Trocador de calor de tipo flutuante

Tipos de Trocadores de Calor Flutuantes

Um **trocador de calor do tipo flutuante** é um dispositivo de transferência de calor comumente utilizado nas indústrias química, petrolífera e de geração de energia para transferir energia térmica entre dois fluidos. Os trocadores de calor flutuantes são projetados para permitir que um fluido passe através de tubos e outro passe fora dos tubos. O feixe de tubos possui algumas folgas axiais e laterais limitadas, o que ajuda a acomodar a expansão e contração térmica. Abaixo estão alguns tipos comuns de projetos de trocadores de calor flutuantes.

• Trocador de Calor de Cabeça Flutuante

  Um trocador de calor de cabeça flutuante contém uma cabeça removível em uma extremidade que é livre para flutuar. Este projeto simplifica a limpeza do feixe de tubos e torna a manutenção mais fácil. Trocadores de calor com cabeças flutuantes são normalmente utilizados onde a manutenção regular é necessária.

• Trocador de Calor Flutuante de Tubo Aletado

  Um trocador de calor flutuante de tubo aletado combina um design tradicional de cabeça flutuante com tubos aletados. As aletas aumentam a área de superfície do tubo, aumentando assim a transferência de calor. Esses trocadores de calor são normalmente utilizados em aplicações onde a demanda de transferência de calor é alta.

• Trocador de Calor Flutuante de Tubo em U

  Um trocador de calor flutuante de tubo em U geralmente possui um único feixe de tubos em forma de U. Uma extremidade do feixe de tubos é fixa, enquanto a outra é uma cabeça flutuante. Este projeto permite a expansão térmica, bem como a contração dos tubos em ambas as direções. Os trocadores de calor flutuantes de tubo em U são adequados para aplicações com alta temperatura e pressão.

• Trocador de Calor de Casco e Cabeça Flutuante

  Um trocador de calor de casco e cabeça flutuante possui uma série de tubos contidos dentro de um casco. Uma extremidade do feixe de tubos é fixada com uma cabeça flutuante. O projeto permite que o calor seja transferido do fluido no casco para o fluido que passa pelo tubo, ou vice-versa. Esse tipo de trocador de calor é comumente usado na indústria de petróleo e gás, bem como em refinarias.

• Trocadores de Calor de Cabeça Dupla Flutuante

  Um trocador de calor de cabeça dupla flutuante possui duas cabeças removíveis, o que permite o acesso a ambas as extremidades do feixe de tubos. Isso facilita não apenas a limpeza do feixe de tubos, mas também a troca de tubos danificados. Os trocadores de calor de cabeça dupla flutuante são geralmente usados em aplicações de transferência de calor de grande capacidade, onde os feixes de tubos precisam ser regularmente revisados ou substituídos.

Especificações e Manutenção de Trocadores de Calor do Tipo Flutuante

Especificações

• Capacidade:

  Os trocadores de calor flutuantes variam em tamanhos para atender às diferentes necessidades industriais. Suas capacidades são indicadas pelo número de áreas de transferência de calor ou pela quantidade de fluido que eles podem processar a cada unidade de tempo. Normalmente, as unidades possuem modelos pequenos para instalações compactas que podem lidar com algumas centenas de quilowatts e modelos industriais grandes com capacidades de vários megawatts.

• Classificações de Pressão e Temperatura:

  Esses trocadores devem estar disponíveis para aplicações de baixa e alta pressão. A classificação de baixa pressão do trocador de calor flutuante (cerca de 1,5 MPa) o torna aplicável a sistemas atmosféricos regulares e de baixa pressão. A classificação de pressão média (até 3,5 MPa) permite que o aparelho seja usado onde os fluidos estão sob maior pressão. Os trocadores de calor flutuantes de alta temperatura são projetados para funcionar em temperaturas de até 200 graus Celsius. Eles são usados em usinas de energia, reatores químicos e outros locais onde a temperatura do fluido é relativamente alta.

