4 consequências da combustão incompleta em caldeiras
A combustão em caldeiras é um processo contínuo e essencial na geração de energia e vapor. A eficácia desse processo varia significativamente. Mas, deve-se evitar excesso de combustão incompleta.
Nela, parte do combustível não é consumida, liberando CO e excesso de fuligem. Isso indica menor eficiência energética, além de outros problemas quanto à sustentabilidade e custos elevados.
Logo, entender como a combustão incompleta acontece e suas particularidades é uma forma de ajudar a indústria a otimizar a queima.
Leia o artigo para conhecer as principais consequências deste processo e quais são as estratégias para otimizá-lo.
Afinal, o que é a combustão incompleta?
Na indústria, a eficiência energética de uma caldeira a biomassa adquire extrema importância, especialmente diante dos maiores custos para adquirir o combustível, que eleva os custos operacionais.
Para isso, vale relembrar o conceito de combustão.
Segundo o INPE, essa é uma “reação química envolvendo um material combustível e um material comburente, com liberação de energia na forma de calor”.
Esta reação normalmente ocorre em temperatura relativamente elevada, e assim que é iniciada, produz calor suficiente para a manutenção da reação nessa temperatura.
De forma prática, ela é caracterizada pela conversão do Carbono (C) e do Hidrogênio (H), em CO2 (Dióxido de Carbono) e H2O (Vapor de água).
Neste caso, o que se espera é que toda a queima gere energia (combustão completa). Mas essa não é uma certeza, como destacado no vídeo abaixo, elaborado por Rodrigo Lorensetti, diretor da COONTROL.
Ou seja, a queima pode não ocorrer na sua totalidade, resultando no que chamamos de combustão incompleta.
Nela, não há o completo consumo do combustível, devido à menor quantidade de oxigênio para a transformação.
Neste caso, além do CO2 e do vapor de água, há a formação de outros compostos, com destaque para o monóxido de carbono (CO) e a fuligem. Estes são dois elementos indesejáveis da queima.
Tal fato costuma ocorrer por algumas razões:
- Tempo insuficiente de permanência dos gases na fornalha;
- Temperatura não ideal para as reações químicas acontecerem;
- Baixa qualidade do combustível.
Sendo assim, conhecer as consequências da combustão incompleta é essencial para adotar estratégias específicas. Veja a seguir.
4 consequências da combustão incompleta
A combustão incompleta é mais comum do que imaginamos. Ela pode ocorrer em caldeiras sem gerar grandes problemas para a indústria.
No entanto, quando o nível é muito elevado, uma série de problemas pode surgir, comprometendo a operação industrial.
As consequências principais são:
- Redução da eficiência energética: a combustão incompleta libera menos energia. Ou seja, haverá maior consumo para gerar a mesma quantidade de calor;
- Emissão de poluentes: o monóxido de carbono (CO) é altamente tóxico, causando danos ao meio ambiente. As partículas de carbono (fuligem), por sua vez, contribuem para a poluição do ar;
- Deposição de fuligem: a presença de partículas de carbono nas paredes e tubos da caldeira pode reduzir a transferência de calor;
- Aumento dos custos de manutenção: o maquinário terá que passar por limpezas frequentes para remover cinzas e substituir peças danificadas pela corrosão, aumentando os custos de manutenção.
Como otimizar a combustão em caldeiras?
A “combustão perfeita” é aquela que visa atingir a queima completa, onde toda a biomassa é convertida em CO2 e vapor de água.
Mas, alcançar esse objetivo é praticamente impossível, pelo menos em condições reais. Logo, é fundamental controlar todo o processo para que não se chegue a valores acima de um determinado nível.
Isto é, a combustão incompleta deve ser a menor possível para reduzir perdas, consumo de combustível e custo operacional.
A boa notícia é que este processo já pode ser otimizado com o uso de ferramentas de automação industrial e de tecnologias específicas.
Elas permitem a medição dos gases que saem da chaminé e também controlam a qualidade do combustível. Veja duas possibilidades:
Uso de analisadores de gases
Ter analisadores de gases que medem o resultado da pós-combustão é uma forma de identificar a emissão de CO ou de hidrocarbonetos (metano, benzeno, etileno etc.) em excesso, indicando combustão incompleta.
Para essa operação, a COONTROL tem um excelente equipamento: o COONTROL 200.
Recomendado para uma série de biomassas e com excelente tecnologia embarcada, ele mede a presença de O2 e CO2, além de CO e hidrocarbonetos.
Com as informações oferecidas, este analisador permite a tomada de decisões que minimizem as perdas e maximizem a eficiência da operação.
Tenha um sistema de medição de biomassa
Outro ponto fundamental é fazer a escolha certa do combustível.
Ela deve se basear no volume, peso e também na umidade da biomassa, com estas variáveis influenciando no poder calorífico e na eficácia do gerador de calor.
Para essa operação, a COONTROL disponibiliza ao mercado seu Sistema de Medição de Biomassa SMB 300.
Ele monitora 100% da biomassa que entra na caldeira, permitindo tomar decisões que influenciam:
- Eficiência energética;
- Relação Vapor/Combustível (quantos kg de vapor foram produzidos por combustível consumido);
- Custo da tonelada do vapor gerado.
Logo, essa é uma solução que ajuda a definir a melhor biomassa a ser comprada, proporcionando economias de até 25%. Também auxilia a reduzir níveis elevados de combustão incompleta.
Clique na imagem abaixo e baixe o catálogo do SMB300.
Entenda como uma indústria sucroalcooleira otimizou sua eficiência energética
Como você viu, muitas são as ferramentas que podem controlar o nível de combustão incompleta e reduzir as consequências negativas deste processo.
Foi isso que uma indústria sucroalcooleira fez!
Mesmo com bons níveis de produtividade, ela conseguiu otimizar sua operação com as soluções e a expertise dos técnicos da COONTROL.
Conheça o case abaixo e veja os resultados. Use-o como inspiração para que sua indústria aumente a eficiência de suas caldeiras.
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