6 - ACESSÓRIOS E DISPOSITIVOS DE CALDEIRAS
6.1 Dispositivo de Alimentação
6.1.1 Equipamentos para Alimentação de Água
nas Caldeiras
Estes equipamentos desempenham um importante
papel, sua função é manter o nível de água para que a caldeira possa atender a
demanda de vapor. Eles devem ser controlados para repor exatamente a quantidade
de água que foi evaporada, garantindo o regime permanente de geração, de forma
segura para operadores e equipamentos.
Os equipamentos para a alimentação de água
podem variar de acordo com a capacidade da caldeira. Os principais são:
Injetores
São equipamentos para alimentação de água,
usados em pequenas caldeiras de comando manual. Por conta disso foram muito
empregados em locomotivas a vapor. Seu princípio simples de funcionamento
baseia-se no uso do próprio vapor de caldeira ou de ar comprimido que é
injetado dentro do aparelho (onde existem os cônicos divergentes e as válvulas
de retenção, de controle, e de sobrecarga).
Quando o ar ou o vapor passam pelos cônicos
divergentes, formando um vácuo, a válvula de admissão é aberta e arrasta, por
sucção, a água do reservatório para dentro da caldeira. Se a água entrar em
excesso, esta sairá através da válvula de sobrecarga.
Bomba
da água.
É Um equipamento importante para o
funcionamento da caldeira, visto que fornece a água de alimentação. Este, deve
ter uma pressão superior à pressão de trabalho, a fim de que seja introduzida
água no sistema. A sua instalação hidráulica é dotada de válvulas de retenção
que evitam o retorno do líquido de trabalho, bem como a entrada de ar no
circuito de aspiração.
Bombas
Alternativas
As bombas alternativas podem ser movidas por
intermédio de turbinas a vapor, conjunto de êmbolos, motor elétrico ou rodas,
no caso de locomotivas a vapor. Apresentam como grandes vantagens a economia de
força e a capacidade de se adequarem a diferentes fontes de energia para
funcionar
A desvantagem que este equipamento apresenta é
ter sua capacidade limitada a uma vazão máxima de 50.000 litros por hora e
facilidade de arrastar, junto com a água, grandes quantidades do óleo
lubrificante usado no sistema.
Sua construção é bastante simples: consta de
uma câmara, duas válvulas de retenção e um êmbolo. A água é admitida e
eliminada da câmara pelo movimento alternativo do êmbolo.
As
bombas alternativas são vulgarmente chamadas de bombas de “pistão”. Aquelas que
usam conjunto de êmbolos para seu acionamento são chamadas de “burro” ou
“burrinho d’água”.
Bombas
Centrífugas
São bombas que apresentam os melhores
resultados pela simplicidade de seus componentes, facilidade de manutenção e
grande vazão oferecida, atingindo até 500.000 litros de água por hora.
Seu funcionamento consiste em um disco com um
jogo de palhetas que giram em alta velocidade e fazem a sucção da água. Os
discos são chamados de estágios, cuja quantidade pode variar de acordo com a
capacidade da bomba. Nas caldeiras de baixa pressão empregam-se bombas com
apenas 1 (um) estágio e nas de alta pressão são usados multiestágios. Cada estágio aumenta 3gf/cm2 na pressão da bomba.
6.1.2
Regulador de Nível Elétrico
O regulador de nível é composto de duas
partes:
a) Os elementos de comando (eletrodos “E”) no
corpo de nível (CN) e (CNS);
b) O controle de nível (CNC) no interior do
Armário dos Controles (A).
Coluna de Nível (CN)
Trata-se de uma garrafa contendo: de 4 a 6
eletrodos de nível, na parte superior da caldeira; vidro indicador de nível de
água (VIN); 2 torneiras de prova (TP-1) e (TP-2); válvula de dreno para
descarga (VDRN) da coluna de nível e registros isoladores para troca de vidros
(VVN-1) e (VVN-2).
Os
eletrodos (E) devem ser mantidos sempre limpos, para esse fim deve-se
descarregar a coluna pela válvula (VDRN) algumas vezes por dia, com pressão bem
alta e durante alguns segundos. No mínimo uma vez ao mês retirar os eletrodos
para limpeza, deste modo evita-se também a formação de lama na coluna e nas
regiões I e III que pode impedir o funcionamento total do regulador de nível.
As torneiras de provas (TP-1) e (TP-2) servem
para limpeza e teste (funcionamento) da coluna de nível.
A torneira de prova superior (TP-1) servirá
para fazer a limpeza dos eletrodos de nível superior (Nº 9 e Nº 10).
