Como tudo em nossa vida, sempre nos deparamos com acontecimentos e coisas boas, muito boas e ruins ou muito ruins! Claro que sempre procuramos fazer e dar o melhor para que as coisas boas ou muito boas prevaleçam no nosso dia a dia, desequilibrando o estado de ânimo e nos tornando melhores e maiores!

 

Se ao contrário deixarmos as coisas e acontecimentos ruins à mercê do cotidiano, nossa vida estará sempre comprometida por eles. Pode parecer um certo exagero, mas, depende sempre de cada um de nós os resultados que obtemos para que as coisas sejam feitas da maneira correta e tornem nossa vida melhor.

 

Estes resultados dependem de uma dose de conhecimento, uma dose de previsibilidade, uma dose de bom senso e, uma grande dose de boa vontade e otimismo.

 

Em um sistema de vapor, temos o envolvimento de produtos mecânicos, elétricos ou eletrônicos, pneumáticos, hidráulicos, insumos dos mais diversos como água, tratamento de água, combustível e cálculos e dimensionamentos termodinâmicos. Por fim, a mão de obra deve coordenar e dirigir isto tudo e fazer com que ao final de toda jornada de trabalho, as coisas boas prevaleçam sempre. Este jogo deve ser vitorioso para todos os envolvidos no processo industrial desde o colaborador que cuida da limpeza até o presidente do conselho ou dono do negócio. Cada um é responsável dentro de suas atribuições.

 

Este artigo apresenta algumas pequenas coisas consideradas ruins ou comprometedoras, que estão sujeitas a acontecerem no dia a dia de um sistema de vapor e que podem ser fonte de grandes perdas num processo industrial genérico, interferindo diretamente no sucesso de todos e no resultado do negócio. Prever e evitar que aconteçam, depende de você!

 

Adotamos os DADOS DO SISTEMA abaixo indicados os quais serviram de base para os cálculos muito embora, não reflitam necessariamente a situação e condições reais encontradas no campo.

 

Trata-se de um sistema de vapor relativamente pequeno com 8 CASOS comuns de ocorrências que resultam em perdas de energia e para as quais, as atitudes são relativamente simples!

 

DADOS DO SISTEMA DE VAPOR ANALISADO:

 

*Caldeira de Vapor: Saturado Seco

* Capacidade de Geração: 2.500 kg/h

* Eficiência: 90%

* Regime Operacional: 16 h/d, 330 d/ano = 5.280 h/ano

* Pressão de Geração: 8 kg/cm2

* Entalpia do Vapor (E. Térmica) P = 8,0 kg/cm2 : Ct = 662,0 kcal/kg, Cl = 485,6 kcal/kg e Cs = 176,4 kcal/kg

* Entalpia do Vapor (E. Térmica) P = 3,0 kg/cm2 : Ct = 653,4 kcal/kg, Cl = 509,8 kcal/kg e Cs = 143,6 kcal/kg

* Temperatura da Água de Alimentação: 60°C (60 kcal/kg)

* Combustível: Lenha 30% umidade, 450 kg/m3, (PCI)=3.000 kcal/kg, 1.350.000 kcal/m3

* Combustível: Lenha 12% umidade, 500 kg/m3, (PCI)=3.600 kcal/kg, 1.800.000 kcal/m3

* Custo Combustível: R$ 150,00/m3

* Descarga de Fundo requerida: 75 l/h (3% hipotético)

 

CUSTOS

 

* Produção de Vapor P = 8,0 kg/cm2 :1.350.000 kcal/m3 : (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3

* Custo Geração Vapor: P = 8,0 kg/cm2 => R$/kg vapor = 0,074

* Produção de Vapor P= 3,0 kg/cm2 :1.350.000 kcal/m3 : (653,4-60) kcal/kg x 0,90 = 2.528 kg/m3 P = 3,0 kg/cm2 => R$ 0,059/kg vapor

* Custo Geração Água saturada: 1.350.000 kcal/m3 : (176,4-60) kcal/kg x 0,90 = 10.438,1 kg/m3

* Custo Geração Água: P= 8,0 kg/cm² => R$/kg água = 0,0144

  

CASO 01 – Ver Figura 01

Exemplo de um purgador do tipo termodinâmico que possui um consumo operacional de 3,5 kg/h de vapor (fato real), sem vazamento (considerado aqui um purgador novo).

3,5 kg/h x 5.280 h/ano x R$ 0,074/kg = PERDA = R$ 1.367,52 / ano + custo da água e seu tratamento;

Em somente um purgador!

