíículas de culas de óóleo atomizado com o ar insuflado na leo atomizado com o ar insuflado na

fornalhafornalha

•• c.2)combustão liberando calorc.2)combustão liberando calor

•• d) d) Transmissão do calor da combustãoTransmissão do calor da combustão•• AtravAtravéés dos tubos que constituem as partes da caldeiras dos tubos que constituem as partes da caldeira

•• O calor O calor éé transmitido simultaneamente por condutransmitido simultaneamente por conduçção, convecão, convecçção e ão e radiaradiaççãoão

•• e) e) Descarga dos gases de combustãoDescarga dos gases de combustão•• ApApóós cederem calor os gases são conduzidos pelos dutos e s cederem calor os gases são conduzidos pelos dutos e

chaminchaminéé atatéé a atmosferaa atmosfera

•• CombustãoCombustão•• ReaReaçção quão quíímica de natureza gasosa e exotmica de natureza gasosa e exotéérmicarmica

•• Para efetuar queima eficiente os derivados de petrPara efetuar queima eficiente os derivados de petróóleo leo devem ser previamente levados a uma condidevem ser previamente levados a uma condiçção ão praticamente gasosa epraticamente gasosa e

•• A uma temperatura igual ou superior a sua temperatura A uma temperatura igual ou superior a sua temperatura de inflamade inflamaçção (ou ignião (ou igniçção)ão)

•• Para que os vapores emitidos entrem imediatamente em Para que os vapores emitidos entrem imediatamente em combustãocombustão

•• ÓÓleoleo

•• Mistura complexa de hidrocarbonetosMistura complexa de hidrocarbonetos

•• CombinaCombinaçção em proporão em proporçções variões variááveis de C e Hveis de C e H

•• Com compostosCom compostos

•• Sulfurados, nitrogenados e oxigenadosSulfurados, nitrogenados e oxigenados

•• A combustão produz:A combustão produz:

•• produtos intermediprodutos intermediááriosrios

•• Metano (CH4), acetileno (C2H2) e benzol (C6H6)Metano (CH4), acetileno (C2H2) e benzol (C6H6)

•• Produtos finaisProdutos finais

•• CO2 , H2O , N2CO2 , H2O , N2

•• A combustão com excesso de ar tem ainda A combustão com excesso de ar tem ainda como produto final Ocomo produto final O22

•• Como a maioria dos Como a maioria dos óóleo contem enxofre, SOleo contem enxofre, SO22

e SOe SO33 tambtambéém aparecem como produto finaism aparecem como produto finais

•• Na combustão incompleta entre os gases de Na combustão incompleta entre os gases de combustão aparecem combustcombustão aparecem combustííveis como CO veis como CO e He H22

•• Na combustão incompleta ocorremNa combustão incompleta ocorrem–– depdepóósitos de carvão e fuligemsitos de carvão e fuligem

–– grande desprendimento de fumagrande desprendimento de fumaççaa

–– combustão combustão éé de baixo rendimento tde baixo rendimento téérmicormico

•• Sistema de combustãoSistema de combustão

•• O O óóleo para os leo para os queimadoresqueimadores deverdeveráá ser fornecido a ser fornecido a uma taxa constanteuma taxa constante

•• Para que a igniPara que a igniçção seja mantida ininterruptaão seja mantida ininterrupta

•• O ar necessO ar necessáário rio àà combustão devercombustão deveráá ser regulado de ser regulado de acordo com a quantidade de combustacordo com a quantidade de combustíível injetadovel injetado

•• A temperatura no tanque de A temperatura no tanque de óóleo deverleo deveráá ser tal que ser tal que óóleo possa fluir livrementeleo possa fluir livremente

•• As linhas deverão ser:As linhas deverão ser:

–– IsoladasIsoladas

–– Aquecidas com traAquecidas com traçço de vaporo de vapor

•• DeverDeveráá ter um sistema de controle de temperatura do ter um sistema de controle de temperatura do tanque de tanque de óóleo de forma a manter uma temperatura leo de forma a manter uma temperatura que resulte na viscosidade recomendada pelo projeto que resulte na viscosidade recomendada pelo projeto do sistemado sistema

