NEW ADVANCED TECHNOLOGY TO HEAT DIRECTLY ANY KIND OF FLUIDS BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION

NEW ADVANCED TECHNOLOGY TO HEAT DIRECTLY ANY KIND OF FLUIDS BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION

(DIFHEMI-1983-2015)

ABSTRACT: 

In 1983, while the world economy was looking for alternatives to avoid global warming, with the implementation of the new guidelines initiated by the Kyoto Protocol in 1997**, at the same time having to face an increasingly competitive market, our society, anticipating the future, decided to innovate by starting the production of DIFHEMI (acronym of Direct Fluid Heating by Electromagnetic Induction). After countless calculations and practical experiences, the Thermal Engineering Department has successfully developed and created its own equation for accurate calculation of DIFHEMI in any fluid inductive heating situation, aligned with an experimental prototype, introduced on the market this current, innovative and revolutionary heating industry technology, whose equipment allows achieving unprecedented Exergetics* income, typically greater than 98% and heating directly any kind of fluid, liquid or gas.

INTRODUCTION:

Steam or thermal oil has been used all around the world and for a long time now, heated by means of non-renewable energy sources, such as fossil fuels or electrical resistances, which indirectly, usually by heat exchangers, heat fluids (liquids and gases) in industrial processes. These systems, though valid, has many deficiencies. Burners are pollutants that go against the Kyoto Protocol and generate high thermal losses over the heating processes and, consequently, low Exergetic* value. For instance, in the first stage of use of a boiler to heat up any fluid, energy is lost by the burning fuel process. In the second stage, more energy is lost in order to transfer the heat generated by the flame to the wall of the vessel containing water. On the other hand, more energy is lost in the third stage when the container transfers its energy to vaporize the water. In the fourth stage, even more energy is lost to heat the pipes and the heat exchanger; when steam heats, indirectly, any kind of fluid resulting in another energy loss. If we perform an Exergoeconomic* analysis, adding these losses, in other words, an Exergetic* control of the various components, a low utilization of the thermal potential is found, and consequently, a high operating cost, in general.

THE ORIGIN, THE CONCEPT AND HOW IT WORKS: 

The origin of its conception goes back on the principles of Electrical Power Transformer with the use of Exergy* generated by magnetic induction. Its heating system transcends all others due to its simplicity and security, considering its predecessors to be thermodynamically obsolete. By comparison, if we want to heat any fluid with the DIFHEMI, it will not be necessary to go through all those stages described above, we simply use Exergy* generated by electromagnetic induction and the fluid will be warmed up in only one stage. With DIFHEMI, fluid enters the inlet tube, goes through the long internal tube bundles and goes out the outlet tube, immediately heated to the target temperature, pressure and flow, with great use of energy and operational simplicity. The DIFHEMI does not generates pollution of any kind, has no noise, is static, does not require any peripheral equipment, is naturally cooled, needs no complicated government and environmental agency permissions and controls, does not provide risks of explosion and does not require maintenance, just like an Electrical Transformer. Extremely superior from a thermodynamic standpoint of 10-30%, compared to traditional heaters, the equipment works automatically, is compact, easy to install and requires little investment and low operating costs. So, why not make it easier? Instead of going through all four stages losing a lot of energy, why not going through only one stage gaining energy? For a better goal and wider use of Exergy* available, we introduced this heating system to the market, eliminating the losses of conventional systems of indirect heat exchange and its respective transportation, since it can be located close to the points of consumption due to its reduced installation space. The concept can be summarized in applying voltage in the primary coil, getting heat from the secondary coil tube bundle, which through Joule effect, since the coil has its terminals short-circuited, all energy applied to the primary will be transformed into thermal energy in the secondary, where the fluid circulates, providing high an Exergetic* thermoelectric efficiency of at least 98%. 
See below:

1. Magnetic grains oriented steel lamination core

2. Inductor Coil

3. Stainless steel tube coil heater

4. Stainless steel flanges welded at the ends of tube coil

5. Flange welded contact (tube coil short-circuit)

6. Internal heating coil insulation

7. External heating coil insulation

8. Tube wall over temperature detector

9. Inlet-outlet heating coils connections

DIFHEMI APPLICATIONS:

The DIFHEMI presents the best solution for the direct heating of any type of fluid among dozens of applications in the field of Thermal Engineering. List of the most common ones:

Thermal fluid heating for:

• molding tools,

• thermal traces,

• chemical reactors,

• oils or chemical storage tanks, tunnels and presses for vulcanization of rubber.

