Trocadores de calor de fumos

Tipos de Trocadores de Calor de Gases de Combustão

Trocadores de calor de gases de combustão são dispositivos projetados para absorver o calor dos gases de combustão que passam por eles. Os gases de combustão geralmente são muito quentes, e ao absorver esse calor, eles são capazes de pré-aquecer água ou qualquer outro líquido que passa por eles. Isso resulta em uma redução significativa na perda de calor do equipamento que emite o calor dos gases de combustão. Os trocadores de calor de gases de combustão são comumente usados em caldeiras, fornos e outros dispositivos de aquecimento. Vários tipos de trocadores de calor de gases de combustão podem ser classificados com base em seu projeto, aplicação e eficiência.

• Trocadores de calor ar-refrigerados: Um trocador de calor ar-refrigerado usa ar como meio de resfriamento ou aquecimento em processos industriais. Os trocadores de calor ar-refrigerados consistem em uma série de tubos com aletas e ventiladores. Enquanto o fluido quente passa pelos tubos com aletas, o calor é transferido do fluido através do tubo para as aletas e, finalmente, para o ar circundante. O processo de transferência de calor é geralmente auxiliado por ventiladores que sopram o ar ao redor das aletas.
• Trocador de calor de tubo duplo: É um tipo de troca de calor que consiste em um tubo externo e um tubo interno. A troca de calor ocorre quando o gás de combustão passa pelo tubo externo e um fluido diferente passa pelo tubo interno. Os trocadores de calor de tubo duplo são frequentemente usados para aplicações de troca de calor líquido-líquido.
• Trocadores de calor em espiral: Um trocador de calor em espiral é um dispositivo usado para recuperar e transferir calor entre dois fluidos. Em um trocador de calor em espiral, dois fluidos fluem em caminhos espirais fixos. O calor é transferido do fluido cuja temperatura é mais alta para aquele com uma temperatura mais baixa. Eles são usados na recuperação de calor residual, onde o calor de um gás ou líquido de alta temperatura é recuperado e transferido para um fluido de baixa temperatura.
• Trocadores de calor de casco e tubo: Este trocador consiste em uma combinação de casco e tubos. Na parte do casco, o gás de combustão está passando, enquanto um fluido de aquecimento passa pelos tubos. Os trocadores de calor de casco e tubo estão entre os trocadores de calor mais comumente usados e são ideais para aplicações de troca de calor líquido-líquido e gás-líquido.
• Trocadores de calor de placas: É um tipo de trocador de calor que consiste em várias placas finas soldadas juntas. Os trocadores de calor de placas são comumente usados na indústria de refino de petróleo, bem como na indústria petroquímica.

Especificações & Manutenção

As especificações do trocador de calor de gases de combustão podem variar dependendo do tipo. Aqui está uma breve visão geral dos tipos comuns e suas especificações.

• Trocador de Calor de Gases de Combustão: As dimensões de todo o corpo dos trocadores de calor de gases de combustão variam muito de acordo com as aplicações industriais e os equipamentos. Os tamanhos industriais populares incluem comprimento entre 1m-5m, largura/profundidade em torno de 0,5m-1,5m e altura de até 6m-8m.
• Trocador de Calor de Tubo: Os diâmetros dos tubos variam normalmente entre 10 mm e 50 mm, com passo dos tubos em torno de 25 mm-55 mm, em média. O comprimento do tubo varia com o dispositivo usado, sendo a média de cerca de 1-5m.
• Trocador de Calor de Placas: O trocador de calor de placas tem uma faixa de altura do núcleo de 500-3000 mm e uma faixa de largura do núcleo de 500-2000 mm. A quantidade de placas pode variar de 4 a 63, dependendo dos requisitos específicos de transferência de calor.
• Trocador de Calor Cilíndrico: O cilindro geralmente tem um comprimento entre 1m e 3m e um diâmetro de 0,5m-1,5m. O tamanho também pode ser personalizado de acordo com as necessidades do usuário.
• Trocador de Calor Retangular: Esses trocadores possuem literalmente compartimentos retangulares. A altura é entre 1m e 4m, com uma largura de cerca de 0,7m a 3,5m.
• Trocador de Calor Ar-Refrigerado: Este tipo de trocador tem um comprimento e largura entre 2m e 6m e uma profundidade de 2m a 4m. Ele é geralmente retangular.
• Trocador de Calor de Tubo Duplo: O diâmetro externo geralmente está entre 25 e 150 mm e o comprimento está entre 1 e 10 m. Os trocadores são geralmente feitos de acordo com o requisito para corresponder a um determinado volume.

