Toda grande indústria faz uso de diversos equipamentos com diferentes aspectos construtivos e objetivos. Dentre eles, as caldeiras industriais são fundamentais, pois são responsáveis por produzir acumular vapor para muitas necessidades.

Por definição presente na NR13, as caldeiras industriais a vapor “são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de energia, projetados conforme códigos pertinentes, excetuando-se refervedores e similares”.

Construtivamente, as caldeiras podem ser classificadas em alguns tipos que evoluíram ao longo do tempo, desde a primeira Revolução industrial. Baseado nisso é importante conhecer os principais tipos de caldeiras industriais, assim como as diferenças entre elas durante o funcionamento.

Principais tipos de caldeiras industriais

As caldeiras industriais atualmente adotadas no setor industrial podem ser divididas em dois grandes grupos, cada um com respectivas subdivisões: 

• Caldeiras Flamotubulares 
• Caldeiras Aquatubulares.

Dessa forma, com base nas posições dos tubos, do posicionamento da fornalha, e outros aspectos construtivos, os principais tipos de caldeira são assim divididos:

Caldeiras Flamotubulares

As caldeiras industriais flamotubulares são aquelas em que a fumaça e os gases resultantes da combustão, passam por dentro dos tubos, aquecendo-os. Ao redor desses tubos há a passagem de água. Com isso, o calor do metal é transferido para a água, aquecendo-a e gerando o vapor.

O esquema abaixo representa a forma flamotubular de gerar vapor:

Estas caldeiras podem gerar de 100 a 30 mil kg/h, com pressão de até 30 kgf/cm2. Por outro lado, apresentam simples construção, fazendo com que sejam ideais para indústrias que necessitam de uma quantidade de energia padrão.

As caldeiras Flamotubulares podem ser ainda verticais ou horizontais:

Nas caldeiras flamotubulares verticais, os tubos são instalados verticalmente num corpo cilíndrico fechado nas extremidades por placas, conhecidos como espelhos. A fornalha interna fica disposta no corpo cilíndrico logo abaixo do espelho inferior.

As caldeiras flamotubulares horizontais apresentam tubulações internas dispostas na posição horizontal, por onde passam os gases quentes. Elas podem possuir 1 ou 2 passes de gases no tambor de vapor.

Caldeiras aquatubulares

Com funcionamento e padrão construtivo oposto das caldeiras flamotubulares, as caldeiras aquatubulares tem a água presente dentro dos tubos para que sejam aquecidas, e são envolvidos pelos gases resultantes da combustão, como representado na esquematização abaixo:

Nessa caldeira específica o calor resultante da queima passa ao redor dos tubos, aquecendo-os. Os tubos transferem o calor para a água neles presente, aquecendo-a e gerando vapor.

Devido à forma construtiva e características do projeto, as caldeiras industriais aquatubulares são normalmente utilizadas em aplicações que exigem pressão bastante elevada, superior a 21 barg (categoria A da NR 13), tanto para geração de vapor saturado quanto para superaquecido.

Exatamente por isso, as caldeiras aquatubulares são geralmente adotadas em modernos projetos industriais, caso das hidrelétricas, por terem capacidade na produção de grandes quantidades de vapor a elevadas pressões e temperaturas. A produção de vapor nestes tipos de caldeiras, por exemplo, tem potencial de atingir mais de 500 ton/h.

Por essa maior exigência, essas caldeiras apresentam necessitam de um projeto construtivo bem mais complexo. Exige também que a água de alimentação seja tratada com muito mais cuidado.

Caldeiras mistas

Há ainda uma terceira variação das caldeiras industriais. Ela apresenta característica mista (híbrida), ou seja, é flamotubular e aquatubular. 

Na fornalha desse tipo de caldeiras passam os tubos de água, indicando a parte aquatubular. Em seguida, os gases de exaustão seguem por tubos, para a parte flamotubular, e de lá saem pela chaminé.

A esquematização abaixo representa bem essa forma construtiva:

Prevenção e Manutenção: Essenciais para o bom funcionamento das caldeiras industriais

Por tratar-se de equipamentos que funcionam sempre sob elevada pressão e altas temperaturas, as caldeiras não são equipamentos simples e se mal manuseadas, podem causar problemas durante o funcionamento, como falhas e desgastes que têm a capacidade de ocasionar sérios acidentes. 

Por isso cabe à indústria adotar medidas preventivas e de manutenção para manter o bom funcionamento do equipamento. Assim, é essencial manter em dia as inspeções regulares do equipamento, que permitem o acompanhamento do desgaste da caldeira e possíveis manutenções corretivas.

Também é importante que a indústria faça a manutenção de equipamentos complementares à caldeira com qualidade superior, tais como juntas de vedação industrial e válvulas de segurança que garantem o bom funcionamento deste gerador de vapor industrial. 

Não menos importante, há a necessidade que a indústria tenha profissionais sempre capacitados e com experiência comprovada para operar e realizar a manutenção de caldeiras industriais.

Agora que você conheceu os principais tipos de caldeiras, te convidamos a entender quais são as medidas que a indústria deve tomar para evitar problemas com desgastes deste equipamento.