Trocadores de calor a placa soldados
O que é um trocador de calor de placas soldadas?
Os trocadores de calor de placas soldadas são um tipo de trocador de calor usado em aplicações de processos industriais, geralmente para meios viscosos ou semi-incrustantes ou quando a temperatura ou a pressão é maior do que a tecnicamente possível para os tipos de placas com gaxeta. Na maioria das vezes, são usadas placas corrugadas que são soldadas entre si, criando uma passagem multicanal para a mídia. A mídia, separada pelas placas, normalmente flui em fluxo cruzado/contra-corrente (quando mais de uma passagem é usada).
Veja abaixo a descrição dos seguintes tipos de trocadores de calor de placas soldadas que podemos fornecer:
- Trocadores de calor de placas soldadas com placas corrugadas montadas em uma estrutura com painéis laterais aparafusados formando um bloco GreanBoxTM - Modelo S
- Trocadores de calor de placas totalmente soldadas com placas corrugadas montadas em uma estrutura totalmente soldada com painéis laterais semi-casca formando um bloco cilíndrico GreanBoxTM - Modelo W
- Trocadores de calor de placas soldadas com placas cravejadas montadas em uma estrutura com painéis laterais aparafusados formando um bloco GreanBoxTM - Modelo SP
- Trocadores de calor de placas soldadas com placas corrugadas montadas em uma estrutura e inseridas em um invólucro com um painel lateral aparafusado em um lado, formando um formato cilíndrico Trocador de calor de placas e cascas
GreenBox™ - Modelo S
O GreenBox™ - Modelo S é um trocador de calor de placas soldadas, projetado com placas quadradas corrugadas soldadas entre si para formar o núcleo do trocador de calor - conhecido como "coração". Existem sem gaxetas entre as placasEm vez disso, a vedação é obtida inteiramente por meio de soldagem. Somente a painéis laterais removíveis use gaxetas para vedação externa.
Fácil acesso para manutenção
A área da superfície da placa - ou coração - pode ser facilmente acessada para inspeção ou limpeza com a simples remoção dos quatro painéis laterais. Esse design permite uma manutenção rápida e eficiente, sem grande tempo de inatividade.
Cantos macios patenteados para maior durabilidade
O design patenteado de cantos macios do conjunto do coração e do painel faz do GreenBox um dos trocadores de calor mais robustos e confiáveis de sua categoria. Graças à sua resistência mecânica, ele é ideal para ambientes de processo desafiadores que envolvem altas pressões e temperaturas.
Eficiência térmica excepcional
Os trocadores de calor de placas soldadas da Nexson são construídos para proporcionar o máximo desempenho térmico, o que os torna ideais para aplicações como recuperação de calor, intercambiadores, condensadores, reboilers e evaporadores. Eles também apresentam bom desempenho em tarefas de semi-incrustação.
Alta eficiência vs. Shell & Tube
As placas corrugadas no GreenBox criam um fluxo altamente turbulento, tornando-o aproximadamente cinco vezes mais eficiente do que os trocadores de calor tradicionais de casco e tubo. Com uma aproximação de temperatura de até 2°C, o GreenBox também oferece uma área de cobertura compacta, reduzindo os custos de instalação, operação e manutenção.
Configurações flexíveis
O GreenBox pode operar em configurações de passagem única ou múltipla, dependendo de suas necessidades. O acesso às placas permanece simples - basta remover os painéis laterais para inspeções ou limpeza.
Principais vantagens
1. Tecnologia robusta e patenteada
A GreenBox é uma solução patenteada pela Nexson, validada por meio de extensos testes de ciclos de pressão e temperatura. Ela estabelece um novo padrão de durabilidade mecânica entre os trocadores de calor de placas soldadas.
2. Lida com meios semi-incrustantes
A GreenBox foi projetada para lidar com um ou dois fluidos semi-incrustantes simultaneamente. Seu design de placa corrugada garante alta tensão de cisalhamento, minimizando a incrustação na superfície.
3. Fácil de limpar
A manutenção é simples - basta remover os painéis e limpar com um jato de água de alta pressão.
4. Área de transferência de calor intercambiável
Graças à sua construção modular, a área de transferência de calor (coração) pode ser substituída independentemente dos painéis. Se o seu processo evoluir ou os requisitos de matéria-prima mudarem, o GreenBox pode ser facilmente adaptado, até mesmo mudando para as placas cravejadas da Nexson para meios mais incrustantes.
5. Abordagem de temperatura próxima
Com placas corrugadas de alta eficiência e um excelente valor K, o GreenBox consegue aproximações de temperatura apertadas e até mesmo temperaturas de cruzamento.
6. Alta capacidade de vazão com baixas quedas de pressão
Esse é um trocador de calor de várias seções com arranjos de defletores personalizáveis com base em seus requisitos de fluxo e queda de pressão.
7. Acesso total à área de transferência de calor
Basta remover os quatro painéis para acessar toda a área de transferência de calor durante a manutenção programada da fábrica.
