Combustão Sistema de Combustão a Gás

COMBUSTÃO

Sistema de Combustão a Gás

FERNANDO CÖRNER DA COSTA

fcorner@uol.com.br

Doutor em Energia pela USP, Mestre em Engenharia de Processos Químicos e Bioquímicos pela Mauá, Eng. de Segurança pela UERJ e Eng. Mecânico pela PUC-RJ, consultor sênior da ULTRAGAZ. D efine-se como sistemas de combustão o conjunto de equipamentos constituído basicamente pelos queimadores, ventiladores e cavaletes (ou rampas) e painéis de comando, controle e segurança.

Os sistemas de combustão devem estar em conformidade com a Norma Brasileira da ABNT NBR 12313:2000, intitulada “Sistemas de combustão – Controle e segurança para utilização de gases combustíveis em processos de baixa e alta temperatura”. Esta norma é aplicável para equipamentos térmicos instalados em estabelecimentos comerciais e industriais. E estabelece os requisitos mínimos de segurança para as condições de partida, operação e parada dos sistemas de combustão que utilizam os seguintes gases combustíveis: gás natural (GN), gás liquefeito de petróleo (GLP), misturas GLP-ar (conhecidas como gás natural sintético), gás manufaturado reformado e gás de refinaria. Por extensão de conceito, é recomendável que esta norma seja também aplicada a outros gases combustíveis como biogás, biometano, gás de coqueria e gás de alto forno, principalmente no que se refere aos aspectos de segurança.

Esta norma foi desenvolvida visando a aplicação de queimadores gás-ar. Não existe norma brasileira para sistemas de combustão com queimadores gás-oxigênio e gás-ar enriquecido com oxigênio, portanto é recomendável que sejam aplicadas normas e códigos internacionais. Porém nada impede que alguns conceitos e filosofia básica da norma ABNT NBR 12313 sejam aplicados quando cabíveis.

A norma NBR 12313 subdivide os processos térmicos em dois grupos, de acordo com as temperaturas nas superfícies internas da câmara de trabalho ou processo: • abaixo ou igual a 750°C (baixa temperatura), situação onde não está garantida a ignição espontânea da mistura gás-ar sem fonte externa de ignição e, portanto, condições de segurança tornam-se mais importantes; • acima de 750°C (alta temperatura), onde a ignição está garantida.

Note-se que a temperatura mínima de autoignição das misturas gás-ar do GN está na faixa 630°-750°C e a do GLP de 410° a 580°C (JENKIN, 1962), dependendo da composição do gás e das condições de teste.

As condições gerais impostas pela norma em pauta referem-se: • ao suprimento de gás, como: tubulações, pressões, filtros, válvulas, reguladores de pressão e pressostatos de baixa e alta pressão; • ao suprimento de ar de combustão, incluindo ventiladores, sistemas de tiragem e seus periféricos; • ao suprimento de energia elétrica; • a equipamentos e informações auxiliares, como placas de identificação, visualização da chama, dispositivos para alívio de explosões e informações para o comissionamento.

E, em sequência, a norma estabelece as condições específicas do sistema, como: • requisitos para falha ser levada à condição segura; • condições para pré-purga; • ignição da chama de partida; • detecção de chama; • ignição da chama principal; • sistema de bloqueio de segurança; • válvulas de descarga automática; • controles da demanda térmica; • e relação gás – ar.

Os requisitos dos sistemas de bloqueio de segurança (para alta e baixa temperatura) são apresentados na Tabela 1 da norma, tanto para único como múltiplos queimadores. O grau de segurança exigido depende da faixa de temperaturas, sendo proporcional à potência

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liberada na câmara de combustão: maior o risco, maiores são as exigências de segurança.

E os capítulos finais da norma descrevem os requisitos para ensaios de estanqueidade das tubulações e das válvulas do sistema de combustão, para comissionamento e paralisação de forma a impossibilitar uma situação de risco.

Nos anexos, a norma apresenta o fluxograma típico para sistema de combustão de baixa temperatura com único queimador e respectivo diagrama de blocos típico com a sequência de partida; e o fluxograma para sistema de alta temperatura com múltiplos queimadores, também acompanhado pelo diagrama de blocos.

Cabe alertar, no caso de múltiplos queimadores alimentados por único ventilador do ar de combustão e cavalete de gás, a atenção para o dimensionamento dos coletores de distribuição de ar e gás de forma a proporcionarem a mesma pressão dinâmica para cada utilidade na alimentação de cada queimador. A inobservância deste aspecto dificultaria a regulagem dos queimadores, impedindo sua otimização sob os pontos de vista energético e/ou ambiental.

E, no final dos anexos, a norma apresenta métodos de cálculo para orifícios de restrição, dos sistemas de comprovação de estanqueidade por desvio.

Concluindo, fica ressaltado que o projeto, a especificação e a montagem dos sistemas de combustão no Brasil devem estar em conformidade com a Norma da ABNT NBR 12313, a qual rege o assunto. A não conformidade normativa pode ser cláusula excludente da cobertura do seguro, além de outras implicações legais. Como filosofia, os requisitos apresentados pelas normas representam sempre as exigências mínimas, portanto não impedindo que procedimentos mais conservativos sejam adotados.

Referências

ABNT NBR 12313:2000, Sistemas de combustão – controle e segurança para utilização de gases combustíveis em processos de baixa e alta temperatura, Rio de Janeiro, 2000. JENKIN, D.B., The Properties of Liquefied Petroleum Gases, SHELL,

London, 1962.