• Forma de Conexão:

  Tipicamente, os trocadores de calor flutuantes são interconectados usando tubos e flanges. Os tubos são frequentemente utilizados como interfaces permeáveis para líquidos ou gases. Por exemplo, um trocador de calor de tubo flutuante adotará tubos de diâmetros distintos para atender a diversos requisitos de capacidade.

Dicas de Manutenção

• Limpeza Regular:

  O processo de limpeza do trocador de calor flutuante pode incluir a lavagem dos feixes de tubos externos com água de alta pressão para remover quaisquer depósitos soltos, mergulhá-los em solução de limpeza durante o uso ou executar escovas internas para remover os depósitos. O processo de limpeza do trocador de calor deve ser feito durante a manutenção do trocador de calor flutuante.

• Detecção de Vazamentos:

  Os usuários podem executar alguns testes simples para detecção de vazamentos. Se o trocador de calor flutuante tiver um vazamento de água, o nível de água no tanque de coleta aumentará e, se houver um vazamento de água de refrigeração, a temperatura do efluente será mais alta que o normal.

• Reajuste da Cabeça Flutuante:

  Devido à expansão e contração térmica durante o funcionamento do trocador de calor flutuante, ocasionalmente, a cabeça flutuante pode ficar solta e precisar ser readaptada. Uma inspeção regular e o readaptação da cabeça flutuante podem garantir o selamento adequado e o alinhamento dos feixes de tubos.

• Preste atenção à Corrosão:

  Para evitar a corrosão, devem ser escolhidos trocadores de calor flutuantes mal projetados ou com matérias-primas de baixa qualidade. Durante o uso, o valor de pH do meio e outros fatores devem estar dentro da faixa adequada. Além disso, ânodos de sacrifício ou inibidores de corrosão podem ser usados para proteger o equipamento da corrosão. Se a corrosão for encontrada durante a manutenção do trocador de calor flutuante, o reparo da corrosão deve ser feito rapidamente.

Cenários de Trocadores de Calor do Tipo Flutuante

A ampla aplicação industrial de trocadores de calor do tipo flutuante torna a demanda por eles no mercado bastante alta. Sua capacidade de resistir a flutuações de temperatura os torna um componente de máquina essencial para:

• Indústria de Alimentos e Bebidas

  A indústria de alimentos e bebidas utiliza refrigeração e pasteurização de trocadores de calor de tubo flutuante. Também é utilizado durante a esterilização de alimentos líquidos e para extração, concentração e evaporação.

• Geração de Energia

  Os trocadores de calor flutuantes são usados em usinas de geração de energia para auxiliar em condensadores, geradores de vapor e sistemas de refrigeração de turbinas. Esses trocadores ajudam a maximizar a extração de energia durante a geração de vapor. Eles fazem isso transferindo calor de gases de combustão, sistemas de caldeiras ou vapor para água, que acabará por produzir vapor que será usado para gerar energia.

• Processamento Petroquímico e Químico

  O trocador de calor flutuante é aplicável na indústria química e petroquímica para processamento químico. Também desempenha um papel fundamental na refinação de petróleo. É utilizado em condensadores, refrigeradores, reatores e separadores, etc.

• HVAC

  Os trocadores de calor flutuantes desempenham um papel crucial no sistema central de aquecimento, ventilação e ar condicionado de um edifício. Pode ser o trocador de calor de telhado, trocador de calor tubular ou mesmo trocador de calor de placas. Todos eles são utilizados para transferir a barraca entre o refrigerante e o ar ou água utilizados para fins de refrigeração e aquecimento.

• Marinha e Offshore

  Os trocadores de calor com chapas de tubos flutuantes são dispositivos importantes nas indústrias offshore e marítima. Eles são usados em plataformas, navios e plataformas de petróleo. O papel que desempenham é apoiar a sustentabilidade dos equipamentos utilizados no mar, como sistemas de refrigeração de embarcações, condensadores e dessalinizadores.

