Trocador de calor pré-aquecido

Tipos de Pré-Aquecedores

Um **pré-aquecedor** é um tipo de trocador de calor usado para pré-aquecer um fluido antes que ele entre em uma unidade de aquecimento principal ou processador. Isso não apenas utiliza uma fonte de calor residual para elevar a temperatura de um fluido, mas também melhora a eficiência geral do processamento.

• Pré-aquecedor de ar

  Um pré-aquecedor de ar utiliza diferentes tipos de câmaras de combustão para aquecer o ar antes que ele seja alimentado em um forno. Isso é geralmente usado nas indústrias de aço, cimento e energia. O ar aquecido aumenta a capacidade de produção, diminuindo a quantidade de combustível necessária para atingir a temperatura desejada.

• Pré-aquecedor de tambor rotativo

  Em um pré-aquecedor de tambor rotativo, gases quentes de combustores são usados para aquecer a matéria-prima. Esse tipo de pré-aquecedor também é comumente usado na indústria do cimento. Tanto o pré-aquecedor de ar quanto o pré-aquecedor de tambor rotativo podem ser classificados como pré-aquecedores de calor residual, pois utilizam o calor residual da indústria para melhorar a eficiência.

• Pré-aquecedor de água

  Um pré-aquecedor de água pode ser a gás, elétrico ou solar. Ele é usado para aquecer a água antes que ela entre em uma unidade de aquecimento principal, como uma caldeira. Os pré-aquecedores de água são frequentemente usados na indústria de alimentos e bebidas para garantir operações limpas e seguras do sistema.

• Pré-aquecedor de hidrocarbonetos

  Um pré-aquecedor de hidrocarbonetos é um aparelho que aumenta a temperatura de substâncias hidrocarbonetadas, como petróleo bruto, antes de passá-las por uma torre de destilação ou unidade de craqueamento. Esse tipo de pré-aquecedor é essencial em refinarias para melhorar a eficiência do processamento e reduzir o consumo de energia.

• Pré-aquecedor em linha

  Em um pré-aquecedor em linha, a água aquecida é circulada pelo sistema para elevar a temperatura do fluido que precisa ser aquecido. Os pré-aquecedores em linha são comumente usados em processos de usinagem onde o óleo tem que ser aquecido antes de poder ser usado para lubrificar e resfriar as ferramentas de corte.

Especificações e Manutenção

Como dispositivos de aquecimento industrial, a especificação de trocadores de pré-aquecimento geralmente depende da capacidade da máquina de lidar com gás ou fluido em aplicações industriais. O tamanho da máquina é mencionado nas unidades de produção por hora. Unidades maiores são geralmente preferidas para maior eficiência de produção e aplicações industriais. O material deve ser aço liga resistente ao calor ou aço inoxidável para que o processo de aquecimento e resfriamento ocorra suavemente e não afete a vida útil da máquina. As máquinas são construídas para suportar uma faixa de temperatura de qualquer lugar entre 115 graus Celsius a 300 graus Celsius. A pressão seria superior a 700 psi para funcionar de forma eficaz. A temperatura dos fluidos varia dependendo da indústria; por exemplo, a água pode chegar a 370 graus Celsius nas indústrias de petróleo.

Geralmente, os trocadores de grande porte são limpos quimicamente porque são fixos. Os clientes perguntarão sobre os métodos de limpeza e os possíveis efeitos negativos na segurança e eficiência dos trocadores de calor. Eles devem saber que muitos trocadores de calor podem ser limpos mecanicamente, e a limpeza rápida pode ser feita para trocadores de calor de placas que não estão operando com a máxima eficiência. Alguns trocadores de calor de placas em funcionamento podem ser limpos com água desmineralizada nas placas que podem ser repetidamente lavadas através delas assim que forem consideradas sujas. Muitos trocadores de calor podem ser limpos com jato de gelo seco que funciona digerindo a sujeira ou partes dos revestimentos e sugando-os para fora.

Dicas de Manutenção

• Inspeção: Todo o sistema, conexões elétricas, grampos, suportes de tubulação, isolamento e linhas de refrigerante devem ser inspecionados para verificar se há vazamentos e peças soltas.
• Hardware: Todas as peças móveis devem ser lubrificadas, e as condições da correia devem ser verificadas pelo menos uma vez por mês para evitar ruídos e desgaste. O hardware com ferrugem deve ser substituído para garantir o alinhamento e o funcionamento adequados do sistema.
• Peças limpas: Todas as pás do ventilador e pré-filtro ou telas devem ser limpas a cada três meses ou no início de cada estação. Dessa forma, a sujeira, os depósitos e o trilho de poeira se acumulam ao longo do tempo para evitar a capacidade total do sistema e o consumo eficiente de energia.
• Pré-tratamento: A água que veio do pré-aquecedor é tratada quimicamente antes de ir para o aquecedor. Não possui depósitos minerais, mas sim mais calor necessário em vez de depósitos minerais. Com o tempo, qualquer problema mineral aparece; pode ser levado para as instalações de tratamento químico em vez de para o trocador de calor.
• Amortecedor: Certifique-se de que o amortecedor do sistema opere corretamente ou não fique preso em uma posição sem fluxo de ar adequado através dele quando deveria funcionar suavemente e conforme necessário. Aplique um lubrificante nos pontos de pivô do amortecedor para evitar corrosão.

