O arraste de água em caldeiras aquatubulares pode levar a diversas consequências indesejáveis, algumas das principais são:
- Diminuição da eficiência energética: Quando ocorre arraste de água, a quantidade de vapor gerado é menor do que o esperado. Isso significa que a caldeira não está produzindo a energia térmica necessária para o processo, resultando em menor eficiência operacional e, consequentemente, maior consumo de combustível para alcançar a produção desejada.
- Desgaste e danos na caldeira: O arraste de água pode causar danos mecânicos na caldeira, especialmente em suas partes internas, como tubos e refratários. O contato da água com as superfícies quentes pode levar a erosão, corrosão e formação de depósitos, prejudicando a vida útil do equipamento.
- Redução da vida útil dos tubos: A presença de água nos tubos de vapor pode levar ao fenômeno conhecido como "fadiga térmica", causando tensões mecânicas devido a variações bruscas de temperatura. Com o tempo, isso pode resultar em rachaduras e falhas nos tubos, exigindo manutenção e substituição mais frequentes.
- Controle inadequado de processos: O arraste de água pode afetar negativamente o controle de processos industriais que dependem de vapor, como turbinas, aquecimento de processos químicos e geração de energia elétrica. A falta de vapor adequado pode resultar em instabilidades operacionais e perda de controle dos sistemas.
- Emissões ambientais: Quando ocorre arraste de água, parte da umidade e impurezas presentes na biomassa também é arrastada para dentro da caldeira. Isso pode aumentar as emissões de poluentes atmosféricos, como partículas e compostos orgânicos voláteis, afetando negativamente a qualidade do ar.
- Paradas não programadas: O arraste de água pode levar a paradas não programadas da caldeira e do processo industrial, causando interrupções na produção, perdas econômicas e possíveis problemas operacionais em toda a planta.
Para evitar ou minimizar o arraste de água, é importante realizar uma operação cuidadosa da caldeira, garantindo o controle adequado da pressão, vazão de vapor e capacidade nominal, além de realizar a manutenção regular do equipamento e garantir a qualidade da biomassa utilizada como combustível.
O arraste de água em caldeiras aquatubulares pode ocorrer devido a vários fatores, como mencionados:
- Qualidade da biomassa: O uso de biomassa com alta umidade e muitas impurezas, como o bagaço de cana-de-açúcar nessas condições, pode resultar em arraste de água para a caldeira. Quando a biomassa é queimada, a presença de umidade faz com que ocorra uma instabilidade na depressão de fornalha, gerando assim oscilação na pressão de vapor e consequentemente uma grande oscilação do nivel de agua no tubulão, o que pode gerar arraste de para o sistema de vapor, podendo causar problemas de operação.
- Aumento brusco de vazão de vapor: Se houver um aumento repentino na demanda por vapor, a caldeira pode não conseguir fornecer vapor suficiente imediatamente. Isso pode levar a uma redução temporária na pressão de vapor, causando arraste de água do sistema de alimentação para dentro da caldeira.
- Aumento de vazão da caldeira acima da capacidade nominal: Operar a caldeira em vazões acima de sua capacidade nominal pode levar à diminuição da eficiência de separação entre vapor e água, resultando em arraste de água para o vapor produzido.
- Pressão de vapor excessivamente alta (STD alto): A operação da caldeira com uma pressão de vapor muito alta pode aumentar a tendência de arraste de água, especialmente se houver problemas de controle de processos ou problemas de separação adequada entre vapor e água.
As principais consequências do arraste de água em caldeiras são as que foram mencionadas anteriormente:
- Redução da eficiência energética e maior consumo de combustível.
- Desgaste e danos mecânicos na caldeira, especialmente nos tubos e refratários.
- Diminuição da vida útil dos tubos e necessidade de manutenção mais frequente.
- Controle inadequado de processos e instabilidades operacionais.
- Aumento das emissões de poluentes atmosféricos.
- Paradas não programadas da caldeira e do processo industrial, resultando em perdas econômicas e operacionais.
Para evitar ou minimizar o arraste de água, é fundamental garantir a qualidade adequada da biomassa utilizada como combustível, operar a caldeira dentro de sua capacidade nominal, controlar cuidadosamente a vazão de vapor e manter a pressão de vapor em níveis adequados. Além disso, a manutenção regular da caldeira é essencial para garantir seu funcionamento eficiente e seguro.
