Já discutimos aqui em nosso blog sobre as características e funcionalidades da caldeira flamotubular. Mas agora chegou a hora de conhecermos um modelo de caldeira ainda mais específico: A caldeira aquatubular.

Diferentemente da caldeira flamotubular, os modelos de caldeira aquatubular são mais utilizados em modernos projetos industriais, como as modernas termelétricas, visto que esse modelo tem a capacidade em produzir grandes quantidades de vapor, sempre a elevadas temperaturas e pressão de trabalho.

Conheça as principais características e partes inerentes a uma caldeira aquatubular, além das suas vantagens e desvantagens.

Conceito de uma caldeira aquatubular

Para que haja um melhor entendimento sobre o conceito de uma caldeira aquatubular, devemos compara-la com a forma de funcionamento das caldeiras flamotubulares.

Em caldeiras flamotubulares, os gases são transportados através de tubos até chegar ao interior da caldeira, tendo a água ao redor destes tubos. Já o processo na caldeira aquatubular é oposto, ou seja, a água a ser aquecida passa no interior de tubos que, por sua vez, são envolvidos pelos gases de combustão.

As caldeiras aquatubulares surgiram com o objetivo de suprir a demanda que as caldeiras flamotubulares não tinham a capacidade em cumprir até então.

Isso porque, as caldeiras flamotubulares têm duas características: suportam baixas pressões e; apresentam uma pequena superfície de aquecimento. Assim, o desenvolvimento da caldeira aquatubular foi uma maneira de gerar uma maior quantidade de vapor associado também à capacidade de suportar maiores níveis de pressão.

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Neste contexto, as caldeiras aquatubulares são geralmente divididas em quatro grandes grupos, assim representados:

  • Caldeiras aquatubulares de tubos retos, com tubulão transversal ou longitudinal;
  • Caldeiras aquatubulares de tubos curvos, com diversos tubulões transversais ou longitudinais utilizados na geração do vapor;
  • Caldeiras aquatubulares de circulação positiva;
  • Caldeiras aquatubulares compactas. 

Principais componentes encontrados em caldeiras aquatubulares

Para que atenda todas as expectativas e necessidades de indústrias e demais processos, a caldeira aquatubular deve contar com algumas peças de extrema importância. Essas peças são as responsáveis por garantir o bom funcionamento do equipamento.  Neste sentido, as peças de maior relevância em uma caldeira aquatubular são:

Tubulão: Caldeiras aquatubulares costumam apresentar um ou dois tubulões, sendo classificados de acordo com a configuração de cada equipamento. Estes tubulões podem ser superiores ou inferiores.

Os primeiros são tambores dispostos horizontalmente, localizados na parte superior da caldeira aquatubular. Funcionam como um reservatório que abriga a água no estado líquido ou gasoso.

Já os tubulões inferiores são conhecidos como balão de lama, estão localizados na parte de baixo da caldeira. Estes têm a função de guarnecer com água as partes de troca térmica. Dessa forma, é feita a vaporização, com uma circulação espontânea.

Feixe Tubular (feixe convectivo): É um conjunto de tubos que recebe calor dos gases proveniente da combustão por convecção, pois encontram-se fora da radiação da queima do combustível.

Paredes D’água: Representam os tubos que revestem a fornalha, absorvendo o calor radiante da chama que irá vaporizar a água dentro dos tubos de troca térmica. Assim, aumenta-se a eficiência da caldeira.

Superaquecedor: Composto por serpentinas, tubos lisos e aletados, montados no fluxo dos gases de combustão, essencialmente na região mais quente da caldeira. O vapor saturado gerado na caldeira é recebido pelo superaquecedor, que via troca térmica elevam a temperatura do vapor acima da temperatura de saturação. Vale ressaltar que a temperatura não pode ultrapassar a prevista para cada material. Para assegurar que isto aconteça, faz-se uso do dessuperaquecedor de vapor.

Isolamento e refratários: Têm a função de isolar a fornalha, evitando que o calor da combustão se perca por entre as peças da caldeira. Assim, aumenta-se a eficiência térmica.

Estrutura e carcaça metálica: Responsáveis por proteger as peças internas e sustentar toda a estrutura da caldeira, não permitindo que o calor escape.

Saída de gases: Representada pela chaminé através da qual os gases da combustão escapam para a área externa da caldeira.

Vantagens e desvantagens da caldeira aquatubular

Quando comparada à caldeira flamotubular, a caldeira aquatubular apresenta algumas vantagens bastante significativas que estimulam seu uso. Dentre as vantagens mais significativas pode-se citar:

  • Capacidade em produzir maiores volumes de vapor, necessários em processos mais exigentes;
  • Capacidade em trabalhar com altas pressões;
  • Possibilidade em suportar e gerar altas temperaturas;
  • Possibilidade em ser alimentada por uma variedade bem grande de combustíveis, inclusive as formas de biomassa que apresentam baixo poder calorífico e dificuldades de queima;
  • Simplificação na limpeza dos tubos, com a possibilidade em ser realizada de forma automática;
  • Durabilidade. O tempo de vida de uma caldeira aquatubular pode facilmente chegar até 30 anos. Porém, para isso é fundamental que haja boa manutenção, manuseio e limpezas programadas.

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Apesar de todas essas vantagens, há algumas desvantagens que precisam ser consideradas quanto a escolha de uma caldeira aquatubular. Entre as desvantagens mais significativas, pode-se citar:

  • Custo elevado. A caldeira aquatubular pode custar até 50% mais que uma caldeira flamotubular com capacidade equivalente;
  • Sua construção é relativamente mais complexa;
  • Exige tratamento de água bem mais cuidadoso

Portanto, apesar das desvantagens, a caldeira aquatubular tende a ser uma ótima opção para aqueles processos industriais mais exigentes, que necessitam de alta geração de vapor, a altas temperaturas e pressões.

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