Modelagem de uma caldeira flamotubular com fornalha aquatubular

Abstract

Uma grande dificuldade encontrada por empresas no segmento de caldeira é a falta de sintonização correta dos controladores PID existentes no processo. Esse trabalho aborda uma solução inicial para essa problemática, com o desenvolvimento da modelagem fenomenológica simplificada dos sistemas e subsistemas através dos princípios físicos de balanço de massa e energia que englobam uma caldeira Flamotubular com fornalha Aquatubular de circulação natural e alimentação por cavaco. Foram utilizados dados reais da caldeira a ser instalada na Fazenda Agrotec em Catalão-GO para implementar o modelo dinâmico não-linear. A construção do modelo foi dividida em duas partes a do lado água/vapor e fogo/gás e segue a literatura para obter o modelo dinâmico apropriado para posteriormente desenvolver o projeto de controle. O modelo simplificado foi testado através da implementação computacional, com levantamentos de dados gerais e, em seguida, foi simulado retirando os resultado e expondo-os com análises e comparações.

A great difficulty found by boiler companies is the lack of correct tuning of the PID controller in the process. This thesis approaches an initial solution to the problem, with the development of a simplified phenomenological model of the systems and subsystems through the physical principles of mass and energy balance which encompass a fire-tube boiler with aqua tubular furnace of natural circulation and supplied by swarf. The nonlinear dynamic model for the boiler used data of a real project which will be installed in Agrotec Farm in Catalão-GO. The construction of the model was divided in two parts, water/steam and fire/gas and follows the literatures to obtain the appropriate dynamic model to later develop a control project. The simplified model was tested through computational simulation and comparison with results found in the literature.