Umidade da biomassa? Como ela prejudica o desempenho da caldeira?

Utilizada em processos com elevada eficiência energética, a biomassa é um combustível protagonista em muitas indústrias. Mas, apesar das muitas qualidades, controlar a umidade de biomassa é uma característica que merece destaque.

Dentre os fatores que mais influenciam o aproveitamento da energia da biomassa como combustível, o conteúdo de água neste combustível afeta diretamente o poder calorífico e consequentemente o desempenho da caldeira.

Umidade de biomassa: Fator essencial para a qualidade da combustão

A biomassa é um combustível com origem em produtos vegetais, constituídos principalmente por carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e outros elementos em pequenas quantidades. 

No entanto, independentemente do tipo, há um certo volume de água presente nas biomassas, que denominamos como sendo o teor de umidade.

O teor de umidade é a característica que mais exerce influência sobre a qualidade de um combustível, uma vez que, quando em excesso, essa característica produz grandes flutuações na produção de energia da caldeira, principalmente pelo menor poder calorífico.

Importante ressaltar que o teor de umidade na capacidade de gerar energia térmica, que damos o nome de poder calorífico, é inversamente proporcional à eficiência, ou seja, quanto maior o teor de umidade, menor o poder calorífico.

 

Por que o excesso de umidade compromete o desempenho da caldeira?

Quando em excesso, a umidade de biomassa reduz a eficiência energética da combustão, uma vez que neste processo, a água precisa ser evaporada e a energia necessária para esta evaporação é perdida no processo de geração de energia.

De uma forma bem simples, a caldeira terá que gerar muita energia para “secar” a biomassa, para depois gerar energia. Consequentemente, sua performance será reduzida.

Isso também aumenta o volume de produtos de combustão e os custos de transporte da biomassa. Provoca também a aceleração da corrosão da parte final da caldeira e o acúmulo de sujeira nas superfícies de aquecimento.

Dessa forma, quanto maior é o teor de umidade de biomassa, menor será a quantidade de energia fornecida pelo combustível, menor será o desempenho da caldeira e maior será o custo para gerar a mesma quantidade de energia.

 

Vale a pena comprar biomassa mais seca?

Como você compra as biomassas para alimentar as caldeiras? Por massa total (m³)?

Saiba que essa não é uma boa estratégia, pois você poderá estar comprando umidade em excesso e que não será convertida em energia.

Ou seja, a água presente na biomassa precisa evaporar antes de a queima e a geração de energia terem início efetivo. Isso exige que você tenha que comprar mais combustível para gerar a mesma quantidade de energia.

Vale ressaltar que combustíveis com uma menor umidade tendem a ser mais caros. Será que este ganho de eficiência supera o acréscimo no custo da tonelada?

Recentemente, fizemos um teste de queima com dois combustíveis diferentes: 

• Combustível úmido (com umidade de 53% e custo de 100,00/ton);
• Combustível seco (com umidade de 17,5% e custo de R$ 150,00/ton);

A eficiência da caldeira queimando combustível úmido foi de 83,03%, e a eficiência com combustível seco subiu para 87,80%. 

O ganho de 4,77% justifica o pagamento de 50% mais caro no cavaco seco.

Mas, a análise correta a ser feita não é exclusivamente pela eficiência da caldeira e sim pela relação Vapor/Combustível. Neste caso, a recomendação é utilizar o COONTROL-200.

Este é um  analisador de gases que oferece o controle do monóxido de carbono e a otimização do fluxo de oxigênio, permitindo que a combustão seja mais eficiente.

No teste, na queima de combustível úmido a relação vapor/combustível foi de 2,68 kg/kg e na queima de combustível seco foi de 5,71 kg/kg.

Se dividirmos o custo do combustível (R$/ton) por esta relação vapor/combustível (kg/kg), encontraremos o custo real do Vapor Gerado (R$/ton vapor).

A queima de combustível úmido gerou um custo de vapor de R $37,31/ton vapor. Já a queima do combustível seco gerou um custo de R$ 26, 27/ton vapor. Ou seja, o custo foi 30% menor!

Portanto, neste caso, é aproximadamente 30% mais barato queimar o cavaco seco em comparação com o cavaco úmido, mesmo que o primeiro combustível seja 50% mais caro. 

 

Adote um medidor de umidade de biomassa e melhore o desempenho da sua caldeira

Para medir a umidade de biomassa, a recomendação é contar com um medidor instantâneo de umidade de biomassa, caso do Medidor de Umidade N1400, da COONTROL. 

O N1400 proporciona a visualização e a transmissão instantânea da umidade do sólido a ser medido, tornando possível aferir a umidade de biomassa de forma segura, precisa e que contribui com um maior desempenho da caldeira.

Com este dispositivo da COONTROL, você pode começar a negociar combustíveis de maior qualidade, pois ele permite medir a umidade de biomassa com grande exatidão.

 

Quer saber outros fatores que afetam a performance da sua caldeira? Então continue acompanhando o blog da COONTROL e descubra.