Produção e Transporte de Calor
Centro Universitário Jorge Amado Curso: Engenharia de Petróleo
Nas aulas passadas...
• Formas de transmissão de calor
– Condução – Convecção – Radiação
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
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
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
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.
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.
Combustão em fornos industriais
• Reação química de oxidação entre 2 substâncias (combustível e comburente), exotérmica, a alta temperatura e com ritmos intensos.
Elementos químicos
COMBUSTÍVEIS
• – CARBONO; C – HIDROGÊNIO; H – ENXÔFRE; S
Elementos químicos
• Comburentes
• – AR (Nitrogênio + Oxigênio)
Combustíveis industriais
• Gases
• Líquidos • Sólidos
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)
Combustíveis industriais
-líquidos-
-- Óleo combustível -- Diesel
Combustíveis industriais
-Sólidos-
– Carvão mineral – Biomassa
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.
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.
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.
Figura 3 - Esquema de um Forno Industrial
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
• Queimadores São equipamentos responsáveis pela liberação de calor necessário para as diversas serpentinas de um forno, através da combustão de um ou mais combustíveis.
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.
