atos e fatos administrativos

CONTROLE DE COMBUSTÃO:
OTIMIZAÇÃO DO EXCESSO DE AR

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PAULO CÉSAR C. PINHEIRO e RAMON MOLINA VALLE
Departamento de Engenharia Mecânica da UFMG
Av. Antônio Carlos 6627, 31270-901 Belo Horizonte, MG
RESUMO
A atual preocupação ecológica, levou ao estabelecimento de normas ambientais rigorosas. Para otimizar a eficiência térmica das fornalhas é necessário minimizar o excesso de ar, assegurando ao mesmo tempo o cumprimento das normas ambientais. Neste artigo, mostramos a influência do excesso de ar na eficiência térmica e no nível de emissão de poluentes (CO, SOx, NOx) das fornalhas, a interrelação existente entre estes fatores, e os passos necessários para a otimização do coeficiente de excesso de ar.
PALAVRAS CHAVES: Fornos, Caldeiras, Controle de Combustão

1. INTRODUÇÃO
O controle da poluição e o controle do rendimento térmico de fornalhas é normalmente realizado de forma independente pelos respectivos operadores. Assim, a interrelação entre excesso de ar, rendimento térmico e emissão de poluentes, é mal compreendida e não é otimizada. O excesso de ar influencia tanto a eficiência térmica quanto o nível de emissão de poluentes (CO, SOx, NOx) das fornalhas.
2. EXCESSO DE AR
Para se realizar a combustão é necessário uma quantidade de ar estequiométrica, chamada ar teórico. Entretanto, para assegurar a combustão completa, é necessário um
"excesso de ar" de modo a manter um teor suficiente de oxigênio até o final da chama, e superar as deficiências de mistura do queimador (Tabela 1).
O coeficiente de excesso de ar (α) é um modo de se expressar a relação ar/combustível, e é a razão entre a quantidade total de ar utilizada na combustão (V ar) (kg/kg comb ou m3 /kg comb) e a quantidade de ar estequiométrica (V°ar):

α = V ar/V°ar

(adm) (1)

O valor de α pode ser calculado a partir da análise da composição volumétrica (%) dos produtos da combustão:

α = %CO2estequiométrico /%CO2

(2)

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PINHEIRO, Paulo César da Costa e VALLE