Eficiência em Caldeiras

Não foram poucas as vezes que verificamos cálculos de eficiência em caldeiras de forma incorreta.

Para cálculos de economia em combustíveis, conhecer a eficiência da #caldeira é primordial para obtenção de valores próximos aos reais e, este cálculo, é baseado nos princípios básicos da termodinâmica.

%Eficiência = 100 – perda de calor

Em perdas de calor temos, formação de vapor de água na combustão, perdas por radiação e perdas por combustível não queimado.

O processo químico da #combustão envolve oxidação do hidrogênio e do carbono presentes no combustível, pela ação do oxigênio presente no ar.

Na teoria, se a relação molar entre combustível e o ar for correta, o combustível queima totalmente. Na pratica, o combustível e o ar não se misturam de forma perfeita dentro da fornalha, pois sua mistura total toma certo tempo, o que não permite a queima total do combustível. Por isto o excesso de ar! Para cada tipo de combustível é necessário um percentual de ar em excesso.

Gás natural 1,5 - 3,0% de O2 na chaminé, 7 – 15% ar de excesso

Óleo 0,6 – 3,0% de O2 na chaminé, 3 – 15% ar de excesso

Carvão 4,5 – 6,5% de O2 na chaminé, 25 – 40% ar de excesso

Cálculos:

1. Ar de excesso (%) = 1/((20,8 - %O2 chaminé)/%O2 chaminé) x 100 ; 20,8% percentagem de O2 no ar.

2. Perda pela chaminé (%) = (1 + % ar de excesso/100) x (0,4 + HV/100) x 1,824/HV x (T-60)

*gás natural

3. Perda pela chaminé (%) = (1 + % ar de excesso/100) x 0,018 x (T-60)

*óleo combustível ou carvão

Onde: HV = Valor do calor gerado pelo combustível (BTU´s/ft3)

T = Temperatura da chaminé

4. Eficiência da caldeira (%) = 100 – (11,5 + perda pela chaminé) ; gás

Eficiência da caldeira (%) = 100 – (7,5 + perda pela chaminé) ; óleo /carvão

Indicadores que refletem a necessidade de regulagem na caldeira:

Aumento na temperatura dos gases de combustão (causados por mudanças na relação combustível / ar, superfícies de transferência de calor no forno possuem fuligem, incrustações em superfícies de calor em contato com a água.

Como conclusão temos:

Caldeiras não operam com 100% de eficiência. Se em seus cálculos obtém este valor ou maior, provavelmente está esquecendo de adicionar outras fontes de calor!

A temperatura da chaminé é um parâmetro que deve ser monitorado e seu aumento pode estar relacionado com tratamento de águas.

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