A
torneira de prova inferior (TP-2) servirá para fazer a limpeza dos eletrodos
inferiores (Nº 11 e Nº 12) e ao mesmo tempo verificar o funcionamento correto
do sistema de segurança de nível, pois quando se abre a torneira de prova
inferior (TP-2) o alarme deverá soar e a combustão deverá ser interrompida.
Será explicitada abaixo a função que cada
eletrodo possui, de acordo com a figura 29:
}eletrodo
nº 9 comanda a parada da bomba de alimentação, quando a água atinge este nível.
}eletrodo
nº 10 dá partida na bomba de água, quando o nível desce até um pouco abaixo
deste ponto.
}eletrodo
nº 11 comanda a interrupção do fogo por falta de água na parte interna da
caldeira, fazendo soar o alarme;
}eletrodo
nº 12 comanda a passagem de corrente através da água para os eletrodos de
controle;
As ligações trocadas nos eletrodos podem
trazer sérios problemas na alimentação geral da combustão.
Nota: Antes de retirar os eletrodos
de nível para exame e limpeza, descarregue toda a pressão da caldeira, deixando
a 0 (zero) Lb/pol2, sem permitir a água no vidro
indicador de nível. A simples troca do vidro visor de nível requer certos
cuidados, dentre eles o fechamento dos registros, a retirada das gaxetas e dos
fragmentos de vidro, o corte do novo vidro na medida correta e, finalmente, o
reaperto das gaxetas.
Na
coluna de nível não pode existir vazamento algum, do contrário, haverá
desequilíbrio no indicador da coluna.
Ponha a prova também a proteção do nível
mínimo. Para isso proceda da seguinte forma:
Com a caldeira “acesa” abra totalmente a
válvula (VDRN);
}Observe
que neste instante deve acontecer o seguinte: a bomba de água funcionará, o
combustor se apagará e o alarme soará.
}Se
isso não acontecer é porque há um defeito. Procure-o e corrija-o;
}Se
acontecer da bomba de água funcionar, o combustor se apagar e o alarme soar
feche a válvula (VDRN) e o Gerador de Vapor voltará a funcionar normalmente.
Controle
de Nível (CNC)
Este funciona por intermédio do contato entre
os eletrodos de nível e a água sendo constituído de um transformador com
primário de 220 volts e o secundário de 250 voIts, 3 relés, sendo: 1 de contato
normalmente abertos, 2 de 1 contato normalmente aberto e 1 contato fechado e 6
eletrodos de controle, sendo 4 na garrafa de nível (CN) e 2 de segurança dentro
do corpo da caldeira no (CNS)
Nota: Em casos especiais existem 4
relés e 8 eletrodos de controle (ATA - 28 a 30 de alta pressão).
Os
eletrodos são mergulhados na massa de água através da qual emitem entre si
corrente elétrica.
O eletrodo nº 11 fica em série com o circuito
de alimentação das bobinas eletromagnéticas da bomba de óleo e do ventilador.
Se o nível da água no interior da caldeira desce abaixo do mínimo permissível,
a combustão é interrompida e o alarme soa.
O
eletrodo nº 10 comanda o acionamento da bomba de água sempre que o nível cair
abaixo dele, enquanto que o eletrodo nº
9 comanda a parada desta bomba assim que for atingida pela água. A diferença de
comprimento entre estes dois eletrodos (nº 9 e 10) é a faixa de nível normal da
água no interior da caldeira.
Os três eletrodos (nº 9, 10 e 11) recebem
corrente elétrica do nº 12, fechando o circuito para dois relés da caixa (CNC).
6.1.3
Alimentação de Energia Elétrica – Controle
Quadro de Comando
É o componente da caldeira onde estão todos os
dispositivos elétricos que permitem sua operação. No caso de caldeiras com
alimentação a combustível líquido os dispositivos são mais complexos, pois
determinam o acendimento automático e o controle da chama, além de outros
comandos como o de nível de água, controlando as bombas de alimentação e os
relés de alta pressão.
Nas
caldeiras com alimentação por combustível sólido (lenha), os quadros de comando
são mais simples possuindo apenas o comando de nível automático, o qual
controla o funcionamento das bombas de alimentação de água e o aumento de
pressão.
Descrição
da Aparelhagem no Quadro de Comando
Os comandos são postos em um armário que os
abriga de poeira e, principalmente, de umidade. Os comandos que estão montados
no quadro são basicamente os que aparecem na figura a seguir:
Legenda:
1 - seleção
do comando manual ou automático;
2 - chave
de ligar e desligar a bomba d'água;
3 - chave
de ligar e desligar o ventilador de exaustão;
4 - .alarme
sonoro de advertência;
5 - lâmpadas
piloto;
6 - .chaves
magnéticas de ligação do nível automático.
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