Requisitos de Manutenção

A aplicação de trocadores de calor de gases de combustão é amplamente utilizada na indústria. A seguir estão as manutenções importantes que tornam os dispositivos robustos e duráveis.

• - Limpeza: A superfície precisa ser limpa regularmente para remover impurezas, manchas e contaminantes etc., que afetarão a eficiência da transferência de calor.
• - Inspeção: Inspeções regulares do trocador de calor devem ser realizadas para verificar se há danos, deformação ou vazamento. As partes de conexão, juntas e vedações devem ser verificadas para garantir que não haja vazamentos.
• - Lubrificação: Se o trocador de calor tiver partes móveis, elas devem ser lubrificadas para reduzir o atrito e o desgaste, prolongando assim a vida útil.
• - Substituição de componentes: Se peças como juntas ou vedações estiverem desgastadas ou danificadas, elas devem ser substituídas a tempo para garantir a estanqueidade e o desempenho de vedação do trocador.
• - Evite o superaquecimento e a sobrepressão: Os trocadores de calor de gases de combustão devem evitar o superaquecimento e a sobrepressão para evitar danificar o equipamento e colocar a segurança em risco.
• - Preste atenção à corrosão: Se os trocadores de calor de gases de combustão operarem em ambientes corrosivos, materiais ou revestimentos resistentes à corrosão devem ser usados. Além disso, inspeções e manutenções regulares devem ser implementadas.
• - Mantenha o fluxo de ar: Para trocadores de calor ar-refrigerados, é crucial garantir um fluxo de ar suficiente. Os operadores devem verificar se os ventiladores estão funcionando bem e se não há obstruções na passagem do ar.
• - Mantenha registros: Mantenha os registros de manutenção cuidadosamente. Dessa forma, os dados históricos serão preservados, facilitando a análise e o exame adicionais no futuro.

Usos de Trocadores de Calor de Gases de Combustão

Os trocadores de calor de gases de combustão têm várias aplicações. Eles são usados principalmente em instalações de fabricação industrial, bem como no setor de produção de energia. Nessas duas principais indústrias, trocadores de calor de caldeiras de recuperação de calor são usados. As caldeiras utilizam um sistema de aquecimento de água ou vapor para recuperar qualquer calor dos gases de combustão e reciclar o calor para aumentar a produção geral de energia. Isso também ajuda a minimizar e reduzir quaisquer custos de produção incorridos ao usar fontes de energia alternativas. A eficiência da planta ou instalação é aumentada em cerca de trinta a cinquenta por cento com esse método de reciclagem de calor.

Na indústria de petróleo e gás, os trocadores de calor ar-ar são comumente encontrados. Eles auxiliam e facilitam a transferência segura de calor de um gás para outro. Isso é feito usando tubos ou serpentinas de transferência separados para evitar que qualquer gás se misture com outro. Em áreas onde a transferência de calor entre dois fluidos é necessária, os trocadores são mais comumente usados. Eles são usados em plantas de fabricação, refinarias, instalações petroquímicas, usinas de energia, fábricas de papel e celulose, bem como sistemas de aquecimento distrital. Outro local comum onde os trocadores de calor de gases de combustão são usados é na indústria de processamento de alimentos. Aqui, eles auxiliam na secagem de produtos, bem como na pasteurização e esterilização de produtos para garantir a segurança e qualidade dos alimentos.