Direct heating of corrosive solutions, acid or basic.

Direct heating of easily cracking and ultra-viscous oils, such as:

• Heavy Combustible oils,

• Pitches and binders.

Direct heating of any type of gas, such as:

• Room air,

• Air for dryers, compressed air,

• Propane, butane and natural gas Hydrogen, oxygen, nitrogen.

Direct heating of any type of flammable fluid, such as:

• Gasoline,

• Ethanol,

• Aviation kerosene; Industrial solvents; Alcohols groups etc.

Other application:

• Bath heating for surface treatment (pickling, cleaning etc.),

• Distillation and concentration of chemicals,

• Laundries and car washes,

• Pharmaceutical processes,

• High purity water,

• Super steam heating and generation of steam,

• Pasteurization of juices, HTST and UHT milk,

• Manufacturing of resins and pigments,

• Deodorization of edible oils,

• Biodiesel production,

• Manufacturing of fibers, polyester,

• Application in glass, aluminium, mining, iron pelletizing and cement production, pulp production and cathodes Soderberg for aluminium industry,

• Operations in hazardous areas in the chemical and oil industries,

• Recycling in the refining of used automotive oils,

• In all industrial processes that require directly or indirectly fluids heating.

  

DIFHEMI ADVANTAGES COMPARED TO OTHERS HEATING SYSTEMS:

Advantages of DIFHEMI over other fluid heating systems:

1. It is safe because it operates with ZERO voltage between the mains and the equipment because the tubular bundles are isolated from the electrical system,

2. It can be operated in hazardous areas,

3. It needs no maintenance, it has no moving parts, it works 24/7, 365 days/year,

4. It can operate at high temperatures and pressures, as well as at high powers (no limit power, just at size),

5. Compact format and modular installation, it can be installed near the place where heating is needed, saving space,

6. Low temperature on the walls of the inner tubes avoiding hot point, cracking, carbonization or chemical alteration of the fluid to be heated,

7. Zero fluctuations in operating temperature, which means, constant temperature during the process,

8. Dry working system and it is cooled naturally,

9. Free from generation of waste in the thermal fluid heating due to non-corrosiveness,

10. Elimination of all maintenance costs, installations and related contracts, as in boilers,

11. Complete safety for the operator and the whole process,

12. Elimination of steam transport tubes,

13. Low thermal inertia, immediate response after energizing, fluid heats up quickly,

14. There's no need for vents or anti-pollution system,

15. It has no elements such as electrical resistance that require maintenance (replacements),

16. The fluid is heated homogeneously and at strictly controlled temperature

17. It does not produce any noise,

18. It does not provide risk of explosion,

19. Environmental and financial gain from issuance of CERs (carbon credits) by reducing polluting emissions **

CONCLUSIONS AND WHY CHANGE TO DIFHEMI: 

Taking into account the operational advantages of DIFHEMI such as quality, strength of the equipment, security, heating output, as well as versatility in heating, direct or indirectly, any type of fluid, makes DIFHEMI the most efficient, advanced, modern and revolutionary heating equipment in the field of Thermal Engineering. Since 1983, for 32 years, DIFHEMI has been sold for over 100 satisfied companies, such as: Saint-Gobain, International Paper, Petrobras, Alcoa, Gillette, Air Liquide, Embraer, Vale, Eletrobras, Ajinomoto, CSN, Unipar, Monsanto, Eucatex, Belgo, Tupy, Lwarcel, CBC, Anglogold, Elkem, CBA, Ibar, Klabin, West Pharmaceutical, TAM, Citroflavour, Jakko Poyry, Magnesita, Labortex, Ucar, AkzoNobel, Mahle, Gerdau, Bechtel, Fosfertil, ABB, Cargil, Rhodia-Solvay, Dupon, Votorantin, Alcan, Fiat, Okko, Esmaltec, SuzanoPapel & Celulose, Café Uniao, Kinross, AngloGold Ashanti and so on.

