Uma ferramenta sofisticada para uma melhor limpeza da caldeira

Mirek Spicar apresenta uma ferramenta sofisticada para limpeza de caldeiras com base em um conceito inovador

A incineração de materiais orgânicos sólidos gera gases de combustão, cinzas volantes e escória. Partículas finas de cinzas volantes são arrastadas com o gás de combustão, enquanto a escória grossa é removida na descarga do forno. As cinzas volantes e o condensado, principalmente sais metálicos, depositam-se nas superfícies da caldeira, o que dificulta a transferência de calor através da parede do tubo para o ciclo água/vapor. Todos os operadores se deparam com o problema da diminuição da eficiência térmica da caldeira, causada pela sedimentação das cinzas volantes, denominada incrustação da caldeira.

Vários métodos de limpeza das superfícies da caldeira estão disponíveis, permitindo a limpeza das áreas de transferência de calor durante a operação da caldeira, bem como durante o desligamento. A limpeza amplamente aplicada pelos sopradores de fuligem permite que os meios de acionamento (vapor superaquecido ou ar comprimido) atuem de forma linear ou oscilante. O impacto da limpeza atinge apenas as áreas do jato direto de mídia. Além disso, uma quantidade considerável do valioso vapor superaquecido é consumida e a abrasão/erosão é causada nas cascas protetoras ou nos próprios tubos da caldeira. A ideia de limpar as superfícies da caldeira usando uma onda de choque esférica, que pode remover os depósitos de cinzas volantes mesmo em superfícies ocultas, como nas laterais traseiras dos tubos da caldeira, tornou-se a força motriz para o desenvolvimento de um dispositivo de limpeza compacto e automatizado na virada do século.

O antecessor dos geradores de pulso de choque atuais envolvia a ignição local de uma porção controlada de explosivos ou uma mistura de gases. O impacto da limpeza é suficiente por um certo tempo; no entanto, o procedimento de manuseio requer precauções de segurança rígidas e treinamento especializado para o operador. Os chamados "métodos de limpeza manual online" baseiam-se na abertura de uma das portas de inspeção da caldeira durante o seu funcionamento e na introdução de uma lança nas imediações da zona a limpar. A ponta da lança está equipada com o dispositivo configurado para explodir após a iniciação do operador.

Um especialista nessa tecnologia, a Explosion Power, desenvolveu uma solução de limpeza de caldeira on-line controlada por DCS, gerando automaticamente pulsos de choque (SPs) por ondas de choque. Devido ao impacto esférico da onda de choque, os depósitos são removidos das superfícies das paredes e agrupam tubos a montante e a jusante do local de instalação. As ondas de choque são criadas pela combustão instantânea de alguns gramas de uma mistura de gás inflamável (gás natural ou metano) e oxigênio puro. Este ato é realizado automaticamente e fora da caldeira em um dispositivo resistente à pressão. A onda de choque resultante é lançada na caldeira. Localmente, os gases de combustão, os tubos internos da caldeira e as paredes são colocados em uma pequena oscilação e os depósitos são limpos. Todo o SP leva alguns milissegundos.

Os geradores de pulso de choque (SPGs) são projetados para limpeza de ondas de choque em uma variedade de aplicações industriais. Quatro tamanhos diferentes podem cobrir a maioria dos casos de aplicação. A menor unidade da série EG tem um volume de enchimento da câmara de combustão de 2,5 litros. O volume de gás de enchimento compreende 16g de metano e equivalente a 34g de oxigênio necessário para a combustão ideal por SP. Aproximadamente 350 SPs podem ser gerados a partir de um cilindro de gás padrão de 200 bar. Se um SP for gerado a cada duas horas, os botijões de gás duram aproximadamente um mês antes de precisarem ser trocados.

O SPG é montado na parte externa da parede da caldeira. A instalação é fácil, porque a unidade é instalada em um bocal de DN 125 e todo o espaço de instalação e manutenção requer aprox. 1,5m3. As unidades maiores são projetadas com câmara de combustão maior de 3,5 litros, 4,4 litros e 7,7 litros. A potência da onda de choque é efetiva entre 3m e aproximadamente 15m, o que significa que um SPG normalmente pode limpar uma passagem de radiação completa ou dois feixes de tubos vizinhos. Caso a largura da caldeira seja maior, então dois SPGs podem ser instalados em paredes opostas e os SPs podem ser ativados simultaneamente ou alternadamente.