Equipamentos Sob Medida para Serviço Térmico Exigente
Economizadores, pré-aquecedores de ar, superaquecedores, condensadores e sistemas de recuperação de calor projetados para condições de incrustação, pressão, temperatura, corrosão e erosão com que os equipamentos padrão não conseguem lidar
TIPOS DE EQUIPAMENTOS
Equipamentos de Troca Térmica
Cada projeto parte dos requisitos do processo e das restrições de arranjo. Nossos engenheiros dimensionam e detalham equipamentos de troca térmica desde serviço convencional até aplicações de serviço severo: ambientes de alta pressão, alta temperatura, corrosivos, erosivos, multifásicos e com lamas (slurry). Cada unidade é projetada conforme os códigos e normas aplicáveis, com materiais, geometria e provisões de limpeza adaptados ao processo.
Os economizadores de água de alimentação de tubo liso e aletado recuperam calor dos gases de combustão da caldeira (limpos e carregados de cinzas) para pré-aquecer a água de alimentação, melhorando a eficiência global da caldeira. A seleção do material dos tubos, a geometria das aletas e o arranjo dos corredores de sopradores de fuligem são projetados para se adaptar ao tipo de combustível, à composição dos gases de combustão e das cinzas, e às características de incrustação de cada instalação. O projeto conforme ASME Seção I com análise do fator de incrustação assegura um desempenho confiável e duradouro, e a conformidade com o código. Podem ser economizadores de substituição para se ajustar a um espaço fixo ou para instalações novas. Na ausência de desenhos, escaneamos o sistema com laser 3D para garantir um ajuste adequado.
Escopo de fornecimento
- Configurações de tubo liso ou aletado
- Projetos com e sem geração de vapor
- Gases de combustão limpos ou carregados de cinzas
- Multiestágio para o posicionamento de SCR disponível
- Análise de incrustação específica para as cinzas do combustível
- ASME Seção I (CRN e PED disponíveis)
Os pré-aquecedores de ar tubulares aquecem indiretamente o ar de combustão (dissipador de calor) por meio de uma fonte de calor (geralmente gases de combustão, mas também pode ser vapor ou água quente). A corrosão da extremidade fria é um foco principal do projeto, particularmente com combustíveis de alta umidade, mesmo com componentes ácidos modestos no combustível, onde a condensação ácida corrói as superfícies dos tubos. O by-pass do aquecedor de ar, a configuração do aquecedor de ar e a seleção de materiais são projetados para equilibrar a recuperação de calor frente aos problemas de corrosão.
Escopo de fornecimento
- Gases de combustão dentro ou sobre os tubos (necessidades de limpeza de tubos)
- Análise do ponto de orvalho ácido e seleção do material dos tubos
- Sistemas de by-pass disponíveis fornecidos com estratégia de controle
- Projetos de alta pressão do lado do ar disponíveis
- Projeto com limpeza ativa (com sopradores de fuligem) disponível
- Eficiência térmica ponderada frente às realidades do sistema (ponto de orvalho ácido, pressões estáticas dos ventiladores, requisitos de combustão)
Os superaquecedores e reaquecedores elevam a temperatura do vapor acima da saturação para a geração de energia e as aplicações de processo de alta temperatura. O arranjo de tubos, o projeto dos coletores e a seleção de materiais são regidos pelas condições de vapor exigidas, pelo perfil de temperatura dos gases de combustão, pelos componentes das cinzas e pelas temperaturas de metal admissíveis. A ASME Seção I rege a espessura de parede, a eficiência de ligamento e o projeto dos suportes tanto para obra nova quanto para projetos de substituição.
