Aquecedores Indutivos para Fluidos – Como funciona e Vantagens na sua aplicação

Aquecedores Indutivos para Fluidos –

Como funciona e Vantagens na sua aplicação

VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DO AQUECEDOR INDUTIVO PARA FLUIDOS

O Controlo 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 Gerador Eletrotérmico Indutivo (ou Aquecedor Indutivo para fluidos) fabricado pela BRASCOELMA.

Utilizando o principio 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 vantagens, 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 Aquecedor Indutivo para fluidos, apesar de utilizar energia elétrica na geração de calor, em muitas aplicações apresentou-se como opção mais vantajosa que operar sistemas de aquecimento com óleo combustível ou gás natural, principalmente devido à ineficiência inerente aos sistemas de geração de calor por combustão e a necessidade de manutenção constante destes.

O Aquecedor Indutivo para fluidos possui qualificações SGS / CEPEL / IAF / UL / IEx / CRCC Petrobras.

VANTAGENS

Em resumo, o Aquecedor Eletrotérmico Indutivo apresenta as seguintes vantagens:

Sistema trabalha a seco e é refrigerado naturalmente.
Controle preciso da temperatura de trabalho.
Disponibilidade quase imediata de calor na energização do Aquecedor Indutivo, devido a sua baixíssima inércia térmica, eliminando os longos períodos de aquecimento necessários para outros sistemas de aquecimento atingirem a temperatura de regime.
Alta eficiência com consequente economia de energia.
Alto fator de potência (0,96 a 0,99).
Operação com altas temperaturas e pressões.
Eliminação de trocadores de calor.
Segurança total de operação em decorrência da separação física entre o aquecedor e a rede elétrica.
Custo de manutenção praticamente inexistente.
Instalação modular.
Respostas rápidas às variações de temperatura (baixa inércia térmica).
Diferencial de temperatura parede - fluido extremamente baixo, evitando qualquer tipo de craqueamento ou degradação do fluido.
Precisão e uniformidade da temperatura em todo o fluido e qualidade do processo por manter a temperatura constante.
Eliminação de todos os custos de manutenção, instalações e contratos relativos quando comparado a caldeiras de vapor.
Segurança total para o operador e para todo o processo.
Ganho de espaço devido a forma compacta de construção do Aquecedor Indutivo.
Aquecimento direto do fluido sem a necessidade do uso de um trocador de calor.
Devido ao sistema de trabalho o aquecedor é anti-poluente.
Isento de produção de resíduos no aquecimento direto do fluido térmico, devido a oxidação mínima.
Em operação o aquecedor indutivo é totalmente isento de ruído.
Facilidade e baixo custo de instalação.

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.
    • Alcatrão 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.
    • Jet 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, pelotização 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	Alcatrão	Líquidos corrosivos	Lubrificantes
Geração de vapor	Água e líquidos ultra puros	Gases em geral (nitrogênio, hidrogênio, ar ambiente, ar pressurizado, etc)

VANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DO AQUECEDOR INDUTIVO PARA FLUIDOS EM SUBSTITUIÇÃO DAS 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 tubugem 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 produção 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 escapa 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. Registar 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 canalizações ou tubagens de transporte de vapor.

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

Controlo 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).

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 megôhmetro.
» 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 tiristores.
» Inspeção visual e dimensional.

A Brascoelma 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, a Brascoelma 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.

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

A Brascoelma 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 tubagem uma chave de fluxo para detecção de fluxo do fluido pelo Aquecedor Indutivo. Esta chave de fluxo interligada ao controlo 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.

EXEMPLOS