Uma tendência potencial no mercado é o uso de trocadores de calor de gases de combustão na indústria da maconha, onde a cannabis é cultivada. Cultivadores de cannabis em grande escala precisam manter os custos de produção baixos e os trocadores de calor podem ajudá-los a usar fontes de calor de forma mais eficiente.

Alguns outros exemplos de indústrias e cenários onde os trocadores de calor são usados incluem:

• Usinas nucleares usando trocadores de calor de evaporador para transferir calor de reações nucleares para a água para gerar vapor para as turbinas.
• Sistemas HVAC usando trocadores de calor ar-água para resfriar e desumidificar o ar interno em edifícios comerciais ou residências.
• A indústria de refrigeração, onde os trocadores de calor refrigerante-ar são usados em geladeiras e freezers para transferir calor do refrigerante para o ar dentro da unidade, que é então resfriado.

Como escolher trocadores de calor de gases de combustão

Ao escolher um trocador de calor de gases de combustão, um equilíbrio entre o desempenho geral e o projeto do trocador de calor é crucial, junto com o seguinte:

• Eficiência: A função principal de um trocador de calor é recuperar o calor dos gases de combustão. Assim, selecionar o trocador de calor com alta eficiência térmica é crítico.
• Queda de Pressão: A queda de pressão excessiva pode resultar em maior consumo de energia. Portanto, selecione trocadores de calor que tenham uma queda de pressão ideal.
• Materiais: Selecione o trocador de calor feito de materiais resistentes à corrosão. Isso garantirá durabilidade e longevidade mesmo quando exposto a ambientes hostis.
• Limpeza: Os trocadores de calor de gases de combustão são sujeitos a incrustações ao longo do tempo. Para garantir o desempenho a longo prazo, escolha trocadores de calor que possam ser facilmente limpos.
• Compacto e Leve: Trocadores de calor compactos e leves são fáceis de instalar e podem economizar espaço dentro do sistema.
• Custo: O custo inicial do trocador de calor, bem como o custo operacional devido à perda de energia, devem ser considerados.
• Sinergia com Outros Componentes: O trocador de calor deve funcionar perfeitamente com outros componentes do sistema, como caldeiras e filtros.
• Chamas Paradoras: Selecione os trocadores de chama paradora que podem suportar a pressão, temperatura e características do meio em fluxo do sistema.
• Disposição do Fluxo: Os trocadores de calor de gases de combustão estão disponíveis em várias configurações, incluindo contracorrente, fluxo paralelo, fluxo cruzado e escalonado.
• Disponibilidade Local de Suporte Técnico: Peças sobressalentes e serviços são necessários para garantir operações ininterruptas e uma produtividade suave.

Perguntas e Respostas sobre trocadores de calor de gases de combustão

P1: Os trocadores de calor de gases de combustão valem a pena?

R1: Os trocadores de calor de gases de combustão valem a pena quando os usuários desejam aumentar a eficiência do sistema, minimizar os custos operacionais e reduzir o impacto ambiental usando menos combustível. Estudos mostram que a troca de gases de combustão por ar de combustão fresco pode reduzir o uso de combustível em mais de 20%.

P2: Qual é o futuro dos trocadores de calor?

R2: A demanda por trocadores de calor está aumentando porque o mundo está caminhando para tecnologias de economia de energia. A tendência é para trocadores de calor compactos que funcionam bem em altas temperaturas. O trocador de calor de placas tem um futuro brilhante devido à sua alta eficiência térmica.

P3: Os trocadores de calor têm alguma desvantagem?

R3: As principais desvantagens são o custo, a manutenção e a possível queda de pressão. Eles são caros e aumentam a manutenção do sistema. Pode haver uma queda de pressão no sistema porque o trocador de calor resiste ao fluxo de ar ou gás.

P4: Quais trocadores de calor são populares?

R4: Os trocadores de calor de gases de combustão são populares porque recuperam o calor residual em muitas indústrias. O trocador de calor de gases de combustão agora é obrigatório em alguns países para cumprir as regulamentações de conservação de energia e ambientais.