Escopo de fornecimento
- Arranjos de tubos radiantes, de convecção e pendentes
- Projetos de balanceamento de vazão do lado do vapor
- Projeto conforme ASME Seção I
- Seleção e espessuras conservadoras do metal dos tubos (para condições de perturbação e variabilidade do combustível)
- Projetos de um ou vários estágios: atemperação entre estágios
- Obra nova, retrofit (projeto aprimorado ou maior desempenho) ou substituição idêntica
Os trocadores de calor de casco e tubos tipo TEMA sob medida lidam com tarefas de aquecimento, resfriamento, condensação e vaporização de processo para aplicações exigentes de bio-lama, especialmente para reatores e recuperadores de carbonização hidrotérmica. O material dos tubos, o arranjo das chicanas e a configuração do casco são selecionados para otimizar a troca térmica ao mesmo tempo em que se gerenciam a perda de carga, a incrustação e a integridade mecânica. O projeto segue ASME Seção VIII Div. 1 e Div. 2.
Escopo de fornecimento
- Configurações de trocador tipo TEMA
- Projeto conforme ASME Seção VIII Div. 1 e Div. 2
- Otimização do material dos tubos e do arranjo das chicanas
- Classificação térmica e projeto mecânico
- Tarefas de aquecimento, resfriamento e condensação de processo
- Análise de incrustação e corrosão
Os geradores de vapor de recuperação de calor capturam o calor residual de turbinas a gás, motores alternativos e correntes de exaustão de processo para produzir vapor destinado à geração de energia ou ao uso de processo. Cada HRSG é dimensionado conforme a temperatura, a vazão mássica e a composição do gás de exaustão da fonte de calor. A engenharia abrange do dimensionamento preliminar ao projeto detalhado, incluindo o dimensionamento do tubulão, a análise do circuito do evaporador e a avaliação da combustão suplementar para aplicações de ciclo combinado, cogeração e recuperação de calor residual.
Escopo de fornecimento
- Aplicações de ciclo combinado e cogeração
- Recuperação de calor residual de turbinas e exaustão de processo
- Dimensionamento do tubulão e análise do circuito do evaporador
- Avaliação da combustão suplementar
- Projeto da distribuição de vazão por meio de CFD
- Configurações de múltiplos níveis de pressão
Os sistemas de condensado de processo e de purga de caldeira contêm calor valioso, mas de menor grau. O condensado de processo deve ser normalizado antes de ser devolvido ao desaerador, o que normalmente é feito em um tanque de flash atmosférico. A CPE projeta sistemas de recuperação de vapor flash que revalorizam esse calor e o recuperam de volta para o processo, o que permite aumentar a produção e o rendimento, reduzir as emissões ou diminuir os custos de combustível. O vapor flash é utilizado de muitas maneiras possíveis, conforme a aplicação de processo específica (p. ex., mistura direta para aquecimento de água, aquecimento indireto de água ou ar, termocompressão, revalorização por meio de bombas de calor, etc.).
Escopo de fornecimento
- Análise pinch para confirmar os dissipadores de calor disponíveis
- Estudo de opções tecnológicas para confirmar a solução mais confiável e eficiente (inclui análise de sensibilidade dos purgadores de vapor de processo)
- Projeto totalmente integrado com os pontos de conexão da planta (por meio de digitalização a laser 3D)
- Projeto e fornecimento completos do vaso de pressão e da tubulação de processo
- Automação e treinamento de operadores (em diferentes cenários de operação)
- Sistemas completos empacotados e montados em skid
Os economizadores de água de alimentação de tubo liso e aletado recuperam calor dos gases de combustão da caldeira (limpos e carregados de cinzas) para pré-aquecer a água de alimentação, melhorando a eficiência global da caldeira. A seleção do material dos tubos, a geometria das aletas e o arranjo dos corredores de sopradores de fuligem são projetados para se adaptar ao tipo de combustível, à composição dos gases de combustão e das cinzas, e às características de incrustação de cada instalação. O projeto conforme ASME Seção I com análise do fator de incrustação assegura um desempenho confiável e duradouro, e a conformidade com o código. Podem ser economizadores de substituição para se ajustar a um espaço fixo ou para instalações novas. Na ausência de desenhos, escaneamos o sistema com laser 3D para garantir um ajuste adequado.
