Você sabia que existem diversos tipos de caldeiras a vapor e que suas características distintas oferecem resultados, eficiência, combustíveis e formas de usos diferentes?

Hoje vamos falar mais sobre caldeiras e você poderá conhecer mais sobre os principais tipos, além de entender melhor qual a sua funcionalidade e particularidades.

Neste artigo você encontrará falando sobre:

– O que é uma caldeira?;
– Quais os usos de uma caldeira;
– As características gerais de uma caldeira;
– Tipos de caldeira:
– Caldeira flamotubular;
– Caldeira aquatubular;
– Caldeira mista;
– Caldeira vertical;
– Caldeira horizontal;
– Caldeira lancashire;
– Caldeira cornuália;
– Caldeira multitubular;
– Caldeira locomotiva;
– Caldeira escocesa;
– Soluções para a sua caldeira a vapor funcionar de forma eficiente.

Continue lendo este artigo para obter maiores esclarecimentos sobre este assunto e caso tenha dúvidas ao decorrer do mesmo, a Multiagua oferece uma equipe de especialistas que poderá te auxiliar e sanar suas dúvidas a qualquer momento, basta entrar em contato conosco.

O que é uma caldeira?

Com os primeiros protótipos das caldeiras a vapor tendo surgido em meio a Primeira Revolução Industrial, a qual ocorreu durante o século XVIII, fazendo com que o vapor passasse a ser parte primordial e indispensável em diversos processos produtivos, especialmente dentro das indústrias. Hoje, após terem passado por diversas evoluções e adaptações para atender diferentes necessidades energéticas, finalidades, espaços e níveis de eficiência, a caldeira a vapor passou a ser parte integral e fundamental nas indústrias, até mesmo com a presença da tecnologia e das indústrias modernizadas.

O principal motivo para o surgimento da caldeira foi devido a grande quantidade de combustão de carvão, fator que acarretava em diversas consequências para a indústria, pessoas e meio ambiente. Assim, com o advento das caldeiras, toda a combustão necessária durante o processo produtivo, passou a ser concentrada na distribuição de calor através de tubulações e geradas a partir do vapor.

Para que ocorra a produção do vapor, inicialmente, eram utilizadas diversas fontes, sendo, desde aquela época e principalmente nos dias de hoje, mais comum a utilização da água como fonte, especialmente devido a sua abundância no mundo e possibilidade de reaproveitamento deste recurso, além de ser uma fonte mais barata.

Mesmo com a evolução e com a diversidade de caldeiras existentes hoje no mercado, todas elas possuem a mesma finalidade: são equipamentos metálicos responsáveis por produzir, armazenar e distribuir o vapor para a geração de energia elétrica, principalmente, dentro das indústrias e para a colaboração com as diversas etapas dos processos produtivos.

Já sobre as possíveis indústrias que podem e utilizam das caldeiras a vapor para a sua produção, podemos citar os mais diversos segmentos, como: frigoríficos, madeireiras, laticínios, termelétricas, petróleo, alimentos em geral, metalúrgicas, têxtil e muitas outras.

Ainda, vale ressaltar que seus usos podem ser para diferentes finalidades, sendo que os 3 principais e mais comuns usos que podemos citar, são:

– Vapor para aquecimento: utilizado para a realização da troca de calor em determinadas etapas do processo produtivo. Este tipo de uso do vapor pode ser encontrado muito frequentemente em indústrias do setor alimentício, químicas e de esterilização;

– Vapor para movimentação: já neste caso, o vapor produzido pela caldeira é utilizado como força motriz, ou seja, para a geração de energia para equipamentos que funcionam à base de turbinas de vapor, como por exemplo são os casos de bombas, compressores, etc.;

– Vapor para limpeza e esterilização: aqui, o uso do vapor é feito através da alta temperatura que o vapor pode atingir, fazendo com que o mesmo penetre facilmente em superfícies e materiais, realizando assim a eliminação de microrganismos. Vale ressaltar que, as indústrias que realizam o vapor para esta finalidade devem se atentar a qualidade da água utilizada na alimentação da caldeira, pois a mesma deverá estar isenta de possíveis contaminantes. Este tipo de utilização é encontrado principalmente em cozinhas, lavanderias e hospitais.

As características gerais de uma caldeira

Para que você possa entender melhor o funcionamento e como uma caldeira a vapor pode ser utilizada dentro da indústria, separamos algumas das principais características gerais de uma caldeira, facilitando na hora da identificação de cada uma de suas partes e uso específico de cada uma delas, confira abaixo:

– Casca: uma ou mais chapas de aço dobradas e soldadas de forma cilíndrica, é a parte externa da caldeira;

– Grelha ou cama: localizada no forno da caldeira, este é o local onde é realizada a queima do combustível;

– Forno: espaço onde está localizada a grelha e onde é realizado a queima do combustível, apresenta formato de uma câmara;

– Refratário: material utilizado para o isolamento e revestimento da câmara de combustão da caldeira;

– Espuma: quando existe uma alta tensão superficial da água, bolhas de vapor se formam na superfície, dando o nome de espuma;

– Soprando: caracterizado pela remoção de lama, lodo e diversas outras possíveis impurezas localizadas na parte mais baixa da água;

– Acessórios: composto por diversos itens que contribuem para o funcionamento e eficiência da caldeira. 