 The attached pictures show the equipment.

ALCOA- Italy 990KW Thermal Fluid at 300 °C, pressure 6 Bar

  

Basic operation circuit diagram for Thermal fluid system below:

 PETROBRÁS S.A. Heating of Gas Natural in hazardous area (Platform P-7), 200 KW, 90 °C, 100 Bar

AlCOA 80KW, 3950Kg/hs flowrate, from9 to 140 °C, 0.03 Bar Low Pressure

SAMARCO SA (VALE) 760 KW for heating heavy fuel oil 1A, 250 °C, 16 Bar, 15.000 kg/hs

180 KW – PETROBRAS, Steam superheating at 600 °C, 9 Bar

VILLARES 120 KW –Sulphuric Acid Solution at 90 °C, 3 Bar – pipe Teflon coated.

EMBRAER 20 KW, Heating Ethanol 100 °C, 4 Bar

PETROBRAS 52 KW, Heating PETROLEUM 400 °C, 125 Bar

  

(*) EXERGY, or maximum work potential, can be defined as "the maximum amount of work obtained by a system where the flow of a substance is conducted from an initial state to an end and can be compared to the Gibbs free energy, where: UGo=UHo+ TUSo, or also as a measure of the degree of allocation between the system and its environment and the standard state. EXERGY concept according to Rant and Kotas: where (energy) is a property of a system according to the first law of thermodynamics and cannot be destroyed (conservation of energy), in each transformation one part is lost, that is, the part that is not used to do work. Rant proposed the word ANERGY to refer to the portion of energy that is not used. So, we can say that Energy is the sum of the portion of all energy that is used (Exergy) and the portion that cannot be used (Anergy) as shown in the equation: ENERGY = EXERGY + ANERGY According by Rant, Exergy is the portion of the energy that can be converted into any other energy source, that is, the portion that can be transformed into heat or work. According to Kotas, this measure means the maximum work performed by the system in its interaction with the environment to reach the balance.

(**) 1997 Kyoto Protocol, going against the production of harmful gases such as dioxins, furans, NOx, VOC, PCDD / F 1/96 / CE and CO / CO2, action that legitimized an economically viable mechanism to large international polluters to reduce the GHG emissions, inventorying emissions with the CER certificate, issued when there is demonstrably emissions of gases reduction that cause global warming, the regulatory environmental protection agencies issue these certificates. Companies that manage to reduce the emission of greenhouse gases can profit from the sale of these carbon credits.

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Aquecimento de óleos ultraviscosos

A melhor tecnologia para aquecimento de óleos combustíveis ultraviscosos

Sabemos que para obter uma boa combustão de qualquer tipo de óleo combustível é primordial que o óleo seja nebulizado, ou melhor, atomizado ao máximo grau possível. Entretanto, o parâmetro fundamental que determina a maior ou menor dificuldade de atomização do óleo é a sua viscosidade. Esta por sua vez está diretamente ligada à temperatura. Maior a temperatura de queima do óleo, menor será a sua viscosidade e maior portanto a sua atomização.

Embora o aquecimento de óleos ultra viscosos seja problemático em aquecedores a resistência, aquecedores a gás ou a óleo combustível, devido à grande possibilidade de craqueamento do óleo, com a introdução do Aquecedor Indutivo a tarefa de aquecer óleo ultra viscoso tornou-se uma operação simples e segura, mesmo levando em conta as altas viscosidades destes óleos em temperaturas mais elevadas. Por exemplo, a viscosidade cinemática de um óleo 9A a 275ºC, isto é, a temperatura recomendada para nebulização e queima, apresenta uma viscosidade de 20,12 centistokes, aproximadamente 20 vezes maior que a água na temperatura ambiente.

