1. Combustíveis
Combustível é toda substância, natural ou artificial, na
fase sólida, líquida ou gasosa, capaz de reagir com o
oxigênio do ar, mediante escorvamento, liberando calor e
luz.
Classificação
• Sólido
• Líquido
• Gasoso
2. Combustíveis Sólidos Naturais
São extraídos da natureza e mediante preparação e
tratamento, aplicados diretamente nos geradores de
vapor
• Carvão fóssil
• Turfa
• Linhito
• Hulha
• Antracito
• Lenha
11. Combustíveis Sólidos Artificiais
Resultam da intervenção de um tratamento ou
processo industrial que os tornam aptos a serem
utilizados como combustível
• Coque ⇒ Raramente são utilizados na geração de vapor
• Carvão de madeira
12.
13. Combustíveis Líquidos Artificiais
São derivados do petróleo.
Gasóleo: Produto destilado do petróleo, cuja viscosidade
situa-se entre a dos óleos lubrificantes leves e querosene.
Óleo diesel: É um produto pouco mais pesado que o
Gasóleo.
Óleo combustível (Fuel oil)
Resulta do resíduo final líquido da destilação do petróleo.
18. Introdução
• A pressão de vapor deve ser mantida numa
faixa de variação estreita, pois este vapor é
normalmente utilizado em equipamentos
complexos e que devem operar com grande
estabilidade, como as turbinas
• A combustão deve ser mantida o suficiente
para manutenção de pressão, sem excesso
(perdas pela válvula de segurança)
19. Combustão
• Sobre a Combustão
• Controle de combustão
– Controle independente
– Controle série
– Controle paralelo
– Controle com limites cruzados
– Controle para 2, 3 ou mais combustíveis
20. Elementos da combustão
• E feita pelo processo de oxidação do hidrogênio e
carbono contidos no combustível, com o oxigênio
existente no ar atmosférico
• O ar atmosférico é composto basicamente:
– 23% oxigênio e 77% nitrogênio em peso
– 21 % de oxigênio e 79% de nitrogênio em volume
21. Processo de combustão
Produtos
Água
CO2
Gases da
Combustão
Hidrogênio
Carbono
CombustívelOxigênio
Oxigênio
Calor
Combustão Completa
Produtos
Água
CO2 CO
H2 C
Aldeídos
Gases da
Combustão
Hidrogênio
Carbono
CombustívelOxigênio
Oxigênio
Calor
Combustão Incompleta
22. Para um combustível conhecido
c: kg de carbono por kg de combustível
h: kg de hidrogênio por kg de combustível
o: kg de oxigênio por kg de combustível
a: kg de água (umidade) por kg de combustível
s: kg de enxofre por kg de combustível
n: kg de nitrogênio por kg de combustível
26. Análise dos gases
• A quantidade de ar em excesso pode ser medida
pelo percentual de oxigênio, dióxido de carbono
(CO2) ou monóxido de carbono (CO) existente nos
gases de combustão
• Os sensores são instalados diretamente na
caldeira.
• Os analisadores de oxigênio são do tipo
paramagnéticos e óxido de zircônio.
27. Controle de combustão
• As malhas de controle de combustão de caldeiras
mantém a pressão do vapor, variando a vazão do
combustível e do ar de combustão injetados nos
queimadores
• Procura-se manter a relação ar/combustível na faixa
mais estreita possível
29. Excesso de Ar
• Excesso de ar acima do mínimo teórico é necessário para
garantir adequada de combustão de mistura rápida e
dentro da área do forno.
• No entanto, o ar deve ser aquecido, por isso, o volume
deve ser controlado para limitar a quantidade de calor que
é transportado para fora da caldeira pela saída de gases na
chaminé.
• Cada 10% de excesso de ar normalmente resulta em uma
perda de 1% de eficiência da caldeira.
30. Excesso de Ar
O percentual de excesso de ar necessário para combustão completa
varia de acordo com os tipos de combustível e design do queimador.
• Queima de Carvão pode exigir 20 a 50% de excesso de ar.
• Queima de Gás ou Óleo geralmente requer 5 a 20% de excesso de ar.
31. Poder Calorífico
Combustíveis, especialmente carvão, são classificados de acordo com
os limites sobre o carbono fixo, matérias voláteis e seu poder calorífico.
• Coque de Petróleo = 26.750 a 34.900 kJ/kg
• Carvão Antracito = 32.657 kcal/kg
• Carvão Betuminoso = 26.750 a 32.580 kJ/kg
• Carvão Subbetuminoso (linhita negra) = 19.780 a 26.750 kJ/kg
• Linhita = 16.290 a 20.900 kJ/kg
• Turfa = 11.635 a 16.290 kJ/kg
• Bagasso = 8.150 a 10.470 kJ/kg
• Madeira = 5.800 a 6.980 kJ/kg úmido, 18.600 a 20.900 kJ/kg seco
32. Poder Calorífico
• Óleo Combustível
No. 1 (destilado ou querosene) = 46.195 kJ/kg
No. 2 = 45.400 kJ/kg
No. 5 (residual leve) = 43.050 a 44.215 kJ/kg
No. 6 (óleo residual) = 41.900 a 44.215 kJ/kg
• Gás Natural = 38.150 a 38.450 kJ/ N.m³