Sistema típico para queimar óleo pesado em pequenas instalações

Sistema de queima de óleo pesado para grandes instalações

Equipamentos duplicados para permitir limpeza sem parar o gerador de vapor

•• Para os combustPara os combustííveis normalmente utilizadosveis normalmente utilizados–– A temperatura recomendada A temperatura recomendada éé da ordem de 35 C eda ordem de 35 C e–– A viscosidade A viscosidade éé mantida entre 4000 a 7000 SSUmantida entre 4000 a 7000 SSU

•• Manter rotina de limpeza dos filtros instalados no Manter rotina de limpeza dos filtros instalados no sistema de tubulasistema de tubulaçção de ão de óóleoleo

•• Quando se utiliza Quando se utiliza óóleos mais leves não hleos mais leves não háánecessidade de aquecimentonecessidade de aquecimento

•• Para queima de Para queima de óóleos pesados, como resido leos pesados, como resido asfasfáálticolticoe RV, devere RV, deveráá ser previsto:ser previsto:–– Aquecedores ao longo do sistemaAquecedores ao longo do sistema–– Manter temperatura que garanta viscosidade de Manter temperatura que garanta viscosidade de

150 a 400 SSU150 a 400 SSU–– A atomizaA atomizaçção deverão deveráá ser do tipo mecânica ou a ser do tipo mecânica ou a

vaporvapor•• Para os casos especPara os casos especííficos verificar as recomendaficos verificar as recomendaçções ões

de projetode projeto

•• Problemas na queima de RASFProblemas na queima de RASF•• Vapor de atomizaVapor de atomizaçção com temperatura inferior a ão com temperatura inferior a

necessnecessáária para garantir a viscosidade necessria para garantir a viscosidade necessááriaria•• O vapor de atomizaO vapor de atomizaçção esfriava o ão esfriava o óóleoleo

•• Acompanhamento de temperatura era no coletor geralAcompanhamento de temperatura era no coletor geral•• Não havia informaNão havia informaçção sobre a temperatura do ão sobre a temperatura do

óóleo e do vapor na entrada de cada leo e do vapor na entrada de cada queimadorqueimador•• O isolamento e aquecimento (O isolamento e aquecimento (steamsteam trace) das linhas trace) das linhas

eram deficiente junto dos eram deficiente junto dos queimadoresqueimadores•• Na chegada do Na chegada do queimadorqueimador ocorria condensaocorria condensaçção ão

do vapor e resfriamento do do vapor e resfriamento do óóleoleo•• Em muitos casos a Engenharia e a ManutenEm muitos casos a Engenharia e a Manutençção não ão não

conseguiram colocar o forno elconseguiram colocar o forno eléétrico em operatrico em operaççãoão•• A grande quantidade de metal no A grande quantidade de metal no óóleo produzia leo produzia

resresííduo da queima que obstruduo da queima que obstruíía a caldeira e era de a a caldeira e era de difdifíícil remocil remoççãoão

Incrustação de difícil remoção causando obstrução da

caldeira

Superaquecedorprimário

Superaquecedorsecundário

•• DepDepóósito incrustado na chicana do sito incrustado na chicana do BANKBANK

•• As caldeiras industriais queimam As caldeiras industriais queimam óóleo leo combustcombustíível que vel que éé

•• ResResííduo remanescente apduo remanescente apóós extras extraçção das ão das frafraçções leves do petrões leves do petróóleoleo

•• Os Os queimadoresqueimadores devem atomizar o devem atomizar o combustcombustíível ante de injetvel ante de injetáá--lo na fornalhalo na fornalha

•• A atomizaA atomizaçção ão éé feita por pulverizafeita por pulverizaçção ão mecânicamecânica

•• A atomizaA atomizaçção ão éé feita para obter a mfeita para obter a mááxima xima superfsuperfíície de contato posscie de contato possíível, exposta vel, exposta ààs s reareaçções de combustãoões de combustão

•• Formas de pulverizaFormas de pulverizaçção mecânicaão mecânica

–– Ar pressurizado ou VaporAr pressurizado ou Vapor

–– ForForççar o combustar o combustíível sob pressão atravvel sob pressão atravéés s de pequenos orifde pequenos orifíícioscios