Estas altas viscosidades introduzidas em correlações empíricas das mais usadas (por exemplo, fórmulas de Hausen, Sieder-Tate e outros) para o cálculo do número de Nusselt e portanto do coeficiente médio de troca de calor por convecção, leva a temperaturas de parede dos tubos dos Aquecedores Indutivos exageradamente altas, totalmente incompatíveis com os resultados práticos obtidos em várias medições feitas no campo. Na prática, para óleos ultra viscosos, a diferença de temperatura medida entre a parede do tubo e o fluido em vários Aquecedores Indutivos em funcionamento situa-se entre 8 e 25ºC.

Embora nenhuma das mais conhecidas correlações empíricas para o cálculo do número de Nusselt mostrou-se apropriada para explicar o baixo diferencial de temperatura entre a parede e o óleo ultra viscoso que escoa nos tubos de aço inox do Aquecedor Indutivo, estudos mais cuidadosos realizados levaram a conclusões que confirmam os excelentes resultados medidos.

Como já mencionado, devido à viscosidade não desprezível apresentada pelos óleos ultra viscosos mesmo na temperatura de atomização, torna-se praticamente impossível obter um escoamento com um número de Reynolds elevado. Por exemplo, para o caso do óleo 4A, entrando este a 120 ºC no aquecedor, e saindo a 180 ºC, a viscosidade será respectivamente de 156,56 e de 22,84 centistokes, com 51,54 centistokes na temperatura média de 150 ºC.

Num exemplo concreto de um projeto de aquecedor de 750 KW para aquecimento de óleo 4A, se adotarmos uma perda de carga máxima de 2Kgf/cm², a densidade de potência de 0,9 W/cm² e a vazão de 21 m³/h, qualquer que seja o diâmetro dos tubos utilizados no aquecedor, é impossível conseguir um fluxo do óleo com um número de Reynolds acima de 4000, condição mínima para obter um escoamento de transição de laminar para turbulento com óleos ultra viscosos. (Com os dados especificados acima foi obtido, com uma determinada configuração de tubos um número de Reynolds igual 835).

É conhecido o fato que um coeficiente de troca de calor por convecção elevado está relacionado a um escoamento turbulento, com o qual é diminuída a espessura da camada limite, o que favorece a transferência de calor da parede do tubo para o fluido.

Como então explicar a baixa diferença entre a temperatura de parede ou de película e a temperatura do óleo que flui nos tubos, em vista do baixo número de Reynolds envolvido no escoamento dos óleos ultra viscosos?

O fabricante utilizando um conceito intuitivo, que podemos aplicar a tubos longos, conceito este que simplifica o tratamento analítico do assunto, conseguiu justificar a diferença reduzida de temperatura de parede-fluido no aquecimento de óleo ultra viscoso, ressaltando, que somente o Aquecedor Indutivo possui as condições privilegiadas, inerentes à sua concepção, que permitem tal tratamento simplificado.

O Aquecedor Indutivo, pelo fato de ter as correntes induzidas nas paredes dos tubos, é um equipamento que garante um fluxo de calor extremamente uniforme em toda a superfície interna de escoamento do óleo, sem nenhuma possibilidade física da existência de pontos localizados mais quentes.

Isto, associado a um projeto adequado da superfície de troca de calor, do comprimento e do diâmetro dos tubos, justifica a diferença de temperatura parede-fluido baixa. Com o fluxo de calor perfeitamente uniforme, caso do Aquecedor Indutivo, a temperatura de parede e a temperatura do fluido crescem linearmente com uma leve convergência no sentido do escoamento, convergência que para tubos suficientemente longos, aproxima na saída do aquecedor a temperatura do óleo com a temperatura da parede interna do tubo, o que explica na prática as baixas diferenças de temperatura óleo - parede na saída do Aquecedor Indutivo.