Vale ressaltar que existem diversos outros itens presentes e indispensáveis para o funcionamento de uma caldeira a vapor.

Tipo de caldeira

Como já citamos brevemente acima, existem muitos tipos de caldeiras, cada uma com suas características específicas, particularidades, eficiência, vantagens e desvantagens.

Cada segmento industrial e seus processos produtivos demandam um tipo específico de caldeira para o máximo de produtividade, para que ocorra o maior aproveitamento do equipamento e chegue aos melhores resultados.

Alguns dos principais fatores no momento da escolha da caldeira para a sua indústria e que devem ser levados em conta são: capacidade produtiva, tipo de produção e segmento industrial, espaço disponível para a instalação da caldeira, combustível indicado para o tipo de caldeira escolhida, finalidade, valor de investimento disponível, entre muitos outros.

Dentre os principais e mais utilizados tipos de caldeira a vapor, podemos citar 3, sendo elas: a caldeira flamotubular, a caldeira aquatubular e a caldeira mista.

Ficou curioso em saber mais sobre estes tipos de caldeira e suas características? Continue lendo, logo abaixo vamos falar mais profundamente sobre o funcionamento deste 3 principais tipos e ainda te apresentar diversos outros que podem ser encontrados nas indústrias.

Caldeira flamotubular

Como o próprio nome já nos sugere, a caldeira flamotubular é uma caldeira formada por fogo dentro das tubulações. 

Neste tipo de caldeira, toda a fumaça e gases, produzidos durante a queima, passam pelas tubulações aquecendo-as e fazendo com que a água que passa por fora desses tubos se aqueçam também, gerando assim o vapor.

A caldeira flamotubular é uma das mais utilizadas nos dias de hoje e pode ser encontrada no formato horizontal ou vertical, sendo que nas caldeiras verticais os tubos ficam dispostos verticalmente em um corpo cilíndrico e fechado por placas e a fornalha fica disposta neste corpo, fazendo com que os gases subam através dos tubos para que ocorra o aquecimento da água e produção de vapor. Já na caldeira horizontal, sua estrutura se modifica um pouco, tendo uma fornalha construída a partir de paredes de tubos com água dentro, os quais estão interligados ao tambor de vapor, caracterizando até mesmo como uma caldeira mista.

A caldeira flamotubular horizontal é muito utilizada com a biomassa como combustível.

Dentre as principais vantagens no uso de caldeiras flamotubulares, podemos citar:

– Baixo custo em sua construção;
– Apresenta robustez;
– É de fácil construção;
– Funciona a partir de diversos tipos de combustíveis.

Mas, as caldeiras também podem apresentar algumas desvantagens, como:

– Devido às espessuras das chapas, a pressão deste tipo de caldeira é limitada;
– Apresenta uma partida lenta;
– Taxa de produção de vapor baixa, tornando sua capacidade produtiva menor;
– Deficiência na circulação de água.

Caldeira aquatubular

Este tipo de caldeira possui um funcionamento inverso ao da caldeira flamotubular, fazendo com que a água passe no interior dos tubos e o calor seja gerado no exterior das tubulações, fato que faz com que a geração de vapor seja maior.

Devido a grande capacidade de produção de vapor, a caldeira aquatubular é muito encontrada especialmente em termelétricas.

Confira abaixo algumas das principais vantagens em escolher este tipo de caldeira:

– Maior taxa de produção de vapor;
– Possibilidade de alcançar temperaturas superiores a 450ºC e pressões maiores do que as da caldeira flamotubular;
– Apresenta partida rápida;
– Facilidade no momento de limpeza das tubulações;
– Possui vida útil de 30 anos em média.

Já para as desvantagens podemos citar:

– Custo de até 50% a mais do que uma caldeira flamotubular;
– Apresenta um tipo de construção mais complexo e que demanda mais tempo;
– O tratamento da água de alimentação deve ser cuidadoso, evitando possíveis danos nos interiores das tubulações.

Caldeira mista

Podendo ser considerada um tipo de caldeira híbrida, a caldeira mista nada mais é do que uma mistura de características das caldeiras flamotubulares e aquatubulares.

Vale ressaltar que, para este tipo de caldeira, a sua combustão se dá a partir do uso de combustíveis sólidos, como é o caso da caldeira flamotubular horizontal e da biomassa que citamos anteriormente.

Este é um tipo de caldeira muito encontrado em indústrias que necessitam de uma maior eficiência energética, mas apresentam um menor espaço para instalação do equipamento.

