Por que a eficiência energética em caldeiras é tão importante?

Caldeiras são equipamentos de grande importância na indústria. Serão elas as responsáveis por gerar energia para muitas necessidades. Para isso, utilizam elevada quantidade de combustíveis, caracterizados por compor grande parte dos gastos da empresa. Por isso, a eficiência energética destas caldeiras é sempre essencial.

Porém, nem a melhor caldeira do mercado terá eficiência energética de 100%, ou seja, sempre haverá perdas da energia gerada. Isso significa que parte do dinheiro investido na geração de energia literalmente sairá pela chaminé.

Essa é a maior razão da importância pela busca pela eficiência energética de caldeiras, ou seja, a indústria deverá gerar ações para que o “dinheiro que sai da chaminé” seja o menor possível.

Saiba então quais são os fatores que influenciam na eficiência energética em caldeiras e veja quais são as medidas para tornar o processo mais eficaz.

Bom uso do combustível e a eficiência energética da caldeira

Basicamente, a eficiência energética de uma caldeira é definida como a eficiência na conversão da energia contida no combustível necessária para se produzir vapor (energia).

Por isso, os sistemas de geração de vapor (essencialmente caldeiras) precisam garantir o melhor uso possível do combustível, de forma a diminuir o desperdício de energia térmica com consequente aumento da eficiência energética.

Sabe-se também que eficiências térmicas de caldeiras do tipo flamotubulares costumam oscilar entre 80 e 85%, raramente apresentando porcentagens superiores. Mas rendimentos muito menores que isso mostram perdas de energia muito excessivas, obrigando a indústria a fazer uma correção imediata, caso não queira perder dinheiro.

Essa correção é essencial pois a baixa eficiência faz com que se queime mais combustível para produzir a mesma quantidade de vapor, o que pode tornar todo o processo de geração de energia mais oneroso financeiramente e de maior impacto para o meio ambiente.

Ainda sobre os combustíveis, o uso da biomassa vem sendo cada dia mais comum. Mas seu uso exige uma boa avaliação da sua composição, devido as suas diversas formas físicas e porcentagens de umidade, capazes de afetar o desempenho e eficiência energética das caldeiras.

Fatores que afetam a eficiência energética em caldeiras

A eficiência energética na geração de vapor de uma caldeira está diretamente relacionada à diversos fatores, mas certamente as perdas de energia ocorridas durante todo o processo representam os fatores mais importantes.

A relação da eficiência com as perdas costuma envolver uma enorme dinâmica de fatores, que devem ser avaliadas detalhadamente. Entre as perdas que mais afetam a eficiência energética em caldeiras pode-se citar:

• Perda pela chaminé – podem ocorrer de três maneiras principais:

– Associadas aos gases secos que entram no sistema para a queima do combustível e os gases formados na combustão;

– Associadas ao vapor presente na chaminé; e

– Pela queima incompleta do combustível com formação de monóxido de carbono (CO).

• Perdas por radiação e convecção – Representam parcelas pequenas das perdas;
• Perdas por purgas;
• Perdas associadas à temperatura das cinzas;
• Perdas por combustível não convertido presente nas cinzas.

Além destes fatores causadores de perdas, para se determinar a eficiência energética da caldeira devem ser levantadas diversas outras informações de importância.

Estas informações vão desde o tipo de equipamento, passando pela quantidade de vapor produzido e poder calorífico do combustível utilizado até chegar a presença de incrustações e demais sujidades nas superfícies de trocas térmicas dentro de caldeiras.

Como aumentar a eficiência energética? Comece pela medição dos gases de combustão

A melhora na eficiência energética de uma caldeira passará, necessariamente pela otimização de todos os fatores já relatados. Mas para que a indústria tenha total controle sobre a real eficiência de sua caldeira ela deve, primeiramente, fazer a correta medição de gases presentes na queima.

Neste sentido, os principais gases são:

• CO₂ (dióxido carbono),
• O2 (oxigênio), e
• CO (monóxido de carbono), que indica a baixa eficiência da caldeira

As medições destes gases irão informar, dentre outras coisas: Se a queima está completa ou não; Se o calor desprendido na fornalha está sendo bem aproveitado e; Se o volume/quantidade de ar é ideal. Ou seja, a medição desses gases ajudará a mostrar a real eficiência energética da caldeira.

Nesse sentido, vale a pena salientar a importância do COONTROL 200 e do SMB 300, oferecidos pela COONTROL. Ele é um analisador de CO + CO₂ + O₂ permitindo uma economia de até 20% de combustível por intermédio do controle de CO em caldeiras.

Já o SMB 300 é um sistema de medição de biomassa que quando instalado em caldeiras industrias, proporciona a gestão efetivas de todas as variáveis que influenciam na combustão possibilitando a otimização da combustão com consequente redução na queima do combustível. Também possibilita a identificação daquela biomassa mais eficiente na combustão. 

Assim, ao ter todas as medições, conhecimento da caldeira utilizada, do combustível adotado e do processo realizado a indústria poderá definir as melhores soluções para aumentar a eficiência, tais como:

• Manutenção das caldeiras, com regulagem da combustão, limpeza das superfícies de troca de calor e ajuste da modulação da caldeira;
• Melhora do isolamento do equipamento, visando melhor retenção e aproveitamento do 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 alternativos, entre outras ações.

Gostou? Então aproveite e veja como vem sendo o uso da biomassa na geração de energia no Brasil e no mundo neste link.