 

CASO 02 – Ver Figura 02

Eliminação de Água em excesso através das Descargas de Fundo ou Superfície em nas Caldeiras Eliminação de 10 % ao invés de 4 % da geração.

2.500 l/h x (10% - 4%) = (250 – 100) = 150 l/h x R$ 0,0144 x 5.280 h/ano PERDA = R$ 11.404,80 / ano e o custo de tratamento da água! PERDA = 150 l/h x 5.280 h/ano = 792.000 litros de água por ano!

 

CASO 03 – Ver Figura 03

Falta de Isolamento Térmico em tubulação de Vapor Ø 2”.

Exemplo: Para um trecho de 5 metros de comprimento => Perda 306 kcal/m.h

306 kcal/m.h x 5m x 5.280 h/ano = 8.078.400 kcal/ano: (662-60) kcal/kg = 13.419,27 kg/ano de vapor x R$ 0,074/kg PERDA = R$ 993,00/ano

Mais os inevitáveis problemas de erosão nas tubulações e acessórios!

 

CASO 04 – Ver Figura 04

Redução de Pressão de vapor em equipamento:

Ex.: (8,0 kg/cm2 x 3,0 kg/cm2 ), aquecimento de 1.000 l/l água, T1 = 25°C e T2 = 75°C:

Consumo P = 8,0 kg/cm2 = 1.500 l/h x 1 kcal/kg x (75 – 25)°C / 485,6 kcal/kg = 155,4 kg/h 155,4 kg/h x R$ 0,074/kg = R$ 11,50/h

Consumo P = 3,0 kg/cm2 = 1.500 l/h x 1 kcal/kg x (75 – 25)°C / 509,8 kcal/kg = 147,1 kg/h 147,1 kg/h x R$ 0,059/kg= R$ 8,68/h

PERDA = (11,50 – 8,68) R$/h x 5.280 h/ano = R$ 14.889,60/ano

 

CASO 05 – Ver Figura 05

Lenha seca 12% umidade x Lenha úmida 30% umidade.

* Lenha Seca: 1.800.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.691 kg/m3

* Lenha Úmida: 1.350.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3

* Economia Geração: 2.500 kg/h: 2.691 kg/m3 = 0,929 m3 /h

                                       2.500 kg/h: 2.018 kg/m3 = 1,239 m3 /h

* (1,239 - 0,929) m3 /h x 5.280 h/ano x R$ 150,00/m3

PERDA = R$ 245.520,00/ano

 

CASO 06 – Ver Figura 06

Vazamento através de orifício de 2mm com pressão de 8,0 kg/cm2.

* Área do Orifício = 0,00000314 m2

* Coeficiente de Vazão Kv = 0,07993

* Perda de Vapor = 8,33 kg/h

* 8,33 kg/h x 5.280 h/ano x R$ 0,074/kg

PERDA = R$ 3.254,70/ano

 

CASO 07 – Ver Figura 07

Incrustação de 4 mm nos tubos da Caldeira (isolamento térmico) => Aumento de 10% no consumo de combustível:

* Lenha 30% umidade: 1.350.000 kcal/m3: (662-60) kcal/kg x 0,90 = 2.018 kg/m3

* Geração anual: 2.500 kg/h: 2.018 kg/m3 = 1,24m3 /h x 5.280 h/ano = 6.541 m3 /ano

* 6.541 m3 /ano x 10% = 654,1 m3/ano x R$ 150,00/m3

PERDA = R$ 98.115,00/ano!

 

CASO 08

Condensado não retornado.

Para cada 6°C de aumento de temperatura na água de alimentação da caldeira, temos uma economia de 1% de combustível! Se ao invés de alimentarmos a caldeira com água a 40°C, alimentarmos a 60°C:

* Produção de Vapor P=8,0 kg/cm2 : 1.350.000 kcal/m3 : (662-40)kcal/kg x 0,90 = 1.953,3 kg/m3

* Produção de Vapor P=8,0 kg/cm2 : 1.350.000 kcal/m3 : (662-60)kcal/kg x 0,90 = 2.018,3 kg/m3

* (1.953,3 : 2.018,3 – 1) x 100 = 3,22%

* Geração anual: 2.500 kg/h : 1.953,3 kg/m3 = 1,28m3 /h x 5.280 h/ano x 3,22% = 217,6 m3 /ano

PERDA = 217,6 m3 /ano x R$ 150,00/m3 = R$ 32.640,00/ano!

 

Artigo gentilmente cedido pelo Engenheiro Diego Bevilacqua da Termyka Racionalização, Recuperação e Aproveitamento de Energia.

 

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