Escopo de fornecimento
- Configurações de tubo liso ou aletado
- Projetos com e sem geração de vapor
- Gases de combustão limpos ou carregados de cinzas
- Multiestágio para o posicionamento de SCR disponível
- Análise de incrustação específica para as cinzas do combustível
- ASME Seção I (CRN e PED disponíveis)
Os pré-aquecedores de ar tubulares aquecem indiretamente o ar de combustão (dissipador de calor) por meio de uma fonte de calor (geralmente gases de combustão, mas também pode ser vapor ou água quente). A corrosão da extremidade fria é um foco principal do projeto, particularmente com combustíveis de alta umidade, mesmo com componentes ácidos modestos no combustível, onde a condensação ácida corrói as superfícies dos tubos. O by-pass do aquecedor de ar, a configuração do aquecedor de ar e a seleção de materiais são projetados para equilibrar a recuperação de calor frente aos problemas de corrosão.
Escopo de fornecimento
- Gases de combustão dentro ou sobre os tubos (necessidades de limpeza de tubos)
- Análise do ponto de orvalho ácido e seleção do material dos tubos
- Sistemas de by-pass disponíveis fornecidos com estratégia de controle
- Projetos de alta pressão do lado do ar disponíveis
- Projeto com limpeza ativa (com sopradores de fuligem) disponível
- Eficiência térmica ponderada frente às realidades do sistema (ponto de orvalho ácido, pressões estáticas dos ventiladores, requisitos de combustão)
Os superaquecedores e reaquecedores elevam a temperatura do vapor acima da saturação para a geração de energia e as aplicações de processo de alta temperatura. O arranjo de tubos, o projeto dos coletores e a seleção de materiais são regidos pelas condições de vapor exigidas, pelo perfil de temperatura dos gases de combustão, pelos componentes das cinzas e pelas temperaturas de metal admissíveis. A ASME Seção I rege a espessura de parede, a eficiência de ligamento e o projeto dos suportes tanto para obra nova quanto para projetos de substituição.
Escopo de fornecimento
- Arranjos de tubos radiantes, de convecção e pendentes
- Projetos de balanceamento de vazão do lado do vapor
- Projeto conforme ASME Seção I
- Seleção e espessuras conservadoras do metal dos tubos (para condições de perturbação e variabilidade do combustível)
- Projetos de um ou vários estágios: atemperação entre estágios
- Obra nova, retrofit (projeto aprimorado ou maior desempenho) ou substituição idêntica
Os trocadores de calor de casco e tubos tipo TEMA sob medida lidam com tarefas de aquecimento, resfriamento, condensação e vaporização de processo para aplicações exigentes de bio-lama, especialmente para reatores e recuperadores de carbonização hidrotérmica. O material dos tubos, o arranjo das chicanas e a configuração do casco são selecionados para otimizar a troca térmica ao mesmo tempo em que se gerenciam a perda de carga, a incrustação e a integridade mecânica. O projeto segue ASME Seção VIII Div. 1 e Div. 2.
Escopo de fornecimento
- Configurações de trocador tipo TEMA
- Projeto conforme ASME Seção VIII Div. 1 e Div. 2
- Otimização do material dos tubos e do arranjo das chicanas
- Classificação térmica e projeto mecânico
- Tarefas de aquecimento, resfriamento e condensação de processo
- Análise de incrustação e corrosão
Os geradores de vapor de recuperação de calor capturam o calor residual de turbinas a gás, motores alternativos e correntes de exaustão de processo para produzir vapor destinado à geração de energia ou ao uso de processo. Cada HRSG é dimensionado conforme a temperatura, a vazão mássica e a composição do gás de exaustão da fonte de calor. A engenharia abrange do dimensionamento preliminar ao projeto detalhado, incluindo o dimensionamento do tubulão, a análise do circuito do evaporador e a avaliação da combustão suplementar para aplicações de ciclo combinado, cogeração e recuperação de calor residual.
