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Título: Melhoria na eficiência térmica de uma caldeira aquatubular alimentada a cavaco florestal
Título(s) alternativo(s): Thermal efficiency improvement in a water-tube boiler fed by wood chip
Autor(es): Lima, Luiz Gustavo Pellissari Rosa
Orientador(es): Behainne, Jhon Jairo Ramirez
Palavras-chave: Caldeiras
Biomassa florestal
Vapores
Análise térmica
Boilers
Forest biomass
Vapors
Thermal analysis
Data do documento: 27-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: LIMA, Luiz Gustavo Pellissari Rosa. Melhoria na eficiência térmica de uma caldeira aquatubular alimentada a cavaco florestal. 2018. 57 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: Neste trabalho, dados operacionais de uma caldeira aquatubular, locada na cidade de Ponta Grossa-PR, com capacidade de geração de 50t/h de vapor saturado e alimentada a cavaco florestal, foram utilizados para analisar o seu rendimento térmico através dos métodos direto e indireto. No método indireto, os cálculos foram realizados a partir da energia fornecida pelo combustível e das perdas envolvidas no processo. Os resultados do diagnóstico inicial determinaram a presença de um excesso de ar na combustão de apenas 19%, sendo reconhecida a deficiência de ar para o combustível empregado e também uma perda de rendimento devido ao alto teor de umidade presente no combustível. Após providas as melhorias necessárias como o aumento do fornecimento de ar disponível para a queima na fornalha e a garantia da alimentação de uma biomassa com menor teor de umidade, verificou-se um ganho na eficiência térmica, passando de 82,85% para 85,33% a partir do ajuste do excesso de ar para o valor de aproximadamente 60%. Assim, as modificações operacionais garantiram uma melhor oxidação do combustível, levando ao melhor aproveitamento da energia fornecida ao gerador de vapor e a uma redução de custos em função da diminuição de até 20% no consumo de combustível.
Abstract: In this work, operational data of a water-tube boiler, located at the city of Ponta Grossa-PR, with production capacity of 50 t/h of saturated steam and fed by wood chip, was used to analyze its thermal yields through direct and indirect methods. In the indirect method, the calculations were realized based on the energy supplied by the fuel and the losses related to the process. The results from the initial diagnosis identified the presence of combustion’s air excess of just 19%, recognizing the air deficiency for the employed fuel and also a big yield loss due to the high tax of humidity in the fuel. After the necessary improvements as the rise of the available air supply for the furnace burn and ensuring the supplies of a biomass with lower tax of humidity, there was a gain in thermal efficiency from 82.85% to 85.33% since the excess air setting to about 60%. Thus, the operational modifications ensured a better oxidation of the fuel, leading to the best use of the energy supplied to the steam generator and a reduction of costs due to the decrease of up to 20% in fuel consumption.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12114
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