Com relação às resistências, que também utilizam energia elétrica para aquecimento dos óleos ultra viscosos, o Aquecedor Indutivo leva vantagens fundamentais: economia de energia (entre 25 e 30%), troca de calor superior e temperatura de parede muito mais baixas. A maior economia de energia do Aquecedor Indutivo em relação às resistências, provém do fato que estas, sendo blindadas, possuem o resistor de aquecimento isolado por óxido de magnésio do tubo que constitui a blindagem. Portanto o calor desenvolvido na resistência tem que vencer a barreira térmica constituída pelo óxido de magnésio e também a barreira metálica constituída pelo tubo de proteção da resistência.

Isto quer dizer que no cálculo do coeficiente global de transferência de calor para uma resistência blindada imersa em óleo, devem ser considerados 3 coeficientes parciais de troca de calor, até este chegar ao fluido que esta sendo aquecido.

No Aquecedor Indutivo existe apenas um coeficiente de transferência de calor (por convecção) que coincide com o próprio coeficiente global de troca de calor do Aquecedor Indutivo.

Para que nas resistências seja mantido um determinado fluxo de calor, a temperatura do elemento de aquecimento deverá trabalhar com uma temperatura bem mais alta que a superfície externa da resistência, o que significa um dispêndio maior de energia elétrica.

No Aquecedor Indutivo, o calor não possui nenhuma barreira térmica, nem mesmo a parede do tubo se interpõe como obstáculo à transferência de calor, uma vez que este não se propaga da superfície externa do tubo para a superfície interna, mas é gerado no interior da parede do tubo.

A outra vantagem do Aquecedor Indutivo em relação às resistências reside no fato que estas ficam submersas dentro de um cilindro flangeado, geralmente de grande diâmetro, por onde escoa o óleo.

Devido à área transversal sempre elevada deste cilindro, o óleo praticamente possui um escoamento extremamente lento, o que significa transferência de calor das superfícies da resistência para o óleo quase que exclusivamente por condução, sendo bem baixa a troca de calor por convecção.

Esta situação, também, obriga as resistências a manter uma temperatura superficial muito elevada, significando isto mais um consumo adicional de energia elétrica e perigo real de craqueamento do óleo sobre a superfície da resistência.

A prática demonstrou que na maioria dos casos o Aquecedor Indutivo substitui os aquecedores a resistência com uma economia de potência instalada de 25 a 30%.

Embora o custo unitário da energia elétrica seja maior que a do óleo combustível ou gás natural, em muitos casos foi observado uma vantagem final também na substituição de sistemas de aquecimento a óleo ou gás com Aquecedor Indutivo.

A construção multitubular e multicamadas e a grande versatilidade construtiva do Aquecedor Indutivo imprimem características de escoamento que favorecem uma alta eficiência na troca de calor. Não é sem motivo que o rendimento global do Aquecedor Indutivo é de 98% conforme já confirmado por empresas no exterior.

O uniforme fluxo de calor em toda a parede dos tubos garante um aquecimento do óleo sem possibilidade de zonas mais quentes que outras, eliminando assim qualquer possibilidade de um início de craqueamento do óleo, condição que não existe totalmente nos aquecedores com resistências e menos ainda nos aquecedores que utilizam queima de combustíveis fósseis.

O Aquecedor Indutivo possui sobre os aquecedores a resistência, a gás e a óleo combustível mais uma vantagem muito importante quando se trata de aquecimento de fluidos: uma inércia térmica baixíssima, e portanto, um tempo de resposta muito rápido as variações de temperatura, não oferecido por nenhum outro sistema de aquecimento de fluido atualmente existente ou conhecido. No aquecimento de óleos combustíveis ultra-viscosos, isto garante uma temperatura de nebulização e viscosidade perfeitamente estáveis, que redunda numa queima mais eficiente do óleo combustível com melhor rendimento. A outra vantagem do Aquecedor Indutivo, ao contrário dos outros sistemas, é aquela que permite elevar a temperatura de nebulização acima daquelas recomendadas pelos fornecedores de óleo ultra viscosos, sem perigo de craqueamento, o que representa um fator efetivo na elevação da eficiência de queima, considerando que a um aumento da temperatura está sempre associada uma diminuição da viscosidade.

