Trocador de calor de biomassa

Tipos de trocadores de calor de biomassa

Um trocador de calor de biomassa é um dispositivo que transfere calor do combustível de biomassa quente para outro meio sem queimar o combustível. Também são chamados de trocadores de energia de biomassa. Os trocadores de calor são um componente importante das caldeiras de biomassa, pois impedem o superaquecimento do conjunto gerador. Em geral, garantem que o calor seja distribuído uniformemente no sistema.

Os trocadores de calor de biomassa podem ser divididos em 4 tipos principais com base em como transferem calor e seu design:

• Trocadores de calor refrigerados a ar: Este dispositivo usa ar como meio de transferência de calor. É principalmente usado para fins de refrigeração. Pode ser de fluxo direto ou cruzado. Em um trocador de calor de fluxo direto, o ar de refrigeração move-se paralelamente aos gases de exaustão. Em um trocador de calor de fluxo cruzado, o ar sopra perpendicularmente à direção dos gases de combustão. Este dispositivo é frequentemente usado em caldeiras de biomassa onde a refrigeração líquida não é prática. Uma caldeira de biomassa com trocador de calor refrigerado a ar funcionará em um ambiente mais úmido.
• Trocadores de calor refrigerados a água: Eles utilizam água como meio de refrigeração. A transferência de calor ocorre através da condução e convecção. Os trocadores refrigerados a água podem ser refrigerados a ar ou a água. Este último utiliza uma torre de refrigeração para transferir calor para a água. O trocador de calor refrigerado a água é o projeto padrão nas caldeiras de biomassa para evitar que o sistema se inflame internamente.
• Trocadores de calor de placas: Ele compreende várias placas finas colocadas juntas. As placas criam dois canais paralelos, cada um carregando um meio. O calor é transferido da placa quente para o líquido mais frio no outro canal. Os trocadores de calor de placas são mais largos, mais eficientes e mais compactos do que outros trocadores de calor. Eles são feitos de aço inoxidável para resistir a altas temperaturas e corrosão.
• Trocador de calor de tubo duplo: Consiste em um tubo interno e outro externo. O fluido quente é transportado através do tubo interno. O fluido frio flui através do espaço anular entre os tubos externo e interno. O trocador de calor de tubo duplo está disponível em configurações de contrafluxo e co-corrente. A configuração de contrafluxo é mais eficiente do que a co-corrente porque os dois fluidos fluem em direções opostas um ao outro. O trocador de calor de tubo duplo é uma solução econômica para empresas de pequena escala.

Especificação e manutenção

As especificações de um trocador de vapor de biomassa variam de acordo com a configuração, aplicação e modelo. Aqui estão algumas especificações comuns para o trocador de calor.

• A área de transferência de calor: 10 m²-1000m². O trocador de calor de recuperação de calor residual de biomassa geralmente é medido em metros quadrados. Uma área de superfície maior fornece mais contato com os fluidos para trocar calor.
• Tolerância de temperatura: 300-600°C. Cada trocador de calor de biomassa é feito para tolerar uma certa faixa de temperatura. Os usuários precisam selecionar a tolerância de temperatura adequada de acordo com os tipos de combustível de biomassa e a conexão do equipamento.
• Meio de transferência de calor: Água, óleo, gás, ar, etc. O meio de transferência de calor é o fluido que carrega o calor no trocador. Diferentes biomassas usam diferentes tipos de meios de transferência de calor dependendo do uso final do calor.
• Eficiência: 60%-95% ou mais. A eficiência de um trocador de calor de biomassa indica o quão bem ele usa o calor residual do combustível de biomassa. Maior eficiência significa mais economia de energia.
• Pressão: 1,0-2,5MPa. A pressão de trabalho de um trocador de calor decide a estabilidade e a segurança do sistema de biomassa. Deve coincidir com os requisitos de projeto e os padrões da planta de biomassa.

Para manter o desempenho e prolongar a vida útil do usuário, é muito importante manter o trocador de calor de biomassa adequadamente.

