Malhas de controle

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ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Auditoria e Otimização de um Processo Industrial
Caldeira Industrial

12/2010

Auditoria e Otimização de um Processo Industrial
Caldeira Industrial

12/2010

1 – Levantamento de Campo

1.1 - Revisão Bibliográfica

2. Caldeira

Caldeira é um recipiente metálico cuja função é, entre muitas, a produção de vapor através do aquecimentoda água. As caldeiras produzem vapor para alimentar máquinas térmicas, autoclaves para esterilização de materiais diversos, cozimento de alimentos e de outros produtos orgânicos, calefação ambiental e outras aplicações do calor utilizando-se o vapor.

1. Histórico

Conforme Bazzo (1995), nas indústrias do início do século XVIII muitos eram os inconvenientes gerados pela combustãolocal de carvão para geração de calor. As primeiras máquinas destinadas a geração de vapor surgiram para sanar este problema, uma vez que a energia era captada em uma unidade central e distribuída para os diversos setores da empresa, através do vapor. As caldeiras podem ser flamotubulares ou aquatubulares.

3. Caldeiras aquatubulares

Caldeiras aquatubulares são também chamadascaldeiras de paredes de água ou de tubos de água. A água passa pelo interior dos tubos, que por sua vez são aquecidos pelas chamas. São as mais comuns em se tratando de plantas termelétricas ou geração de energia elétrica em geral, exceto em unidades de pequeno porte. A pressão de trabalho de caldeiras deste tipo pode chegar a 26 MPa, ou seja, superior a pressão do ponto crítico. Neste caso, o períodode ebulição (transição de líquido para vapor) passa a não existir.
A caldeira em estudo possui estas caracteristicas, portanto focaremos nossa auditoria neste tipo de caldeira.

4. Caldeiras flamotubulares

As caldeiras de tubos de fogo ou tubos de fumaça, flamotubulares ou ainda gás-tubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão , "fumos" (gasesquentes e/ou gases de exaustão) atravessam a caldeira no interior de tubos que se encontram circundados por água, cedendo calor à mesma.
Nesse tipo de caldeira os tubos são postos verticalmente num corpo cilindrico e fechado nas extremidades por placas, chamadas espelhos justamente por refletirem boa parte do calor. A fornalha fica logo abaixo dos
espelhos inferiores. Os gases geradospela combustão sobem atavés dos tubos, aquecendo e vaporizando a água que está em torno deles. As fornalhas são utilizadas principalmente no aproveitamento da queima de combustíves, tais como: palha, serragem, cascas de café ou amendoim, óleos e etc.
Os principais modelos de caldeiras flamotubulares são:

• Caldeiras horizontais
• Caldeira cornuália
• Caldeira Lancashire
•Caldeiras multitubulares de fornalha interna
• Caldeiras a vapor
• Caldeiras multitubulares de fornalha externa
• Caldeiras escocesas
• Caldeiras locomotivas e locomóveis

5. Regulamentação

No Brasil, após a publicação da NR-13 (Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho e Emprego), estabeleceram-se critérios mais rigorosos para o projeto, inspeção,manutenção e operação de caldeiras, tendo como objetivo principal a diminuição de acidentes envolvendo estes equipamentos.

1. - Entendimento do processo

2. Descritivo Funcional

Esta caldeira gera vapor controlando a combustão através do PIC107 que monitora a pressão interna da caldeira e gera o set-point para as malhas escravas, composta pelos controladores FIC102 e FIC 103 quefazem relação ar e gás para a combustão, através de um controle cruzado.
O controle da pressão de entrada de água na caldeira é feita através do PIC 106 que possui um set-point local e o controle da vazão é feito através do FIC105 que é uma malha escrava do LIC101 que tem a função de controlar o nível médio da caldeira.
Durante a partida é possível perceber que...
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