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Combustão de combustíveis líquidos
a) Preparação do óleo
a.1)Filtragem:
Remover partículas sólidas em suspensão
Evitar obstrução de:
Tubulação, aquecedores, ...
• a.2)Regulagem:
• Controle da quantidade de combustível injetada na fornalha
• Para obter relação adequada de combustível...
• a.4)Pré-aquecimento do óleo:
• Para reduzir viscosidade e tensão superficial e
obter atomização adequada
• Elevar a temp...
• b) Preparação do ar:
• b.1)Fornecimento do ar necessário:
• Dimensionamento adequado dos sopradores de ar
• b.2)Pré-aque...
Vapor p/ atomização do óleo
Ar é necessário p/ queima do
gás ou óleo atomizado
• c) Ignição e combustão do óleo na fornalha
• c.1)Mistura das partículas de óleo atomizado com o ar
insuflado na fornalha...
• Combustão
• Reação química de natureza gasosa e exotérmica
• Para efetuar queima eficiente os derivados de petróleo
deve...
• Óleo
• Mistura complexa de hidrocarbonetos
• Hidrocarbonetos = Combinação em proporções variáveis de
C e H e mais compos...
• A combustão com excesso de ar tem ainda como
produto final O2
• Como a maioria dos óleo contem enxofre, SO2 e SO3
também...
• Sistema de combustão
• O óleo para os queimadores deverá ser fornecido a uma
taxa constante
• Para que a ignição seja ma...
Sistema típico para queimar óleo pesado em pequenas instalações
Anel de óleo – uma tubulação que conduz o óleo até o
queim...
Sistema de queima de óleo pesado para grandes instalações
Equipamentos duplicados para permitir limpeza sem parar o
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• Para os combustíveis normalmente utilizados
– A temperatura recomendada é da ordem de 35 C e
– A viscosidade é mantida e...
• Problemas na queima de resíduo
• Vapor de atomização com temperatura inferior a necessária
para garantir a viscosidade n...
Incrustação de difícil remoção
causando obstrução da
caldeira
Superaquecedor
primário
Superaquecedor
secundário
• Depósito incrustado na chicana do BANK
• As caldeiras industriais queimam óleo combustível
que é
• Resíduo remanescente após extração das frações
leves do petról...
• Formas de pulverização mecânica
– Ar pressurizado ou Vapor
– Forçar o combustível sob pressão através de
pequenos orifíc...
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...
Ar primário
Ar secundário
Bico do queimador de óleo
• Bico do queimador de óleo obstruído por
matéria suspensa no óleo
• Filtro do sistema de óleo impregnado de material
suspenso no óleo
• Queimador de gás natural
Ar primário
Ar secundário
Bicos
queimadores
de gás
• A pulverização com vapor permite obter combustões mais
perfeitas
• Possibilitando a queima de resíduos de petróleo mais
...
• A conservação dos bicos atomizadores , e juntas é
imperativo para assegurar o bom funcionamento
do queimador
• Bicos res...
• As lanças retiradas de serviço devem ser
inspecionadas e os bicos removidos para
limpeza
• Verificar a calibração dos bi...
Exemplo – 1
caldeira queimando óleo
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 queimadores
apagados por estarem
danificados
Conseqüência – oxidação da chicana do bank
Furo na primeira curva na
entrada do superaquecedor
secundário
Corrosão dos tubos do BANK
Exemplo 2
Acompanhamento após troca de óleo
Caso 2 -Trocou de óleo e
passou a observar perda de
rendimento da caldeira em
espaço de tempo menor
A perda de rendimento
...
A caldeira parava a cada 12
meses para limpeza.