• Limpeza periódica regular: Este é o método de manutenção mais básico. Os operadores precisam realizar a limpeza em intervalos fixos. Eles podem ajustar a frequência de limpeza de acordo com a situação de uso real. A limpeza regular pode evitar o bloqueio e a atenuação da eficiência térmica.
• Usar equipamentos e materiais de limpeza profissionais: Os equipamentos e materiais de limpeza de trocadores de calor são especialmente projetados para o trocador de calor. Eles são mais eficazes e seguros, reduzindo o risco de danos ao equipamento durante o processo de limpeza.

Além disso, existem alguns outros aspectos da manutenção que os usuários podem consultar.

• PRESTE atenção à segurança: Antes da limpeza, é importante garantir que o trocador de calor de biomassa esteja desligado e resfriado. Além disso, os operadores precisam usar equipamentos de segurança adequados para evitar possíveis riscos.
• Tanques sépticos designados: Durante o processo de limpeza, evite misturar diferentes agentes de limpeza para evitar reações químicas. Além disso, os operadores devem usar tanques sépticos designados para descartar adequadamente a água residual.
>Os usuários precisam estabelecer um sistema de registro de manutenção para rastrear a manutenção, limpeza e reparos do trocador de calor de biomassa. Isso ajuda os usuários a entender a condição do equipamento e programar a manutenção no momento adequado.

Cenários de trocadores de calor de biomassa

Os trocadores de calor de biomassa são usados em muitas aplicações industriais e comerciais para recuperar energia do combustível de biomassa. Aqui estão alguns cenários comuns de uso.

• Geração de energia

  Os trocadores de calor de biomassa são normalmente encontrados em usinas de energia de biomassa. Eles recuperam calor dos gases de combustão produzidos durante a combustão de biomassa para produzir vapor. O vapor então aciona um gerador de turbina para gerar eletricidade. Os trocadores de calor de biomassa podem aumentar a eficiência da usina de energia utilizando o calor residual para gerar energia adicional.

• Aquecimento distrital

  Os trocadores de calor de biomassa também são usados em sistemas de aquecimento distrital. As caldeiras de biomassa geram calor que é transferido para uma rede de canos de água através de um trocador de calor. A água quente flui pela rede de aquecimento distrital para fornecer calor para edifícios residenciais e comerciais. O aquecimento distrital de biomassa é uma forma ecologicamente correta de fornecer calor para áreas urbanas.

• Aquecimento de processos industriais

  Os trocadores de calor de biomassa podem ser aplicados em indústrias que precisam de calor para processos de produção, como processamento de alimentos, polpa e papel, fabricação de produtos químicos, etc. As caldeiras de biomassa geram vapor ou água quente que é usada para fornecer energia necessária para os processos de produção. Isso reduz a dependência de combustíveis fósseis e diminui os custos de energia.

• Secagem

  Os trocadores de calor de biomassa são amplamente utilizados em aplicações de secagem. A biomassa gera ar quente através de trocadores de calor e o ar quente é usado para secar materiais como grãos, frutas, vegetais, madeira, etc. A secagem de biomassa é uma forma econômica e sustentável de desidratar materiais.

• Agricultura

  No setor agrícola, os trocadores de calor de biomassa recuperam calor para aquecimento de estufas, esterilização do solo e secagem de culturas, entre outras necessidades de aquecimento. Eles fornecem uma fonte de aquecimento acessível e promovem práticas agrícolas sustentáveis.

• Tratamento de resíduos

  Os trocadores de calor de biomassa também podem ser usados em instalações de tratamento de resíduos, por exemplo, usinas de energia de resíduos. As instalações queimam materiais orgânicos de resíduos para produzir energia. Os trocadores de calor recuperam o calor dos gases de combustão que podem ser utilizados para geração de energia ou aquecimento de processos. Isso promove a redução de resíduos e a recuperação de recursos.

Como escolher trocadores de calor de biomassa

Os trocadores de calor são componentes essenciais em uma planta de energia de biomassa, e a seleção dos trocadores de calor de biomassa certos pode melhorar significativamente a eficiência da planta. Aqui estão algumas dicas para compradores que desejam escolher os trocadores de calor de biomassa ideais para seus clientes.