• HVAC

  Os trocadores de calor flutuantes desempenham um papel crucial no sistema central de aquecimento, ventilação e ar condicionado de um edifício. Pode ser o trocador de calor de telhado, trocador de calor tubular ou mesmo trocador de calor de placas. Todos eles são utilizados para transferir a barraca entre o refrigerante e o ar ou água utilizados para fins de refrigeração e aquecimento.

• Marinha e Offshore

  Os trocadores de calor com chapas de tubos flutuantes são dispositivos importantes nas indústrias offshore e marítima. Eles são usados em plataformas, navios e plataformas de petróleo. O papel que desempenham é apoiar a sustentabilidade dos equipamentos utilizados no mar, como sistemas de refrigeração de embarcações, condensadores e dessalinizadores.

Como Escolher Trocadores de Calor do Tipo Flutuante

Vários fatores precisam ser considerados ao escolher um trocador de calor de cabeça flutuante para uma determinada aplicação.

• Tipos de Fluidos: As propriedades químicas, físicas e térmicas dos fluidos que estão sendo usados precisam ser cuidadosamente consideradas. Isso inclui temperatura, pressão, viscosidade, fase (líquido ou gás), reatividade química e características de transferência de calor. Um trocador de calor de cabeça flutuante é ideal para lidar com dois fluxos que são tóxicos ou corrosivos. Além disso, se estiver trabalhando com um fluido pegajoso ou escasso, o trocador de calor de cabeça flutuante é um modelo adequado, pois é fácil de limpar.
• Condições de Operação: Os parâmetros de operação da aplicação devem ser determinados. Isso inclui a temperatura e a pressão do processo de transferência de calor. Essas condições devem estar dentro das limitações de projeto do trocador de calor de cabeça flutuante.
• Requisitos de Transferência de Calor: Os deveres de transferência de calor são cruciais ao determinar o tipo de trocador de calor a ser usado. A quantidade de calor (energia) que precisa ser transferida (adicionada ou removida) do fluxo de fluido deve ser determinada. Um cálculo é feito para descobrir a área de transferência de calor necessária para atingir a transferência de calor desejada. Uma vez que esta área é encontrada, o modelo específico do trocador de calor de cabeça flutuante com a área de superfície especificada pode ser escolhido.
• Projeto do Sistema e Restrições de Espaço: As considerações de projeto do sistema geral devem ser levadas em consideração. Isso inclui o espaço disponível para o trocador de calor, conexões de tubulação e arranjo.

Perguntas Frequentes sobre Trocadores de Calor do Tipo Flutuante

P1: Qual a diferença entre um trocador de calor de cabeça flutuante e um trocador de calor de cabeça fixa?

A1: Um trocador de calor de cabeça flutuante permite que a cabeça ou o canal traseiro se movam axialmente. Os trocadores de calor com cabeça fixa ou cabeçotes estacionários ligam as duas extremidades dos tubos de transferência de calor à casca. Eles são apropriados para substâncias não expansíveis.

P2: Onde os trocadores de calor de cabeça flutuante são usados?

A2: Os trocadores de calor de cabeça flutuante são ideais para uso em refinarias, reatores químicos, usinas de geração de energia e instalações de carvão para gás, entre outros.

P3: Como os fluidos fluem em um trocador de calor de cabeça flutuante?

A3: O trocador de calor flutuante possui um feixe de tubos com fluidos fluindo em cada tubo. Portanto, há um fluxo cruzado entre os fluxos em cada tubo. Consequentemente, permitindo uma troca de calor eficaz entre os fluidos em fluxo.

P4: Quais são os benefícios de usar um trocador de calor de cabeça flutuante?

A4: Os trocadores são fáceis de montar e desmontar. Eles também oferecem excelente desempenho térmico e têm resistência à degradação por incrustação. Além disso, eles se adaptam bem às condições de carga variáveis.