Não mencionamos aqui por motivo de brevidade o projeto eletromagnético necessário ao desenvolvimento do Aquecedor Indutivo, que por uma feliz coincidência achou no uso de tubos de aço inoxidável austenítico (não magnético) um elemento de projeto extremamente favorável, o que permitiu realizar a mais moderna e eficiente máquina de conversão de energia elétrica em calor.

Aquecedores Indutivos para Fluidos - Vantagens sobre caldeiras

VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DO AQUECEDOR INDUTIVO para FLUIDOS EM SUBSTITUIÇÃO A CALDEIRAS DE VAPOR AQUECIDAS POR COMBUSTÍVEIS FOSSEIS.

1. A caldeira a vapor necessita da casa exclusiva para instalação com planta aprovada pelo Ministério do Trabalho.
2. A rede de tubulação fica extensa aumentando o valor do investimento por não poder instalar próximo a máquina de produção (a casa da caldeira deve ficar isolada de outras construções).
3. Aquecimento direto do fluido com o Aquecedor Indutivo para fluidos sem a necessidade do uso de um trocador de calor.
4. Despesas administrativas (relatório de operação, aquisição de insumos e peças para manutenção.
5. Despesas com manutenção da caldeira e acessórios.
6. Despesas com operadores de caldeira e administração.
7. Despesas com purgadores e sua manutenção.
8. Despesas com tratamento de água de alimentação da caldeira.
9. Disponibilidade quase imediata de calor na energização do Aquecedor Indutivo para fluidos, devido a sua baixíssima inércia térmica, eliminando os longos períodos de aquecimento necessários para a caldeira atingir a temperatura de regime.
10. Economia global de energia, devido ao seu rendimento elevado de 98%.
11. Eliminação de todos os custos de manutenção, instalações e contratos relativos.
12. Eliminação do consumo de água pela caldeira, assim como o tratamento da mesma.
13. Em operação o Aquecedor Indutivo para fluidos é totalmente isento de barulho.
14. Facilidade e baixo custo de instalação do Aquecedor Indutivo para fluidos.
15. Ganho de espaço devido à forma compacta de construção do Aquecedor Indutivo para fluidos.
16. Isento de geração de resíduos no aquecimento direto do fluido térmico, devido à baixa oxidação do mesmo.
17. Manutenção de Livro de Registros de operação, manutenção e inspeção para as caldeiras.
18. O vapor vaza com facilidade na rede de tubulação (perdas).
19. Uso de aditivos nas caldeiras para tratamento do óleo combustível.
20. Precisão e uniformidade da temperatura em todo o fluido e qualidade do processo por manter a temperatura constante.
21. Pressão de trabalho do Aquecedor Indutivo para fluidos equivalente a pressão da bomba / ventilador de circulação.
22. Registrar a caldeira no ministério do trabalho.
23. Segurança total para o operador e para todo o processo.
24. Uniões rotativas tem vida curta operando com vapor.
25. Vantagens de economia de calor com a eliminação de tubulações de transporte de vapor.

Manutenção e contratos relativos seriam:

* Manutenção dos tanques de armazenamento de óleo, sistema hidráulico, bicos injetores de combustível, tanque de pressão, adequação do tanque de pressão à NR 13, operador para caldeira de vapor 24 h, entre outros.

Aquecedores Indutivos para Fluidos - Aplicações

APLICAÇÕES

As aplicações do Aquecedor Indutivo para fluidos cobrem todos os processos industriais que necessitem de aquecimento de fluidos direta ou indiretamente.

Entre dezenas de aplicações, enumeramos abaixo as mais comuns:

» Aquecimento de fluidos térmicos para aquecimento de:

    • ferramentas de moldes.
    • traços térmicos.
    • reatores químicos.
    • tanques de armazenagem de óleos ou produtos químicos.
    • túneis e presas para vulcanização de borrachas.
    • aquecimento de soluções corrosivas através de trocadores de calor, etc.

