Estudo de caso: por que avaliar a eficiência da caldeira é essencial?

A geração de vapor em uma caldeira sempre foi um requisito fundamental para o bom funcionamento de indústrias. Por isso, a busca pela eficiência destas caldeiras é uma preocupação constante, pois é parte importante do custo da atividade.

Assim, para a geração de vapor em sua caldeira, a indústria poderá escolher entre muitas opções de combustíveis, cada um com seu custo e eficiência. Por isso a dúvida em qual combustível investir costuma ser grande.

Para sanar essas dúvidas sobre qual será “o melhor combustível”, muitas destas empresas contratam empresas responsáveis por realizar medições e testes de queima entre diferentes tipos de combustíveis.

Esse é o caso de uma indústria cervejeira que, no anseio de reduzir custos na compra de combustíveis para sua caldeira, solicitou uma análise de queima para tentar reduzir seus custos na compra de um combustível mais caro.

Objetivo da indústria cervejeira: reduzir seus custos com combustíveis

A análise de eficiência energética de uma caldeira foi solicitada por uma indústria cervejeira. A indústria cervejeira em questão, fazia a compra de dois cavacos diferentes. O primeiro cavaco, indicado como cavaco úmido, apresentava umidade alta (53,03%). Já o segundo, indicado como cavado seco, apresentava umidade bem mais baixa (17,5%).

Quanto ao custo, o cavaco úmido custava R$ 100,00 a tonelada. Já o cavaco seco custava 50% a mais, sendo comprado por R$ 150,00 a tonelada.

Tomando como base estas informações, o objetivo da indústria cervejeira era ponderar a viabilidade em reduzir seus custos com combustíveis, essencialmente o mais caro, mas sem perder em eficiência na geração de vapor.

Para isso, a empresa solicitou os serviços de profissionais especializados em análise e diagnóstico. Estes profissionais realizaram testes para verificar a eficiência da caldeira com a queima dos dois diferentes tipos de combustíveis apresentados.

Resultados das medições na caldeira da indústria cervejeira

Como citado, a principal diferença entre às duas variações de combustíveis foi a sua umidade, com o cavaco úmido tendo uma umidade média de 53,03% e o cavaco seco com uma umidade de 17,5%.

A análise foi realizada em um período de aproximadamente 24 horas tanto para o cavaco seco quanto para o cavaco úmido. Assim, após este período, os resultados foram obtidos e estão apresentados na tabela abaixo:

Análise dos resultados da caldeira

A análise dos resultados da caldeira da indústria cervejeira é bastante ampla, mas pelos testes realizados foi possível concluir que a caldeira apresentou maior eficiência na queima quando foi utilizado o combustível seco.

A eficiência foi de 83,03% queimando cavaco com 53,03% de umidade para 87,8% queimando cavaco com 17,5% de umidade, um aumento na eficiência de 4,8%. Esse resultado já era esperado, pois, a biomassa seca tende a apresentar maior eficiência quanto ao potencial de gerar vapor.

Porém, a eficiência de uma caldeira, apesar de muito importante, não pode ser o único indicador a ser analisado em uma indústria.

Assim, para conhecer a eficiência (do ponto de vista operacional e financeiro) de um combustível é preciso também avaliar o custo de tonelada de vapor gerado. Prova disso é que no teste realizado na caldeira da indústria cervejeira, esse custo apresentou resultados completamente diferentes para os dois combustíveis.

Assim, como também é visto na tabela apresentada acima, o custo da tonelada de vapor gerado para o cavaco úmido foi de R$ 37,31, já o custo para o cavaco seco ficou em R$26,27, ou seja, mesmo pagando 50% a mais pelo combustível seco, no final das contas o custo da indústria para produzir a mesma tonelada de vapor ficou 30% menor.

Essa melhora no custo por tonelada produzida é devido à eficiência da biomassa mais seca e principalmente da energia disponível por esse tipo de combustível.

Dessa forma, conclui-se que a melhor análise a ser feita seja a da relação de vapor gerado versus a quantidade de combustível consumida. Esta análise torna-se primordial para uma melhor tomada de decisão quanto aos custos do vapor gerado e qual biomassa deverá ser queimada.

Se dividirmos o preço pago pelo cavaco em R$/ton pela relação vapor/combustível, encontraremos o custo do vapor gerado, onde o que tiver o menor custo será o mais viável. No caso da indústria cervejeira deste teste, o menor custo foi quando a caldeira foi abastecida com cavaco seco.

SMB-300 – Essencial para realizar os testes de eficiência da caldeira

Por fim, é importante ressaltar que todas essas informações foram coletadas pelo Sistema de medição de biomassa (SMB-300), desenvolvido pela COONTROL.

O Sistema de medição de Biomassa SMB-300, é utilizado em caldeiras industriais, permitindo uma gestão mais eficiente das variáveis que influenciam a combustão. Este sistema tem fácil instalação e é composto por sistemas on-line de:

• Medição de peso;
• Medição do volume;
• Medição de umidade.

Essas medições tornam possível aferir a qualidade da biomassa, possibilitando um efetivo controle da eficiência energética da caldeira. Seus resultados permitem um controle efetivo na tomada de decisões, otimizando o tempo, auxiliando na geração de energia e viabilizando o aumento da eficiência de uma caldeira.

Somente com este equipamento que é possível encontrar aquela biomassa mais econômica de se queimar em uma caldeira, mesmo que a melhor biomassa tenha seu custo de compra mais elevado.

Assim, é possível definir que, para medir a eficiência de qualquer caldeira, o que realmente interessa é o custo da tonelada de vapor produzido. Nesse sentido, o SMB-300 consegue apresentar tais informações de forma instantânea, permitindo uma tomada de decisão muito mais assertiva.

Você quer saber mais sobre a eficiência de uma caldeira? Então veja quais são os 7 fatores que interferem a eficiência energética em caldeiras industriais.