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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