Eficiência energética em caldeiras industriais

7 fatores que interferem a eficiência energética em caldeiras industriais

As caldeiras industriais geram vapor para diferentes necessidades da indústria. Porém, demandam altos volumes de combustíveis, exigindo uma constante busca pela eficiência energética

Quando bem gerenciado, este fator influencia a indústria de diversas formas, principalmente dos pontos de vista operacional, econômico e ambiental.

Assim, a busca pela eficiência energética das caldeiras industriais é influenciada por alguns fatores. Eles, quando bem gerenciados e controlados, vão garantir a otimização da queima e a eficiência operacional.

Mas quais são estes fatores e como eles influenciam a eficiência energética das caldeiras que a indústria opera? Continue acompanhando este artigo e descubra!

Eficiência energética em caldeiras: nunca considere um valor de 100%!

Eficiência energética em caldeiras: nunca considere um valor de 100%!

Em diferentes processos industriais, as caldeiras caracterizam-se por demandar um grande volume de combustíveis. Consequentemente, elas representam grande parte dos gastos das indústrias. Por isso, exigem que o gestor busque a máxima eficiência deste gerador de vapor.

No entanto, nenhum gestor deve considerar uma eficiência energética de 100% nas caldeiras! Isso é impossível, já que há perdas que não podemos controlar.

Assim, caldeiras excelentes tendem a oscilar com uma eficiência entre 80 e 85%, sendo essa uma porcentagem excelente. Os resultados normais figuram entre 65 e 75% e apresentam margens de melhora.

Porém, o sinal de alerta precisa ser ligado quando o rendimento da caldeira apresentar valores muito abaixo desse padrão. Tal números obrigam a indústria a identificar o problema e fazer uma correção imediata, caso não queira perder em eficiência.

Fatores que influenciam a eficiência energética em caldeiras industriais

Em caldeiras industriais, a eficiência energética pode ser afetada por uma série de fatores. Eles podem ser operacionais ou relacionados à ineficiência da manutenção e do projeto. 

Especificamente neste artigo, serão abordadas as perdas energéticas decorrentes dos processos operacionais, com destaque para:

1. Vapor produzido x volume de combustível utilizado

Em caldeiras industriais, a eficiência energética nada mais é do que a relação entre o calor útil fornecido pelo combustível ao processo de geração de vapor.

Consequentemente, o consumo excessivo de combustível para produzir um certo volume de vapor pode interferir diretamente na eficiência energética das caldeiras.

2. Percentual de purgas fora do normal

Em caldeiras industriais, as purgas (de fundo e de nível nas caldeiras) são indispensáveis para manter a concentração de sólidos dissolvidos na água dentro dos limites de controle. Além disso, evitar problemas de corrosão/arraste de água para o vapor.

Porém, tanto o excesso quanto a falta de purgas são fatores que podem comprometer a eficiência energética de uma caldeira. 

Quando em excesso, as purgas irão ocasionar um desperdício de energia significativo. Já o déficit pode ocasionar o aumento das incrustações, comprometendo a eficiência energética da caldeira.

3. Temperatura da água de alimentação

De forma geral, a temperatura da água de alimentação da caldeira pode apresentar uma certa variação, sem que a eficiência energética mude de forma significativa.

Porém, vale destacar que quanto mais fria estiver a água de alimentação, maior o consumo de combustível. Por outro lado, quanto mais quente estiver essa água, menor será o consumo. 

Ou seja, a temperatura da água de alimentação não influencia diretamente na eficiência energética da caldeira. Mas ela tem relação direta com o consumo de combustível.

Assim, no início do processo, a água estar na temperatura mais elevada possível é um ponto que ajuda a melhorar significativamente a eficiência do equipamento.

4. Eficiência energética: Poder calorífico do combustível (teor de umidade)

Para maior eficiência energética, as caldeiras devem ser alimentadas com um combustível de qualidade, especificamente quanto ao poder calorífico. 

Calculadora da eficiência da caldeira indCalculadora da eficiência da caldeira industrial | COONTROLustrial | COONTROL

O poder calorífico representa a energia térmica liberada pelo combustível em relação a um estado de referência. Geralmente ele é afetado pelo teor de umidade onde, quanto maior a umidade, menor é o poder calorífico do combustível.

Esse fator é extremamente importante para a eficiência energética. Durante a queima de combustíveis com alto teor de umidade, caso das biomassas, parte da energia da combustão será inicialmente usada para evaporar a água, reduzindo a eficiência.

Dessa forma, o teor de umidade do combustível pode influenciar diretamente o poder calorífico do combustível das caldeiras industriais.

5. Vazão de gases das caldeiras

Em caldeiras industriais, o processo de combustão depende de uma quantidade de ar estequiométrica conhecida como “ar teórico”. Porém, um percentual de excesso de ar é necessário para garantir que a combustão seja completa.

O motivo para isso é simples: na prática, não são todas as partículas de ar que se misturam com o combustível. Isso ocorre porque o tempo de contato com o oxidante é reduzido e não é totalmente eficiente. 

Porém, o excesso de ar tende a diminuir a eficiência da chama, aumentando as perdas de calor. Já os baixos volumes de ar podem resultar no excesso de combustão incompleta, resultando na formação de muito CO e fuligem.

Por essa razão, controlar o teor dos gases que saem da caldeira é fundamental. Para maior eficiência energética, é preciso buscar o equilíbrio entre o alto e o baixo volume deles. 

O valor ótimo dependerá da eficiência de combustão aceitável e dos limites da poluição impostos pela legislação, que influenciam a eficiência energética.

Nesse contexto, o controle dos gases pode ser feito por excelentes soluções: os analisadores de gases

Basicamente, a função deles é realizar a medição, controle e monitoramento de gases de uma caldeira, auxiliando nas tomadas de decisão para reduzir o consumo de combustível e gerenciar a emissão de gases poluentes.

Neste contexto, a COONTROL disponibiliza ao mercado excelentes analisadores de gases:

  • COONTROL 100: Analisador de gases de CO2 (dióxido de carbono) e O2 (oxigênio) que contribui com uma expressiva economia de até 10% do consumo de combustível na caldeira;
  • COONTROL 200: Analisador de gases de CO (monóxido de carbono), CO2 (dióxido de carbono) e O2 (oxigênio), resultando em uma economia de até 20% no consumo de combustíveis da caldeira.

Esses dispositivos são essenciais para reduzir o consumo de combustível das caldeiras industriais, ajudando a indústria a melhorar a relação ar/combustível durante a queima e aumentando a eficiência.

6. Isolamento térmico das caldeiras industriais

Em caldeiras industriais, garantir um isolamento térmico eficiente é fundamental para reduzir a perda de calor e, consequentemente, elevar a eficiência energética em processos industriais.

As falhas no isolamento térmico ocasionam a diminuição na eficiência das caldeiras, diminuindo a qualidade do vapor (eficiência energética) e aumentando o risco de acidentes.

Quer entender mais sobre a relação dos gases da caldeira e a eficiência dela? Então assista ao vídeo abaixo e tenha insights excelentes sobre o tema.

7. Regulagem da queima

A regulagem do processo de queima é o último fator que afeta a eficiência energética de caldeiras. 

Quando mal reguladas, as caldeiras industriais tendem a não queimar os combustíveis por completo. Portanto, geram CO e muito material particulado. 

Por isso, o investimento na regulagem das caldeiras industriais é essencial para reduzir as perdas relacionadas à eficiência energética. 

Com uma equipe altamente capacitada, a COONTROL é a parceira ideal da sua empresa na realização de regulagens das caldeiras industriais, resultando no máximo ganho em eficiência energética.

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