» Aquecimento direto de óleos ultraviscosos e de fácil craqueamento como:

    • Óleos combustíveis tipos 1A a 9A.
    • Piche e CAP´s.
    • Óleos vegetais, etc.

» Aquecimento direto de qualquer tipo de gás como:

    • Ar ambiente para estufas, secadores, etc.
    • Ar comprimido.
    • Gás natural.
    • Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio, etc.

» Aquecimento direto de qualquer tipo de líquido inflamável como:

    • Gasolina.
    • Etanol.
    • Querosene de aviação.
    • Solventes industriais.
    • Álcoois em geral, etc.

E ainda:

» Aquecimento de banhos para tratamento de superfície (decapagem, lavagem, etc).

» Destilação e concentração de produtos químicos.

» Processos farmacêuticos.

» Pasteurização de líquidos.

» Fabricação de resinas e pigmentos.

» Desodorizarão de óleos comestíveis em geral.

» Produção para obtenção de biodiesel.

» Fabricação de fibras, poliéster, etc.

» Aplicação direta na produção de cimento, vidro, alumínio, processos de mineração, pelatização de ferro, etc.

» Aquecimento direto de fluidos altamente corrosivos ou de elevada pureza.

» Operações em áreas classificadas.

» Reciclagem de óleos automotivos (usado) das indústrias de re-refino de óleos.

» Aquecimento de vapor saturado para geração de vapor superaquecido.

Água	Fuídos Térmicos	Óleos combustíveis	Gás natural
Líquidos combustíveis	Piche	Líquidos corrosivos	Lubrificantes
Geração de vapor	Água e líquidos ultra puros	Gases em geral (nitrogênio, hidrogênio, ar ambiente, ar pressurizado, etc)

Aquecedores Indutivos para Fluidos - Vantagens sobre resistências

VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DO AQUECEDOR INDUTIVO para FLUIDOS SOBRE RESISTÊNCIA ELÉTRICAS CONVENCIONAIS

Controle preciso da temperatura de trabalho, baixo custo de manutenção e a possibilidade de aquecer qualquer tipo de fluido a qualquer temperatura e pressão são algumas das vantagens apresentadas pelo Aquecedor Indutivo para Fluidos, fabricado pela BRASCOELMA.

Este equipamento, desenvolvido em 1983 pela empresa destacou-se como o equipamento de conversão de energia elétrica mais eficiente atualmente existente.

Utilizando o princípio da indução magnética, no Aquecedor Indutivo para Fluidos o calor é gerado nas paredes de uma espiral de tubos de aço inoxidável. O fluido que circula por esses tubos retira esse calor, o qual é utilizado no processo.

Estas características, aliadas a um projeto específico para cada cliente e às propriedades únicas de durabilidade do aço inoxidável tornam o Aquecedor Indutivo para Fluidos um equipamento praticamente isento de manutenção, não sendo necessária a troca de qualquer elemento de aquecimento durante sua vida útil. O Aquecedor Indutivo para Fluidos permitiu a realização de projetos de aquecimento inviáveis por outros meios elétricos ou não, e centenas deles já se encontram em uso.

O ciclo de vantagens do Aquecedor Indutivo sobre resistências elétricas pode ser definido abaixo:

» Formato tubular do elemento de aquecimento.
» Coeficiente de troca de calor por convecção elevado.
» Melhor eficiência na troca térmica.
» Baixa temperatura do elemento de aquecimento (parede do tubo).
» Eliminação do problema de craqueamento (queima) de alguns fluidos (óleos combustíveis, óleos vegetais, fluidos térmicos, etc).
» Eliminação da necessidade de troca dos elementos de aquecimento.
» Economia na manutenção e no consumo de energia elétrica (ganho de 10 a 30%, dependendo do processo). 

Aquecedores Indutivos para Fluidos - Ensaios e Normas

TESTES APLICADOS AOS AQUECEDORES INDUTIVOS

A fim de garantir a qualidade do Aquecedor Indutivo para Fluidos e seu pleno funcionamento após a instalação, são realizados ensaios desenvolvidos pela Brascoelma, baseados nas normas ABNT, e que são executados em laboratório próprio.

