Produção e Transporte de Calor - Portal IDEA
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Produção e Transporte de Calor
Centro Universitário Jorge AmadoCurso: Engenharia de PetróleoProf: Danilo Sá Teles
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Nas aulas passadas...
• Formas de transmissão de calor– Condução– Convecção– Radiação
• Princípio da conservação de energia
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Nas aulas passadas...
• Trocadores de calor– Coeficiente de transferência de calor total– Fatores de incrustração (foligem)– Classificação e tipos de trocadores de calor– Temperatura média logarítimica– Cálculos envolvendo trocadores de calor
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Hoje...
• Fornos industriais– Introdução – Tipos de fornos industriais– Processos de geração e transporte de calor em
fornos industriais– Operação de fornos industriais– Combustão e combustíveis– Balanço de massa e de energia em fornos
industriais– Eficiência de fornos industriais.
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Fornos industriais
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Fornos industruais
• Um forno é, basicamente, um trocador de calor que usa os gases quentes da combustão para elevar a temperatura de um fluido circulando através de uma serpentina instalada no seu interior
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Fornos industruais
• Os fornos são usados em todos os processos que envolvem hidrocarbonetos e indústrias químicas como refinarias, plantas de gás, petroquímicas e refinarias de óleo combustível. o principal equipamento de
fornecimento de calor para as diversas correntes de uma Planta Industrial.
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Fornos industriais-composição-
• Um forno é composto por:• câmara de radiação• uma região superior, denominada de zona de
convecção• chaminé dos gases de combustão• sistema de combustíveis que suprem gás ou
óleo combustível para os queimadores.
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Combustão em fornos industriais
• Reação química de oxidação entre 2 substâncias (combustível e comburente), exotérmica, a alta temperatura e com ritmos intensos.
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Elementos químicos
COMBUSTÍVEIS• – CARBONO; C
– HIDROGÊNIO; H
– ENXÔFRE; S
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Elementos químicos
• Comburentes• – AR (Nitrogênio + Oxigênio)• – OXIGÊNIO (“Oxi-combustão”)
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Combustíveis industriais
• Gases• Líquidos • Sólidos
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Combustíveis industriais-Gases-
– GLP (Gás liquefeito de petróleo: 50% Butano;50% Propano)
– GN (Gás Natural: 85% CH4)
–GAF (Gás de alto forno: CO + H2 + CH4)
– GR (Gás de refinaria: CH+ H2 + etano+eteno )
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Combustíveis industriais-líquidos-
-- Óleo combustível
-- Diesel
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Combustíveis industriais-Sólidos-
– Carvão mineral
– Biomassa
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Calor de combustão
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Câmara de radiação
• Na câmara de radiação é instalada parte da serpentina de processo e onde é queimado um combustível através dos queimadores. Recebe esta denominação porque a transferência de calor se dá basicamente por radiação dos gases de combustão resultantes da queima do combustível.
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Câmara de convecção
• A zona de convecção é, normalmente, uma caixa de base retangular montada acima da câmara de radiação onde são instaladas a outra parte da serpentina de processo e as serpentinas de outros serviços, tais como: geração de vapor d´água, superaquecimento de vapor d´água, etc., com o objetivo de aumentar a eficiência do forno.
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Chaminé
• A chaminé é um trecho cilíndrico montado normalmente acima da seção de convecção, através do qual os gases de combustão são lançados para a atmosfera.
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Figura 3 - Esquema de um Forno Industrial
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Fornos industriais
· A temperatura de entrada do forno.
· A qualidade da carga e suas características térmicas.
· O poder calorífico do gás combustível.
· A pressão de entrada e saida do forno.
· A retirada ou colocação em operação de queimadores.
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Queimadores
• Queimadores São equipamentos responsáveis pela liberação de calor necessário para as diversas serpentinas de um forno, através da combustão de um ou mais combustíveis.
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Preaquecedores de ar de combustão
• Uma das maneiras normalmente adotadas para o aumento da eficiência térmica global de um forno é o preaquecimento do ar de combustão. Este preaquecimento é feito através de equipamentos onde o calor é transferido dos gases de combustão para o ar de combustão, reduzindo a temperatura de saída dos gases na chaminé, o que promove aumento da eficiência térmica.