Cenários de Pré-Aquecedores

Três indústrias típicas que usam pré-aquecedores são petróleo e gás, geração de energia e processamento químico.

Na indústria de petróleo e gás, os pré-aquecedores são usados principalmente em refinarias. Eles precisam fazer o petróleo bruto atingir um nível de qualidade melhor, processando-o e utilizando diferentes tipos de petróleo com maior eficiência. Isso reduzirá custos e tornará o processo industrial mais sustentável.

Na indústria de processamento químico, os trocadores são usados principalmente no setor de fabricação de produtos químicos. Eles apoiam diretamente a criação de produtos químicos utilizando matérias-primas, como petroquímicos e plantas. O processo é que as reações químicas, que podem ser exotérmicas ou endotérmicas, liberam calor. Os pré-aquecedores absorvem o calor liberado na reação química. Essa energia aquecida é então usada para aquecer outras unidades ou reatores.

Para plantas na indústria de alimentos e bebidas, os pré-aquecedores são críticos para ajudar as plantas a atender aos padrões de segurança alimentar e aos requisitos de higiene. Como a indústria de alimentos e bebidas tem que usar processos de esterilização e pasteurização para garantir que os produtos oferecidos sejam seguros, os pré-aquecedores são usados para conservar e reciclar o calor. Isso não apenas economiza energia, mas também reduz a pegada ambiental das fábricas de alimentos e bebidas e ajuda as empresas a atingir seus objetivos de sustentabilidade.

Como Escolher Pré-Aquecedores

• Necessidades de aplicação industrial:

  Avalie o objetivo da máquina, plantas ou fábricas etc. onde o pré-aquecedor é necessário. Considere aspectos críticos como os tipos de fluidos com os quais ele trabalhará e seus volumes/vazões, por que ele é essencial (qual função ele deve desempenhar), quais fontes de energia estão disponíveis para aquecimento (por exemplo, calor residual de outro processo ou gás natural) e restrições de espaço onde o equipamento irá. Concentre-se em unidades de qualidade industrial em vez de unidades menores feitas para uso doméstico.

• Compatibilidade com outros sistemas:

  Determine se o trocador se integrará perfeitamente às configurações existentes. Verifique se suas conexões correspondem às de canos e bombas atualmente em uso. Além disso, avalie se sua capacidade de transferência de calor atende aos outros equipamentos para que todos os componentes possam trabalhar bem juntos sem qualquer tensão ou ineficiência causada por dimensionamento inadequado.

• Construção e materiais:

  Opte por materiais duráveis e de alta resistência, cuidadosamente projetados para resistir às demandas industriais ao longo do tempo. Escolha elementos resistentes à corrosão ou danos de temperaturas, pressões ou fluidos de contato extremos. Isso ajuda a garantir a durabilidade e confiabilidade do trocador de calor em ambientes industriais exigentes.

• Eficiência energética e desempenho:

  Selecione uma unidade de alto desempenho projetada para máxima recuperação de energia através de transferência de calor eficiente. Boa eficiência minimiza os custos operacionais, reduzindo o consumo de combustível e também reduz o impacto ambiental, diminuindo as emissões de carbono desperdiçadas. Concentre-se em modelos com recursos de otimização, como acionamentos de velocidade variável incorporados em bombas que consomem muita energia conectadas ao trocador.

• Tamanho e capacidade:

  Avalie cuidadosamente os requisitos de produção agora e no futuro, levando em consideração possíveis mudanças, como maiores volumes de produção ou demandas adicionais das instalações. Escolha um trocador de tamanho adequado que possa lidar com a capacidade de processamento necessária sem ser muito grande, o que levaria a custos e ineficiências desnecessários.

• Custo e orçamento:

  Avalie os gastos totais do ciclo de vida, não apenas o preço de compra inicial. Considere as economias de longo prazo com a eficiência energética, reparabilidade, rede de suporte de serviço e desempenho confiável que evitarão paradas de produção caras. Selecione um modelo cujo valor se alinhe às restrições de orçamento, atendendo ainda às necessidades de aplicação industrial principais. Esteja ciente das limitações fiscais, mas priorize também fatores críticos em relação ao baixo custo.

Perguntas Frequentes sobre Pré-Aquecedores

P1: Existem alternativas ao pré-aquecedor em um trocador de calor?

A1: Em plantas industriais onde o calor é escasso, regeneradores podem ser usados para recuperar calor do processo anterior e utilizá-lo para iniciar o aquecimento de material fresco.

P2: Existem riscos associados a pré-aquecedores em trocadores de calor?

A2: O principal risco do pré-aquecedor é o superaquecimento, o que pode produzir rachaduras térmicas. Outros riscos incluem formação de hidratos, corrosão por calor e incrustações.

P3: Como os pré-aquecedores melhoram a eficiência energética em trocadores?

A3: Pré-aquecendo o fluido de entrada usando o calor residual do fluido de saída, o consumo de energia do aquecedor para o fluido de entrada é reduzido.

P4: Qual é a vida útil de um pré-aquecedor em um trocador?

A4: Dependendo do material, da temperatura de operação e dos fluidos, os aquecedores podem durar de 5 a 10 anos com condições ótimas e manutenção regular.