Estudo da aplicação de um novo combustível a uma caldeira aquatubular

• Autor(a) principal: Silva, João Pedro Almeida Calixto
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/14047
• topic: Caldeira Aquatubular; Eficiência; Fuelóleo; ADENE; ASME PTC 4- 2013; Water-Tube Boiler; Efficiency; Fuels; Energia e Biorrefinaria

O presente trabalho teve como objetivo o estudo da aplicação de um novo combustível a uma das caldeiras aquatubulares da empresa Refinarias de Açúcar Reunidas (RAR). A empresa dispõe de três caldeiras deste tipo, sendo que este trabalho foi focado na caldeira nº 2. Para este estudo foi importante fazer uma comparação da eficiência da caldeira, através da análise dos gases de combustão e resíduos, tanto do combustível atual (nafta) como do alternativo, proveniente da lavagem dos tanques de armazenamento do fuelóleo transportado em barco. Hoje em dia é habitual usarem-se dois métodos para o cálculo da eficiência da caldeira, o direto e o indireto, sendo que ao longo deste documento se utilizou o método indireto baseado na norma ASME PTC 4-2013, por se admitir ser mais rigoroso. Mesmo assim, far-se-á a comparação com o método direto e com o método indireto sugerido pela ADENE (Agência para a Energia) que, embora não englobe todas as perdas mencionadas na norma referida, é o mais utilizado atualmente nas auditorias energéticas. Foram realizados alguns ensaios experimentais com caudal de nafta entre 220 e 550 kg/h, aproximadamente, para os quais se obtiveram rendimentos entre 68,8 e 82,2%, utilizando a norma ASME PTC 4-2013. Para os mesmos ensaios, os rendimentos calculados pelo método da ADENE são acompanhados de uma variação percentual de 5,0 e 6,9%. Analisando o rendimento a partir da variação do excesso de ar concluiu-se que a melhor gama de rendimentos foi obtida com a percentagem de excesso de ar a rondar os 36%. Quando estes valores subiram para 215%, o rendimento diminuiu cerca de 13%. Convém ainda referir que nestes ensaios os valores de CO, NOx e SO2, apesar de elevados, estiveram sempre abaixo do VLE (Valor Limite de Emissão). No teste de operação da caldeira com o novo combustível concluiu-se que os rendimentos se aproximam muito dos obtidos com a nafta, depois de alterada a relação ar-combustível. Verificou-se ainda que as percentagens obtidas dos poluentes NOx e SO2 nos gases de combustão foram inferiores, ou seja, para um caudal a rondar os 490 kg/h de combustível, estes valores foram de 394 e 452 ppm para a nafta, e 137 e 261 ppm para o novo combustível (fuelóleo nº3), respetivamente. Acrescente-se que a caldeira não apresentou alterações nem anomalias de funcionamento durante ou após o teste. Por fim, foi realizada uma simples análise económica que permitiu concluir que a substituição do combustível tem um payback de 5 meses e 19 dias, ou seja, sugere-se a sua implementação.