A partir da caldeira mista e a forma de disposição de suas tubulações e fornalhas, podem gerar diversas outras classificações de caldeiras, as quais veremos logo abaixo.

Caldeira vertical e caldeira horizontal

Como o nome já representa, cada um destes dois tipos de caldeiras possuem tubulações de acordo com seu nome de orientação, horizontais e verticais.

Dentre as principais diferenças entre os dois tipos de caldeiras, podemos citar o tipo de combustível utilizado, sendo que as caldeiras verticais são indicadas para combustíveis de baixo teor de calor, enquanto a caldeira horizontal, devido apresentar até 4 fornalhas em sua estrutura, pode suportar combustíveis de teores mais altos.

Caldeira lancashire

A caldeira lancashire apresenta capacidade de comportar grandes volumes de água, assim, tornando possível o grande volume de produção de vapor.

Toda essa capacidade energética e produtiva pode ser dada a partir de sua estruturação, a qual se apresenta horizontalmente e comporta quatro tubos internos. Fator também, o qual deve ser considerado no momento da escolha do espaço de instalação, afinal a mesma se enquadra nos tipos de caldeiras grandes e que necessitam de muito espaço dentro da indústria.

Este tipo de caldeira pode funcionar ininterruptamente, devido a possibilidade de realização de limpeza e manutenção em um par de fornalhas enquanto o outro par continua em funcionamento.

Caldeira cornuália

Também sendo definida como um caldeira horizontal de grande capacidade de volume de água, a caldeira cornuália apresenta apenas 2 tubo internos, fazendo com que ela seja inferior ao ser comparada com a  caldeira lancashire.

Por ser composta apenas por dois tubos, os quais são conectados por uma placa plana, este tipo de caldeira apresenta uma eficiência menor e limitações de pressão.

Caldeira multitubular

Esta é mais uma caldeira que pode ter sua estrutura facilmente identificada de acordo com o nome.

A caldeira multitubular foi criada na França em 1828 e iniciou sendo criada a partir de tubos de cobre, gerando eficiência na troca de calor e sendo muito buscada pelas construtoras de locomotivas.

Esta caldeira é formada por inúmeros tubos internos, os quais podem ser de 3 diferentes tipos:

– Tubo de fogo direto: os gases passam apenas uma vez pela tubulação;
– Tubo de retorno: os gases circulam pela tubulação, passando mais de uma vez pelo mesmo tubo;
– Tubo misto: uma mistura do tubo de fogo direto com o tubo de retorno, onde os gases passam primeiramente pelo tubo de fogo direto e voltam pelo tubo de retorno, fazendo a circulação.

Além disso, outra característica comum deste tipo de caldeira é a possibilidade de presença de fornalha interna ou externa.

Caldeira locomotiva

Com uma mistura de características das caldeiras flamotubulares e das multitubulares, onde os gases passam no interior das tubulações e a caldeira é formada a partir de inúmeros tubos, as caldeiras locomotiva foram desenvolvidas especificamente para realizar a movimentação de vagões de trens, tornando-a uma caldeira inutilizada nos dias atuais, afinal os trens não são mais movidos a vapor.

Caldeira escocesa

Este tipo de caldeira, assim como a caldeira locomotiva, também apresenta uma mistura de características das caldeiras flamotubulares e multitubulares, mas com a diferença de que foram desenvolvidas especialmente para gerar vapor para navios.

A caldeira escocesa apresenta um alto rendimento, além de ter como principal fonte de combustível o óleo ou o gás.

Soluções para a sua caldeira a vapor funcionar de forma eficiente

Agora que você já conhece um pouco mais sobre a utilização das caldeiras, suas definições, características e principais tipos, é importante ressaltar que para que ocorra o funcionamento eficiente do equipamento, aumentando a produtividade, gerando economia e aumentando sua vida útil, faz-se necessário a manutenção e tratamento preventivo e periódico de suas tubulações e água de alimentação, evitando possíveis aparições de corrosão, incrustação e outros danos.

Ainda, é a partir destes cuidados periódicos que pode-se evitar e diminuir os riscos de explosões e acidentes.

Aqui na Multiagua você e sua indústria contam com uma equipe especializada que oferece um serviço e atendimento de qualidade, além de ser certificado pela ISO 9001 e com processos regulamentados pelos órgão de fiscalização. Conte com serviços especializados e personalizados de acordo com a necessidade da caldeira de sua indústria, através de:

– Programas de tratamentos preventivos;
– Limpezas químicas para remover substâncias indesejadas ou incrustação e corrosão;
– Tratamento completo para a água de sua caldeira;
– Fornecimento de equipamentos para facilitar o processo de tratamento no dia a dia.

Entre em contato e saiba mais sobre o uso das caldeiras na indústria e como a Multiagua poderá auxiliar no aumento de eficiência em sua produção. Aproveite e baixe gratuitamente nossa calculadora e saiba como reduzir os custos de combustível de sua caldeira.