Escopo de fornecimento
- Aplicações de ciclo combinado e cogeração
- Recuperação de calor residual de turbinas e exaustão de processo
- Dimensionamento do tubulão e análise do circuito do evaporador
- Avaliação da combustão suplementar
- Projeto da distribuição de vazão por meio de CFD
- Configurações de múltiplos níveis de pressão
Os sistemas de condensado de processo e de purga de caldeira contêm calor valioso, mas de menor grau. O condensado de processo deve ser normalizado antes de ser devolvido ao desaerador, o que normalmente é feito em um tanque de flash atmosférico. A CPE projeta sistemas de recuperação de vapor flash que revalorizam esse calor e o recuperam de volta para o processo, o que permite aumentar a produção e o rendimento, reduzir as emissões ou diminuir os custos de combustível. O vapor flash é utilizado de muitas maneiras possíveis, conforme a aplicação de processo específica (p. ex., mistura direta para aquecimento de água, aquecimento indireto de água ou ar, termocompressão, revalorização por meio de bombas de calor, etc.).
Escopo de fornecimento
- Análise pinch para confirmar os dissipadores de calor disponíveis
- Estudo de opções tecnológicas para confirmar a solução mais confiável e eficiente (inclui análise de sensibilidade dos purgadores de vapor de processo)
- Projeto totalmente integrado com os pontos de conexão da planta (por meio de digitalização a laser 3D)
- Projeto e fornecimento completos do vaso de pressão e da tubulação de processo
- Automação e treinamento de operadores (em diferentes cenários de operação)
- Sistemas completos empacotados e montados em skid
EXEMPLOS DE PROJETOS
Engenharia de troca térmica
exemplos de projetos
Auditorias Energéticas
Auditoria Energética Identifica Grandes Oportunidades de Economia de Combustível em uma Indústria de Especialidades Químicas
A CPE avaliou sistemas interligados de caldeiras, vapor, condensado e recuperação de calor residual em uma indústria de especialidades químicas, identificando um potencial de economia de 17 MMBtu/h de gás natural e desenvolvendo estratégias práticas para projetos de eficiência térmica e redução de emissões de GEE.
Investigação de Causa Raiz
Caminho de contaminação de vapor rastreado até a origem
Múltiplos caminhos de contaminação no sistema de vapor e condensado; a causa principal: corrosão galvânica em tubulação galvanizada após um sistema de osmose reversa (OR).
Desgargalamento
Desgargalamento e Expansão de Capacidade em Unidade de Biochar
Uma análise abrangente do rendimento de pirólise com balanço de massa e energia para identificar restrições de processo e equipamento e traçar o caminho para triplicar a capacidade de produção de biochar.
O DIFERENCIAL CPE
Engenheiros que dimensionam, especificam
e solucionam problemas desses equipamentos
Os engenheiros da CPE projetam, solucionam problemas e otimizam os sistemas de caldeira, vapor e processo onde esse equipamento opera. Esse conhecimento de domínio aparece nas seleções de materiais, nas automações de sistemas, nos envelopes de operação e nas decisões de arranjo.
Profundidade em código ASME
Projetos conforme Seção I, Seção VIII, B31.1 e B31.3
Especialização em análise térmica
Balanço de massa e energia, troca térmica, dinâmica de fluidos, análise do fator de incrustação, análise da química vapor/água, CFD para a distribuição de vazão e FEA para a tensão térmica, aplicados às decisões sobre os equipamentos de troca térmica.
Ciclo de vida completo do equipamento
De estudos de dimensionamento preliminar, passando por FEED, projeto detalhado, suporte de fabricação, verificação de desempenho em campo, até a avaliação da integridade dos ativos.
Amplitude de setores
Refinarias, celulose e papel, açúcar, alimentos e bebidas, processamento químico, geração de energia, etanol, óleos comestíveis e mais: a CPE projeta sistemas completos sob medida para cada aplicação.
Tem uma dúvida sobre
troca térmica?
Conte-nos sobre o seu equipamento e informaremos como a CPE pode ajudar.
NOSSOS SERVIÇOS
Profundidade de Engenharia em Todo o Ciclo de Vida do Projeto
Da avaliação inicial até entregas prontas para construção: caldeiras, sistemas de combustão, vapor e condensado, controle de emissões e infraestrutura de energia.
