Eficiência energética de caldeiras: por que é tão importante?

Essenciais para grande parte dos segmentos industriais, as caldeiras são responsáveis pela geração de energia e calor para diversas atividades. Consequentemente, a eficiência energética deste tipo de equipamento deve ser prioridade.

Entende-se por eficiência energética o ato de fazer mais (ou, pelo menos, a mesma coisa) com menos. No caso de caldeiras, a eficiência energética significa gerar a mesma quantidade de energia com menos combustível.

Porém, nenhuma caldeira disponível no mercado terá eficiência energética de 100%, ou seja, sempre haverá perdas. Isso significa que parte do dinheiro investido na geração de energia literalmente sai pela chaminé.

Exatamente por isso, é preciso adotar ações específicas para que as perdas que saem pela chaminé sejam as menores possíveis e consequentemente a eficiência energética seja a maior possível.

Convidamos você a conferir quais são os fatores que influenciam a eficiência energética de caldeiras, assim como as medidas que tornam este processo mais eficaz.

Entendendo o que é eficiência energética de caldeiras

Basicamente, em caldeiras, a eficiência energética é definida como a capacidade de conversão da energia contida no combustível necessária para produzir vapor (energia) suficiente.

Para isso, é preciso garantir o melhor uso possível dos diferentes tipos de combustível, reduzindo o desperdício de energia térmica com consequente aumento da eficiência energética.

A eficiência energética de uma caldeira (especificamente do tipo flamotubular) nunca será de 100%, com excelentes resultados oscilando entre 80 e 85%, e resultados normais variando entre 65 e 75%. 

O problema acontece quando os rendimentos são muito menores. Eles indicam excessivas perdas de energia, exigindo da indústria a identificação da causa e o que precisa ser feito para fazer uma correção imediata, caso não queira perder dinheiro.

Essa correção é essencial, pois a baixa eficiência faz com que a caldeira queime combustível em excesso para produzir a mesma quantidade de vapor, o que pode tornar a combustão mais onerosa financeiramente, além de impactar o meio ambiente.

 

Fatores que afetam a eficiência energética de caldeiras

Para aplicar as melhores estratégias para melhorar a eficiência energética de uma caldeira devemos, necessariamente, conhecer quais são os fatores que afetam a qualidade da combustão.

Os principais fatores que podem comprometem a eficiência da combustão dentro das caldeiras da sua empresa são:

 

Percentual de purgas das caldeiras

Tanto o excesso quanto a falta de purgas para manter a concentração de sólidos dissolvidos na água da caldeira, pode comprometer a eficiência energética da caldeira.

Quando em excesso, a consequência pode ser o desperdício de energia. Já a falta, pode causar incrustações excessivas, comprometendo a troca de calor do sistema.

 

A temperatura da água de alimentação não é ideal

É consenso entre todos que a temperatura da água que alimenta uma caldeira é essencial. Quanto mais fria a água, mais combustível será utilizado e quanto mais quente, menos combustível será usado.

Dessa forma, a temperatura da água não exerce influência direta sobre a eficiência energética, mas compromete o consumo de combustível e consequentemente as contas da empresa.

 

Qualidade do combustível (principalmente o teor de umidade da biomassa)

A umidade da biomassa tem relação direta com o poder calorífico. Ou seja, quando um combustível tem alto teor de umidade, parte da água precisa ser evaporada durante a queima. 

Consequentemente, parte da energia liberada durante a combustão é usada para a evaporação da água, não gerando energia para os processos.

Dessa forma, quanto maior a umidade da biomassa, menor será a energia por ela gerada e quanto menor a umidade, mais energia é gerada.

 

Vazão de gases em excesso

Em caldeiras, conhecer o volume de gases que saem pela chaminé (O2, CO2 e CO) é uma excelente estratégia para melhorar a eficiência energética da caldeira.

O excesso de gases pode representar uma diminuição da chama e aumentar as perdas de calor. Já o baixo volume, pode resultar em uma combustão incompleta e formação de muito CO e fuligem.

Assim, o volume ideal de gases dependerá da eficiência de combustão aceitável e dos limites de poluição impostos, e isso aumenta ou reduz a eficiência energética.

 

Isolamento térmico do equipamento

Problemas relacionados ao isolamento térmico de uma caldeira são fatores que podem influenciar diretamente na qualidade da queima. Ele também aumenta o risco de acidentes, devido à rede de vapor estar exposta sem um isolamento mais eficiente.

 

Regulagem da queima

Outro fator que afeta a eficiência energética de uma caldeira é a má regulagem do equipamento. Quando as caldeiras estão mal reguladas a queima dos combustíveis pode não ocorrer por completo, gerando CO e muito material particulado.

Assim, excesso ou falta de oxigênio na câmara de combustão, ou temperaturas de queimas erradas podem representar uma caldeira mal regulada e menos eficiente energeticamente.

Dessa forma, para que a caldeira não perca uma eficiência energética aceitável, ela precisa ter sua regulagem realizada de forma periódica.

 

Como elevar a eficiência energética da sua caldeira?

Para elevar a eficiência energética da caldeira é preciso, necessariamente, reconhecer e otimizar as questões relatadas anteriormente. Mas, além disso, é essencial realizar uma eficaz e correta medição de gases relacionados ao processo de queima.

Neste sentido, é essencial medir os principais gases que saem pela chaminé da sua caldeira:

• CO2 (dióxido carbono),
• O2 (oxigênio), e
• CO (monóxido de carbono), sendo este o principal indicador da baixa eficiência energética da caldeira;

Quando você realiza a medição destes gases, conseguirá identificar: 

• Se a queima está completa ou incompleta; 
• Se o calor desprendido na fornalha está sendo bem aproveitado e; 
• Se a relação volume/quantidade de ar é ideal. 

Ou seja, ao realizar a medição desses gases, você terá a real informação sobre a eficiência energética da sua caldeira.

Mas como realizar a medição dos gases com eficiência e assertividade? Sugerimos que você utilize os produtos COONTROL 200 e o SMB 300, fabricados e comercializados pela COONTROL. 

O COONTROL 200 é um analisador de gases (CO + CO2 + O2) que permite uma economia de até 20% de combustível por intermédio do controle da emissão de CO em caldeiras.

O SMB 300, por sua vez, é um sistema de medição de biomassa que proporciona uma gestão mais efetiva de todas as variáveis que influenciam na combustão, possibilitando a otimização do consumo de combustível com consequente eficiência energética. 

Dessa forma, com toda a gestão das variáveis, você terá informações suficientes para adotar as melhores soluções que aumentem a eficiência energética de suas caldeiras, tais como:

• Manutenção das caldeiras, baseada na regulagem da combustão, limpeza das superfícies de troca de calor e ajuste da modulação da caldeira;
• Melhorar o isolamento das partes da caldeira, permitindo reter e melhor aproveitar o calor gerado;
• Instalação de analisadores de gases na chaminé, caso não sejam utilizados;
• Aperfeiçoar a caldeira, com a instalação de sistemas de queima energeticamente eficientes;
• Avaliar a possibilidade de utilização de combustíveis mais eficientes, entre outras ações.

Ao seguir estas dicas, as caldeiras terão melhor eficiência energética, contribuindo com o meio ambiente e gerando melhores resultados econômicos.

 

Gostou? Então continue acompanhando o blog da COONTROL e saiba como alcançar a eficiência energética de suas caldeiras.