Os principais ensaios são:

» Testes com líquidos penetrantes em todas as soldas dos tubos de aço inoxidável na fase de fabricação, conforme ASTM, seção III volume 3 JIS-Z2343.
» Teste hidrostático: 1,5 vezes a pressão de trabalho.
» Raio X das soldas de aço inoxidável (sob solicitação do cliente).
» Teste de funcionamento com tensão e potência reduzida, aplicada ao Aquecedor Indutivo.
» Medição do fator de potência do equipamento.
» Medição da potência final do Aquecedor.
» Medição da resistência ôhmica dos enrolamentos indutores e cálculos das perdas dos mesmos, para verificação de seu rendimento elétrico.
» Medição da resistência de isolamento entre os indutores e as bobinas tubulares aterradas com megâmetro.
» Tensão aplicada de 2.500 volts (para tensões até 690 volts) durante um minuto entre bobina indutora e bobina de aquecimento mais massa.
» Testes de funcionamento do painel eletrônico e disparo dos tirístores.
» Inspeção visual e dimensional.

O fabricante possui procedimentos de soldagem e Registros de Qualificação de Soldador (RQS) para soldas efetuadas em aço inoxidável e aço carbono, assinados por inspetor de soldagem qualificado como nível 2 pela Petrobras / SEQUI e F.B.T.S.

Ainda sob solicitação do cliente os equipamentos poderão sofrer ensaios para utilização em áreas classificadas, com cerificação emitida por organismo certificador competente e validado pelo Inmetro.

NORMAS UTILIZADAS

Caso as normas ABNT não contemplem algum processo ou ensaio necessário para a validação dos equipamentos, ou se o cliente assim solicitar, o fabricante poderá utilizar as normas abaixo.

• Normas Petrobras - N-XXXX
• ASME - American Society of Mechanical Engineers
• ANSI - American National Standards Institute
• ISO - International Standard Organization
• ASTM - American Society for Testing and Materials
• IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers
• NEMA - National Electrical Manufacturer’s Association
• IEC - International Electrotechnical Commission
• AISI - American Iron and Steel Institute
• OSHA - Occupational Safety and Healthy Act

entre outras.

Aquecedores Indutivos para Fluidos - Acessórios

De acordo com o projeto, o Aquecedor Indutivo para Fluidos pode vir acompanhado de uma série de componentes instalados que visam auxiliar o cliente na operação e / ou monitoramento do sistema de aquecimento, entre os quais podemos destacar:

Bombas de circulação
O fabricante pode fornecer em skid próprio uma ou mais bombas já montadas e interligadas ao Aquecedor Indutivo, incluindo as válvulas de bloqueio. As bombas podem ser centrífugas ou de engrenagem, com vedação com gaxetas ou selos mecânicos. No caso de aquecedores de ar podem ser fornecidos os ventiladores ou sopradores.

O painel de controle do Aquecedor Indutivo estará provido com o comando necessário ao acionamento e proteção dos motores das bombas.

Tanques de expansão

Para sistemas de aquecimento utilizando fluido térmico são necessários tanques de expansão interligados ao circuito do fluido. Durante o aquecimento o fluido térmico apresenta aumento de volume (sua viscosidade diminui e também sua densidade). Este volume adicional é armazenado temporariamente no tanque de expansão do sistema.

Chaves de fluxo

Para fluidos com temperatura de trabalho baixas (< 90 ºC), pode ser instalada na tubulação uma chave de fluxo para detecção de fluxo do fluido pelo Aquecedor Indutivo. Esta chave de fluxo interligada ao controle do Aquecedor Indutivo garantirá a energização do mesmo somente quando houver fluido circulando, sendo uma proteção adicional ao sistema.

Pressostatos diferenciais

Em aplicações que envolvem pressões e temperaturas mais altas são utilizados pressostatos diferenciais para o monitoramento do fluxo do fluido. A diferença de pressão entre a entrada e a saída do Aquecedor Indutivo permite habilitar ou não a energização do mesmo, sendo uma proteção adicional ao sistema.