Com a troca de óleo, passou
a parar para limpeza a cada 6
meses
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Combustão

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  1. 1. Combustão de combustíveis líquidos
  2. 2. a) Preparação do óleo a.1)Filtragem: Remover partículas sólidas em suspensão Evitar obstrução de: Tubulação, aquecedores, queimadores Reduzir volume de resíduo de combustão depositado nos tubos da caldeira
  3. 3. • a.2)Regulagem: • Controle da quantidade de combustível injetada na fornalha • Para obter relação adequada de combustível e ar necessários à combustão • a.3)Atomização ou pulverização: • Aumentar a superfície de contato entre óleo e ar para: • Reduzir o excesso de ar ao mínimo • Aumentar a velocidade de queima • Aumentar eficiência de queima (reduzir resíduo de óleo não queimado)
  4. 4. • a.4)Pré-aquecimento do óleo: • Para reduzir viscosidade e tensão superficial e obter atomização adequada • Elevar a temperatura para próximo do ponto de inflamação (ignição)
  5. 5. • b) Preparação do ar: • b.1)Fornecimento do ar necessário: • Dimensionamento adequado dos sopradores de ar • b.2)Pré-aquecimento do ar com os gases de queima: • Para melhorar rendimento térmico • b.3)Projeto adequado dos difusores dos queimadores: • O fluxo de ar pelos difusores dos queimadores deverá ser adequado para promover • Uma boa queima e • Acelerar a remoção e renovação dos gases inertes produzidos na combustão e oriundos do comburente
  6. 6. Vapor p/ atomização do óleo Ar é necessário p/ queima do gás ou óleo atomizado
  7. 7. • c) Ignição e combustão do óleo na fornalha • c.1)Mistura das partículas de óleo atomizado com o ar insuflado na fornalha • c.2)Vaporização das partículas ou gotículas com o calor • c.3)Combustão liberando calor • d) Transmissão do calor da combustão • Através dos tubos que constituem as partes da caldeira • O calor é transmitido simultaneamente por condução, convecção e radiação • e) Descarga dos gases de combustão • Após cederem calor os gases são conduzidos pelos dutos e chaminé até a atmosfera
  8. 8. • Combustão • Reação química de natureza gasosa e exotérmica • Para efetuar queima eficiente os derivados de petróleo devem ser previamente levados a uma condição praticamente gasosa e • A uma temperatura igual ou superior a sua temperatura de inflamação (ou ignição) • Para que os vapores emitidos entrem imediatamente em combustão
  9. 9. • Óleo • Mistura complexa de hidrocarbonetos • Hidrocarbonetos = Combinação em proporções variáveis de C e H e mais compostos sulfurados, nitrogenados e oxigenados • A combustão produz: • produtos intermediários • Metano (CH4), acetileno (C2H2) e benzol (C6H6) • Produtos finais • CO2 , H2O , N2
  10. 10. • A combustão com excesso de ar tem ainda como produto final O2 • Como a maioria dos óleo contem enxofre, SO2 e SO3 também aparecem como produto finais • Na combustão incompleta entre os gases de combustão aparecem combustíveis como CO e H2 • Na combustão incompleta ocorrem – depósitos de carvão e fuligem – grande desprendimento de fumaça – combustão é de baixo rendimento térmico
  11. 11. • Sistema de combustão • O óleo para os queimadores deverá ser fornecido a uma taxa constante • Para que a ignição seja mantida ininterrupta • O ar necessário à combustão deverá ser regulado de acordo com a quantidade de combustível injetado • A temperatura no tanque de óleo deverá ser tal que óleo possa fluir livremente • As linhas deverão ser: – Isoladas – Aquecidas com traço de vapor • Deverá ter um sistema de controle de temperatura do tanque de óleo de forma a manter uma temperatura que resulte na viscosidade recomendada pelo projeto do sistema
  12. 12. Sistema típico para queimar óleo pesado em pequenas instalações Anel de óleo – uma tubulação que conduz o óleo até o queimador e uma tubulação de retorno para o tanque. Neste sistema o óleo circula constantemente
  13. 13. Sistema de queima de óleo pesado para grandes instalações Equipamentos duplicados para permitir limpeza sem parar o gerador de vapor