–– Separar a pelSeparar a pelíícula de cula de óóleo em partleo em partíículas culas atravatravéés da fors da forçça centrifugaa centrifuga

•• AtomizaAtomizaçção com ar ou vapor ão com ar ou vapor éé simples e simples e baratabarata

•• Os Os queimadoresqueimadores de atomizade atomizaçção por vapor ão por vapor podem trabalhar praticamente compodem trabalhar praticamente com

–– ÓÓleos de qualquer viscosidade e leos de qualquer viscosidade e

–– A qualquer temperaturaA qualquer temperatura

Mistura interna – o óleo é aquecido por contato direto com o vapor ante de pulverizar

Mistura externa – o óleo flui para o bico através de uma passagem anular central, sendo o fluxo regulado mediante uma base roscada

Ar primário

Ar secundário

Bico do queimador de óleo

•• Bico do Bico do queimadorqueimador de de óóleo obstruleo obstruíído do por matpor matééria suspensa no ria suspensa no óóleoleo

•• Filtro do sistema de Filtro do sistema de óóleo impregnado de material leo impregnado de material suspenso no suspenso no óóleoleo

•• QueimadorQueimador de gde gáás naturals natural

•• A pulverizaA pulverizaçção com vapor permite obter combustões ão com vapor permite obter combustões mais perfeitasmais perfeitas

•• Possibilitando a queima de resPossibilitando a queima de resííduos de petrduos de petróóleo mais leo mais viscososviscosos

•• O petrO petróóleo a ser pulverizado entra em contato com o leo a ser pulverizado entra em contato com o vaporvapor

•• O vapor alO vapor aléém de possuir muita energia que se m de possuir muita energia que se desenvolve durante a expansãodesenvolve durante a expansão

•• Possui temperatura elevada, que aumenta a fluidez do Possui temperatura elevada, que aumenta a fluidez do combustcombustíívelvel

•• O vapor tem um efeito quO vapor tem um efeito quíímico que reduz a formamico que reduz a formaçção ão de fuligem e fumade fuligem e fumaççaa

–– Devido ao equilDevido ao equilííbrio que se estabelece sob alta brio que se estabelece sob alta temperatura entre o C, CO e vapor temperatura entre o C, CO e vapor ddááguagua

•• A conservaA conservaçção dos bicos atomizadores , e ão dos bicos atomizadores , e juntas juntas éé imperativo para assegurar o bom imperativo para assegurar o bom funcionamento do funcionamento do queimadorqueimador

•• Bicos reserva devem ser conservados em Bicos reserva devem ser conservados em óóleo leo diesel ou diesel ou querozenequerozene

•• As lanAs lançças retiradas de servias retiradas de serviçço devem ser o devem ser inspecionadas e os bicos removidos para inspecionadas e os bicos removidos para limpezalimpeza

•• Verificar a calibraVerificar a calibraçção dos bicos atomizadores ão dos bicos atomizadores apapóós 3 meses de usos 3 meses de uso

•• Quando o sistema de queima for retirado de Quando o sistema de queima for retirado de serviserviçço, recomendao, recomenda--se lavse laváá--lo com diesel ou lo com diesel ou querozenequerozene e conserve conserváá--lo lo slimposlimpo

Caso 1 -Incrustação resultante da queima de óleo pesado com finos

de catalisador

Incrustação provocada pela queima de óleo

contendo finos de catalisador

Além da incrustação a caldeira estava operando

com dois queimadoresapagados por estarem

danificados

Conseqüência – oxidação da chicana do bank

Furo na primeira curva na entrada do superaquecedor

secundário

Corrosão dos tubos do BANK

Caso 2 -Trocou de óleo e passou a observar perda de

rendimento da caldeira em espaço de tempo menor

A perda de rendimento estava associada a maior formação de incrustação

A caldeira parava a cada 12 meses para limpeza.

Com a troca de óleo, passou a parar para limpeza a cada 6

meses

Prejuízo calculado em U$720.000,00/ano