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Apostila - Tipos de Caldeiras e as Vari-Veis de Controle

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CONTROLE DE GERADORES DE VAPOR INTRODUÇÃO: A instrumentação e o controle são partes essenciais de toda instalação geradora de vapor. Eles permitem garantir uma operação segura, econômica e confiável do equipamento. Os sistemas de controle empregados vão desde um simples controle manual até o sofisticado controle das caldeiras de grande porte, onde são envolvidas dezenas ou, às vezes centenas de instrumentos. O sistema de controle de uma caldeira deve ser estruturado de forma a mantê-la operando
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  CONTROLE DE GERADORES DE VAPOR INTRODUÇÃO: A instrumentação e o controle são partesessenciais de toda instalação geradora de vapor. Eles permitemgarantir uma operação segura, econômica e confiável doequipamento. Os sistemas de controle empregados vão desde umsimples controle manual até o sofisticado controle das caldeiras degrande porte, onde são envolvidas dezenas ou, às vezes centenas deinstrumentos.O sistema de controle de uma caldeira deve ser estruturado deforma a mantê-la operando com: ã segurança; ã bom rendimento; ã e de forma estável.Por isso, a escolha e projeto das malhas de controle e dosistema de segurança a ser utilizado, deverá ser feita mediante umestudo cuidadoso do sistema. TIPOS DE CALDEIRAS E AS VARIÁVEIS DE CONTROLE: todos os tipos de caldeira podem ser controladas, mas dependendo desuas características, as variáveis de controle serão diferentes. ã Caldeiras a combustão —   Fogotubulares —   Aquatubulares ã Caldeiras Elétricas —   a resistores —   a eletrodos § eletrodos jateados § eletrodos submersosEm todas as caldeiras existe a necessidade de controle dapressão interna de vapor, ou seja a quantidade de vapor que estásendo produzido; o nível de água no interior da caldeira; e de umsistema de segurança confiável. Existe também a necessidade decontrole da combustão nas caldeiras com aquecimento químico, e daeletricidade e condutividade da água nas caldeiras elétricas.  CONTROLE DE CALDEIRAS ELÉTRICAS: A utilização decaldeiras elétricas é importante para o usuário que pode utilizarexcedentes de energia elétrica a preços subsidiados e ainda, o maisimportante é para o país, já que o Brasil possui recursos hídricos parageração de energia elétrica e tem escassez de derivados de petróleo. §   Caldeiras a resistores: As caldeiras elétricas sãoconstituídas de um vaso de pressão não sujeito a chama e de umconjunto de resistências elétricas blindadas. Na Fig.1, está mostrado oesquema básico de uma caldeira elétrica a resistores. Neste tipo decaldeira utiliza-se um controlador liga-desliga com zona diferencial(PRC – Pressão com função de registrar e controlar), que controla apressão do vapor ligando ou desligando os resistores da caldeira. Figura 1: Sistema de controle básico de uma caldeira elétrica a resistores O controle de nível é feito de forma semelhante, uma vez queneste tipo de equipamento o nível não precisa ser controlado numafaixa muito estreita. Este tipo de sistema de controle de nível funcionacom dois eletrodos imersos na água e um controlador (LC – Controlador de Nível), o LC irá abrir ou fechar a válvula de admissãode água à medida que o nível ultrapassar a zona diferencialespecificada, ou seja, em função da posição dos eletrodos. §   Caldeiras a eletrodos jateados: Neste tipo de caldeira, apressão de vapor é geralmente controlada por um controlador depressão(PRC) , um transmissor de pressão (PT) e umservomecanismo (PZ) que, por sua vez, movimenta verticalmente o  defletor de jatos de água. O movimento do defletor libera ou oculta os jatos de água que fluem contra os eletrodos. Quanto maior o númerode jatos de água liberados, maior será a circulação de corrente e,consequentemente, maior a geração de vapor; quanto menor, menor acirculação de corrente, menor a geração de vapor. Figura 2:Sistema de controle básico de uma caldeira elétrica a eletrodos jateados Para limitar o consumo de energia, utiliza-se um limitador depotência (JY), Este instrumento, recebe o sinal do medidor de corrente(IT) e compara o valor com o setpoint. Caso o sinal recebido sejamaior que o setpoint, o limitador de potência bloqueia o sinal que ocontrolador da pressão (PRC) envia para o servomecanismo ou, senecessário, reposiciona o servomecanismo de forma a manter apotência dissipada dentro do limite. Caso o sinal enviado pelo medidorde corrente (IT) seja menor que o limite, o limitador(JY) não interfereno sinal do controlador.  Neste tipo de caldeira utiliza-se o controle de nível a um, dois outrês elementos. A Fig1 mostra o controle de nível a dois elementos,Nesta malha, os sinais do controlador de nível (LRC) e dotransmissor de vazão do vapor (FT) são enviados ao somador (FY). Osomador recebe os sinais e envia a resultante para a válvula decontrole de nível. Nas condições de equilíbrio, a saída do somadorserá função do sinal recebido do transmissor de vazão de vapor (FT),uma vez que a saída do controlador de nível será zero, enquanto onível estiver no valor de setpoint. Caso o nível saia do ponto de ajuste,a saída do LRC variará e, consequentemente, a saída do somadorpassará a ser função dos sinais recebidos do FT e do LCR. Istoocorrerá até que o nível volte às condições desejadas.Nas caldeiras a eletrodos jateados também se utiliza uma malhade controle de condutividade (inverso da resistividade), pois aresistividade de água influi no rendimento da caldeira. Neste tipo deaplicação, a condutividade da água geralmente é controlada de formadescontínua (controle liga-desliga com zona diferencial). O controladorde condutividade (CRC) liga a bomba de injeção química quando acondutividade atinge o limite mínimo ou abre a válvula de drenoquando a condutividade atinge o limite máximo, de acordo com oscalores ajustados manualmente pelo operador de acordo com o sinalenviado pelo medidor de condutividade (célula CE e conversor CY). §   Caldeiras a eletrodos submersos: Nas caldeiras aeletrodos submersos, a pressão do vapor também será controlada porum controlador de pressão (PRC), um transmissor (PT) e umservomecanismo(PZ) montado na parte superior da caldeira. Ocontrolador recebe os sinal do transmissor, compara este sinal com osetpoint e atua no servomecanismo (PZ). O servo mecanismo por suavez movimenta verticalmente o tubo isolador de porcelana. Omovimento do tubo isolador delimita a quantidade de água na qualcircula corrente elétrica e, consequentemente, regula a quantidade devapor gerado, uma vez que o tubo isolador se interpõe entre o eletrodoe o contra-eletrodo.Neste tipo de caldeira também se utiliza o limitador de potência(JY), com funções e modo de operação idênticos descritosanteriormente.Na malha de controle de nível utiliza-se o controle a umelemento, utilizando uma malha comum com realimentação negativa,que opera com um transmissor (LT) e um controlador (LRC). O

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Aug 16, 2017
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