  14. 14. • Para os combustíveis normalmente utilizados – A temperatura recomendada é da ordem de 35 C e – A viscosidade é mantida entre 4000 a 7000 SSU • Manter rotina de limpeza dos filtros instalados no sistema de tubulação de óleo • Quando se utiliza óleos mais leves não há necessidade de aquecimento • Para queima de óleos pesados, como resíduo asfáltico (RASF) e resíduo de vácuo (RV), deverá ser previsto: – Aquecedores ao longo do sistema – Manter temperatura que garanta viscosidade de 150 a 400 SSU (Obs:RASF , RV , temperatura do combustível poderá ser superior a 300C) – A atomização deverá ser do tipo mecânica ou a vapor • Para os casos específicos verificar as recomendações de projeto
  15. 15. • Problemas na queima de resíduo • Vapor de atomização com temperatura inferior a necessária para garantir a viscosidade necessária • O vapor de atomização esfriava o óleo • Acompanhamento de temperatura era no coletor geral • Não havia informação sobre a temperatura do óleo e do vapor na entrada de cada queimador • O isolamento e aquecimento (steam trace) das linhas eram deficiente junto dos queimadores • Na chegada do queimador ocorria condensação do vapor e resfriamento do óleo • Em muitos casos a Engenharia e a Manutenção não conseguiram colocar o forno elétrico em operação • A grande quantidade de metal no óleo produzia resíduo da queima que obstruía a caldeira e era de difícil remoção
  16. 16. Incrustação de difícil remoção causando obstrução da caldeira Superaquecedor primário Superaquecedor secundário
  17. 17. • Depósito incrustado na chicana do BANK
  18. 18. • As caldeiras industriais queimam óleo combustível que é • Resíduo remanescente após extração das frações leves do petróleo • Os queimadores devem atomizar o combustível ante de injetá-lo na fornalha • A atomização é feita por pulverização mecânica • A atomização é feita para obter a máxima superfície de contato possível, exposta às reações de combustão
  19. 19. • Formas de pulverização mecânica – Ar pressurizado ou Vapor – Forçar o combustível sob pressão através de pequenos orifícios – Separar a película de óleo em partículas através da força centrifuga • Atomização com ar ou vapor é simples e barata • Os queimadores de atomização por vapor podem trabalhar praticamente com – Óleos de qualquer viscosidade e – A qualquer temperatura
  20. 20. Mistura interna – o óleo é aquecido por contato direto com o vapor ante de pulverizar
  21. 21. Mistura externa – o óleo flui para o bico através de uma passagem anular central, sendo o fluxo regulado mediante uma base roscada
  22. 22. Ar primário Ar secundário Bico do queimador de óleo
  23. 23. • Bico do queimador de óleo obstruído por matéria suspensa no óleo
  24. 24. • Filtro do sistema de óleo impregnado de material suspenso no óleo
  25. 25. • Queimador de gás natural Ar primário Ar secundário Bicos queimadores de gás
  26. 26. • A pulverização com vapor permite obter combustões mais perfeitas • Possibilitando a queima de resíduos de petróleo mais viscosos • O petróleo a ser pulverizado entra em contato com o vapor • O vapor além de possuir muita energia que se desenvolve durante a expansão • Possui temperatura elevada, que aumenta a fluidez do combustível • O vapor tem um efeito químico que reduz a formação de fuligem e fumaça – Devido ao equilíbrio que se estabelece sob alta temperatura entre o C, CO e vapor dágua
  27. 27. • A conservação dos bicos atomizadores , e juntas é imperativo para assegurar o bom funcionamento do queimador • Bicos reserva devem ser conservados em óleo diesel ou querosene
  28. 28. • As lanças retiradas de serviço devem ser inspecionadas e os bicos removidos para limpeza • Verificar a calibração dos bicos atomizadores após 3 meses de uso • Quando o sistema de queima for retirado de serviço, recomenda-se lavá-lo com diesel ou querosene e conservá-lo limpos
  29. 29. Exemplo – 1 caldeira queimando óleo
  30. 30. Caso 1 -Incrustação resultante da queima de óleo pesado com finos de catalisador
  31. 31. Incrustação provocada pela queima de óleo contendo finos de catalisador
  32. 32. Além da incrustação a caldeira estava operando com dois queimadores apagados por estarem danificados
  33. 33. Conseqüência – oxidação da chicana do bank
  34. 34. Furo na primeira curva na entrada do superaquecedor secundário
  35. 35. Corrosão dos tubos do BANK
  36. 36. Exemplo 2 Acompanhamento após troca de óleo
  37. 37. 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
  38. 38. A caldeira parava a cada 12 meses para limpeza. Com a troca de óleo, passou a parar para limpeza a cada 6 meses

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