Sistema de limpeza de tubos de fogo para caldeiras fogotubulares e congêneres, à vapor, água quente, fluídos térmicos ou outros, que permite a execução das limpezas com as unidades em funcionamento normal.

A invenção se refere a adequações que consistem na fabricação de portas com configurações para as câmaras de reversão dos gases, dotando-as de características que permitam os acessos padronizados a partir do ambiente externo. A implantação de orifícios nas portas, de forma que cada uma das furações fique alinhada com uma das bocas dos tubos de fogo internas, permite o acesso aos tubos e possibilita a execução individualizada da sua limpeza. O número de furações nas portas equivale ao de tubos de fogo do passe naquele sentido de fluxo do corpo da caldeira. Assim, a invenção tem como uma característica dotar as portas externas de vedação das câmaras de reversão de gases de orifícios alinhados às respectivas posições dos tubos de fogo fixos aos espelhos.

Os orifícios serão equipados com tampas individuais de vedação, na parte externa das portas. Essas tampas dos orifícios, de qualquer formato, são fixadas com roscas, para permitir aberturas rápidas e individuais, podendo ser do tipo bujão com rosca ou outro tipo.

De maneira a exemplificar, uma caldeira fogotubular de dois passes de gases no corpo convectivo, que possua dois feixes de tubos de fogo paralelos, fixados aos espelhos, e independentemente da quantidade de tubos, terá suas portas das câmaras de reversão dos gases dotadas com orifícios em configurações idênticas e correspondestes às furações dos espelhos, e em conformidade de alinhamento aos tubos, para o acesso dos dispositivos de limpeza do ambiente externo às bocas dos mesmos. Destaca-se que os orifícios nas portas terão a mesma bitola dos tubos de fogo dos feixes.

Cada porta, então, terá sua forma definida pelo padrão dos orifícios coincidentes com os alinhamentos e a disposição dos tubos de fogo, fixos aos espelhos. A vista dos desenhos detalhados é apresentada na Prancha 1 - Disposição dos Espelhos de Tubos e das Portas de Acesso Externas - Vistas Frontais, Laterais e Cortes, mostram, de modo esquemático, a concretização preferida do sistema de limpeza dos tubos de fogo para caldeiras fogotubulares e congêneres, em funcionamento normal.

Uma vez que o acesso aos tubos de fogo estará apto através da abertura das tampas externas especiais, cujos orifícios coincidem em alinhamento e bitolas aos tubos de fogo, inicia-se o procedimento de limpeza individual, abre-se a tampa externa relativa ao tubo de fogo, e se introduz, no alinhamento, um dispositivo em formato de tubo com bitola igual ao diâmetro interno do tubo de fogo, que possui a ponta levemente cônica para facilitar o encaixe no tubo, promovendo a conexão direta do exterior ao tubo a ser limpo.

Aberto o acesso direto do exterior ao tubo de fogo, e considerando- se que essas caldeiras operam em regime de pressão negativa, pela ação do exaustor, um caudal mais do que suficiente de ar será introduzido, em alta velocidade, exclusivamente nesse tubo, promovendo o arraste das cinzas volantes depositadas no seu interior no sentido do fluxo, até o final do tubo, para a zona de reversão dos gases.

Na zona de reversão de gases, uma coifa recebe as cinzas, em coleta geral. A coifa poderá ser equipada com uma válvula rotativa, que atue na retirada automática e constante destas cinzas para o exterior da câmara de reversão. Ou seja, acrescida esta facilidade, o sistema terá como característica adicional a eliminação dos detritos para o exterior das câmaras, também de forma automática. Concluída a limpeza de um tubo de fogo, retira-se o dispositivo de acesso (instrumento conector) e fecha-se a tampa rápida do respectivo orifício, passando-se a outro. Dessa forma, o procedimento de limpeza será realizado em cada um dos tubos, sucessivamente, até a conclusão da limpeza do feixe. Sintetizando, o processo é manual, tubo a tubo, e nas duas câmaras de reversão, conforme o exemplo utilizado nesta descrição.

Podem ser utilizados dispositivos para mais de um tubo, como por exemplo, baterias de dois ou mais tubos de cada vez, bastando para tanto fabricar os dispositivos de acessos correspondentes, mas no caso particular demonstrado, utilizamos a limpeza de tubo a tubo.

As portas das câmaras, com as novas configurações, conforme os desenhos apresentados na Prancha 1, complementam a permissão do livre acesso a todos os tubos de fogo, possibilitando a realização das limpezas de cada tubo, de forma individual, inclusive pela utilização das várias outras maneiras de se executar as limpezas, além do caudal de ar jatos de vapor, jatos de ar comprimido, escovas fixas e ou rotativas, e outros métodos.

Os dispositivos de limpeza de introdução (conectores) nas câmaras de reversão têm a bitola do diâmetro interior dos tubos de fogo, e os comprimentos de acordo com as necessidades de passagem do exterior das câmaras até a chegada aos tubos de fogo. Assim, as dimensões dos conectores podem variar conforme o projeto de cada caldeira fogotubular e congênere, bem como podem ser diferentes para o feixe frontal e traseiro (Prancha 3 - Detalhe da Introdução dos Conectores / Ligação do Ambiente Externo e Interno). São dispositivos que permitem o acesso do ambiente externo às câmaras, até o interior do tubo de fogo, estabelecendo o livre e individualizado acesso a cada um dos tubos de fogo. O formato destes dispositivos está demonstrado nos desenhos complementares da Prancha 2 - Fluxos de Gases e Arraste das Cinzas na Limpeza.

A presente invenção não se limita à utilização em caldeiras fogotubulares e congêneres, que operam com pressões negativas no interior da câmara de combustão, com a indução por exaustor ou outro dispositivo. Para os casos das caldeiras fogotubulares ou congêneres que utilizem pressões positivas, através de ventiladores, os processos de limpeza são possíveis com as configurações das portas conforme a invenção, porém, com a realização da parada da unidade, procedendo-se a limpeza com qualquer tipo de operação, como por exemplo, por jatos de vapor, jatos de ar comprimido, escovas fixas, escovas rotativas ou outros métodos. Neste caso, ainda que haja a necessidade da parada para proceder a limpeza dos tubos, evita-se a manobra da abertura das portas.

Consideram as reivindicações que, até o momento, toda a metodologia de limpeza de tubos de fogo em caldeiras fogotubulares e congêneres exige a parada periódica e esfriamento destes equipamentos, abertura das portas das câmaras para o acesso aos tubos de fogo e a execução das limpezas, em geral mecânicas.

A atual metodologia exige a parada das unidades, esfriamento, abertura de portas e longo tempo para a realização das limpezas, reposição de vedantes, reparos e substituição de materiais diversos, cujas paradas provocam a descontinuidade dos processos industriais, com prejuízos cumulativos decorrentes das reduções, da parada propriamente dita e das retomadas da geração e da produção industrial.

A adoção da invenção, na integra ou parcialmente, portanto, visa minimizar e/ou eliminar a necessidade de paradas, sendo esse o fator principal que a caracteriza.