• Requisitos de aplicação: Os compradores devem determinar os requisitos específicos de aplicação. Considere fatores como temperatura e pressão de operação, tipo de combustível de biomassa, taxa de fluxo de gás de exaustão, fluido de refrigeração ou aquecimento e a capacidade e eficiência desejadas de transferência de calor. Além disso, os compradores devem avaliar potenciais desafios de integração, como espaço disponível, compatibilidade com o sistema existente e quaisquer requisitos de conformidade regulamentar ou de segurança.
• Tipos de trocadores de calor: Os compradores devem identificar o tipo de trocador de calor que atende à planta de energia de seu cliente. Por exemplo, eles podem selecionar um trocador de calor de placas para uma planta de energia de biomassa em pequena escala, porque ele oferece alta eficiência de transferência de calor em um design compacto. Por outro lado, um trocador de calor de casco e tubo é adequado para plantas de energia de biomassa em grande escala com maior capacidade de transferência de calor.
• Seleção de materiais: A longevidade de um trocador de calor depende do material usado para fazê-lo. Para otimizar a transferência de calor e a resistência à corrosão, os compradores devem considerar combinações de trocadores de diferentes materiais, como aço de baixa liga, aço carbono, aço inoxidável e ligas especiais.
• Qualidade e padrões: Os compradores devem escolher trocadores de calor que estejam em conformidade com os padrões internacionais relevantes de qualidade e certificações. Isso inclui os padrões ASME (American Society of Mechanical Engineers) para vasos de pressão e trocadores de calor e os padrões europeus para eficiência energética e ecodesign.
• Avaliação do fornecedor: Os compradores desempenham um papel crucial para garantir que a planta de energia de biomassa funcione de forma eficaz. Ao selecionar um fornecedor de trocadores de calor de biomassa, os compradores devem se associar a fabricantes renomados com experiência no projeto e produção de trocadores de calor de biomassa. Os trocadores de calor de biomassa são caros; portanto, os compradores devem negociar descontos e preços favoráveis, suporte de consultoria técnica e serviços pós-venda.
• Fatores ambientais: Os compradores também podem escolher trocadores de calor de biomassa que apoiam práticas sustentáveis e minimizam o impacto ambiental. Por exemplo, a seleção de trocadores de calor com padrões de alta eficiência reduz as perdas de energia e maximiza a utilização de biomassa. Além disso, os compradores devem considerar trocadores que sejam recicláveis ou feitos de materiais recicláveis.

Perguntas e respostas sobre trocador de calor de biomassa

P1. Quais são as principais vantagens dos trocadores de calor de biomassa?

A1. Os trocadores de calor de biomassa têm muitos benefícios. Eles são um recurso de energia renovável e, como tal, ajudam a reduzir as emissões de carbono. As usinas de aquecimento de biomassa oferecem segurança energética, pois utilizam materiais de origem local. Os trocadores de calor de biomassa também ajudam a diversificar o fornecimento de energia.

P2. Existem desvantagens nos trocadores de calor de biomassa?

A2. Apesar de serem recursos de energia renováveis, os trocadores de calor de biomassa ainda têm a desvantagem de depender do espaço da terra para a produção de combustível. Isso pode afetar o fornecimento de alimentos, pois terras agrícolas são usadas para produzir biomassa. Também existe a questão das emissões de carbono resultantes do processo de transporte de biomassa.

P3. Os trocadores de calor de biomassa industriais precisam de manutenção?

A3. Sim, eles precisam. Os trocadores de calor de biomassa exigem manutenção regular para funcionar de forma otimizada. Isso garante a segurança do equipamento e evita reparos dispendiosos ao longo do tempo.

P4. Qual é a vida útil de um trocador de calor de biomassa?

A4. A vida útil de um trocador de calor de biomassa é de 10 a 20 anos, mas isso também depende do tipo e da qualidade do trocador.