Caldeiras

    Caldeiras serão encontradas em diversas formas em diversos tipos de navios. Seja onde a forma principal de propulsão presente consista em turbinas a vapor, ou em navios diesel, onde pequenas caldeiras serão colocadas para prover vapor para os vários tipos de serviço necessários.

PRINCÍPIOS:

    Uma caldeira é um recipiente fechado onde vapor é gerado da água que é alimentada ao sistema, com a aplicação de calor. 

    A caldeira simples é como um barril, uma casca cilíndrica de metal, com suas extremidades fechadas por tampões de metal. É parcialmente fechada com água e então vedada, onde depois o aquecimento por fogo é iniciado abaixo dela. A água gradualmente alcança a temperatura de vapor, que se acumula no espaço acima da água. Enquanto o vapor se acumula, a pressão aumenta. Esta energia é então utilizada para algum fim no sistema. Existem basicamente dois tipos diferentes de caldeiras, chamados de "aquatubulares"(watertube) e "flamotubulares"(firetube).

- Watertube: Normalmente empregado para aplicações de vapores de alta temperatura e pressão, fornecendo vapor para a propulsão principal por exemplo. A água de alimentação passa por tubos e os gases quentes passam ao redor deles.

Sua forma de construção utilizando tubos de pequenos diâmetros, permite uma produção de temperaturas e pressões muito altas. Os arranjos de design são flexíveis, com alta eficiência e a alimentação de água para a caldeira possui uma boa circulação natural. Esta é uma das razões principais pelas quais o "tubo de água" é utilizado como produtor principal de vapor, preferencialmente ao firetube.

- Firetube: Usualmente escolhida para vapores de baixa pressão em embarcações que requerem vapores para serviços auxiliares.  A operação é simples e água de média qualidade pode ser empregada. Neste tipo, os gases passam através dos tubos, e a água de alimentação circula ao redor deles para ser aquecida e evaporada. A montagem é feita como se fossem feixes permutadores de calor.

Apesar da caldeira acima possuir um estilo mais clássico-romântico, podemos conferir nela alguns componentes importantes das caldeiras:

•  Câmara de combustão - Região onde se dá a queima do combustível, com produção dos gases de combustão que fornecem calor à água
•  Tubos -  circulação do vapor quente e água dentro da caldeira, com o fim de transmitir a troca de calor entre os gases quentes de combustão e a água ou vapor
•  Coletores - São peças cilíndricas que servem para coletar água ou vapor
•  Tubulão - Tambor horizontal situado no ponto mais alto do corpo da caldeira, ao qual são conectados, através de tubos, os coletores, que estão situados em diferentes níveis dentro da caldeira.

Exemplo de um esquema: uma caldeira onde a energia do vapor movimenta uma turbina, as sobras voltam para um condensador que transforma esse vapor em água novamente, que volta para a caldeira junto com uma outra alimentação de água para continuar gerando o vapor.

• Fornalhas​

Todas as caldeiras possuem uma fornalha ou câmara de combustão onde o combustível é queimado para gerar energia. Ar é mandado para a fornalha para permitir a combustão. Uma grande área de superfície entre a câmara de combustão e a água permite que a energia de combustão seja transferida para a água na forma de calor.

Os problemas associados com os materiais refratários da fornalha, particularmente em paredes verticais, resultaram em um arranjo conhecido como "parede membrana" ou "tubo tangente". No arranjo tubo tangente, tubos encostando uns nos outros são apoiados por refratários, isolamento e revestimento da caldeira.

Na "parede membrana", os tubos possuem um cordão de solda entre eles para formar um recinto a prova de escape do gás. Apenas uma camada de isolamento é necessária na parte externa deste tipo de construção.

• Montagem de uma caldeira

Algumas medidas são necessarias para garantir a operação segura. São chamados de fixações da caldeira. Alguns exemplos:

- Válvulas de segurança: São montadas em pares para evitar o excesso de pressão. 

- Válvula de parada de vapor principal: Colocada na linha de suprimento principal de vapor, e geralmente do tipo não retornável.

- Válvula de parada de vapor auxiliar: Colocada nas linhas auxiliares de vapor.

- Válvula de controle: Um par de válulas. Do tipo não retornável, e dão uma indicação das suas posições abertas ou fechadas.

Enfim, são todos equipamentos de controle do funcionamento para a alimentação correta de água, controle de pressão, passagem de ar, passagem de combustível, alarmes para algo fora do padrão, como superaquecimento.