Seleção de materiais e limites de projeto
A GreenBox™ - Modelos S e W - pode ser fabricada em praticamente qualquer material moldável e soldável, incluindo:
Aços inoxidáveis: 304 / 304L, 316 / 316L, 904L
Ligas especiais: 254 SMO, C276, Níquel 200/201, Liga 59
Graus de titânio: Titânio Gr1, Gr11
Outros materiais disponíveis mediante solicitação
Parâmetros de projeto
Pressão de projeto: De vácuo total de até 50 barg
Temperatura de projeto: De -50°C a 450°C
GreenBoxTM - Modelo W
O GreenBoxTM - modelo W é uma variação do GreenBoxTM - modelo S, mas, nesse caso, temos um trocador de calor totalmente soldado. Como antes, o trocador de calor é feito de placas quadradas corrugadas soldadas entre si, formando o coração do trocador de calor. Não há gaxeta entre as placas; a vedação é feita por soldagem. Para esse modelo, em vez dos painéis laterais removíveis com gaxetas para vedação externa, temos 4 semi-cascas soldadas ao conjunto de placas, fechando-o completamente em um formato cilíndrico. Como agora temos uma construção totalmente soldada e não abrível, esse modelo é perfeito para mídias limpas em altas temperaturas e/ou pressões. Como a GreenBoxTM - modelo W é totalmente soldada, não são necessárias gaxetas nem parafusos para fechar os painéis com torques específicos. Isso, combinado com a construção de canto robusta e patenteada da Nexson, garante que os problemas de vazamento sejam praticamente inexistentes, mesmo para aplicações com operação periódica.
Além disso, as aplicações (abaixo), as vantagens, a seleção de materiais e os limites de projeto (acima) para a GreenBoxTM - modelo W são semelhantes aos da GreenBoxTM - modelo S.
GreenBox™ - Modelo SP
O GreenBox™ - Modelo SP é uma variação do GreenBox™ - Modelo S, desenvolvido para superar as limitações relacionadas ao pequeno espaçamento entre canais nos trocadores de calor de placas soldadas tradicionais com placas corrugadas. Essas limitações tornam-se especialmente aparentes quando se lida com meios incrustantes.
Design patenteado com placas planas cravejadas
Para enfrentar esse desafio, a Nexson desenvolveu uma solução patenteada que utiliza placas planas cravejadas, de conceito semelhante às utilizadas em trocadores de calor em espiral. Essas placas são soldadas entre si para formar o núcleo (ou "coração") do trocador - exatamente como nos modelos de placas corrugadas.
Com esse projeto, o comprimento do pino e o espaçamento do canal podem ser configurados individualmente para cada lado da mídia. Isso permite maior flexibilidade de projeto, especialmente quando os lados quente e frio têm taxas de fluxo diferentes. Além disso, o espaçamento maior entre os canais é ideal para aplicações que envolvem incrustações ou meios viscosos.
Fácil acesso para inspeção e limpeza
Assim como no Modelo S, o conjunto de placas do Modelo SP é instalado em uma estrutura com quatro painéis laterais removíveis. A remoção desses painéis permite a inspeção completa da área de transferência de calor e possibilita a limpeza mecânica usando um hidrojato.
Construção mais robusta para aplicações severas
Diferentemente das placas corrugadas, as placas planas não precisam ser moldadas, o que elimina as limitações na seleção de materiais. A espessura da placa é normalmente maior no Modelo SP, o que a torna mais robusta e adequada para meios erosivos.
Além disso, as chapas planas permitem o uso de materiais menos moldáveis e de alto desempenho, como os aços Duplex e Super Duplex, que oferecem excepcional resistência à corrosão, tornando o Modelo SP uma opção superior para ambientes de processo agressivos.
Benefícios e aplicativos compartilhados
Além de sua construção exclusiva, as aplicações e vantagens da GreenBox™ - Modelo SP são muito semelhantes às do Modelo S, incluindo:
Alta eficiência térmica
Compatibilidade com mídia semi-incrustante
Fácil manutenção
Abordagem de temperatura próxima
Alta vazão com baixas quedas de pressão
Área de transferência de calor modular e intercambiável
Seleção de materiais e limites de projeto
O GreenBox™ - Modelo SP pode ser fabricado em uma ampla gama de materiais soldáveis adequados para a construção de placas com pregos, incluindo
Aços inoxidáveis: 304 / 304L, 316 / 316L, 904L
Ligas especiais: 254 SMO, C276, Níquel 200/201, Liga 59
Graus de titânio: Titânio Gr1, Gr11
Aços Duplex e Super Duplex
Aço carbono: SA 516 Gr 60/70
Outros materiais mediante solicitação
Parâmetros de projeto
Pressão de projeto: De vácuo total de até 50 barg
Temperatura de projeto: De -50°C a 450°C
Trocadores de calor de placas e cascos
O Nexson Group também oferece Trocadores de calor de placas e cascosO pacote de placas soldadas corrugadas é inserido em invólucros cilíndricos com um painel que pode ser aberto em um lado. O pacote de placas pode ser:
Soldado no lugar, ou
Inserido com gaxetas, permitindo a construção removível.
Na versão com gaxeta, o conjunto de placas é removível para limpeza mecânica ou até mesmo para substituição, oferecendo flexibilidade na manutenção e nas mudanças de processo.
Aplicações para trocadores de calor de placas soldadas
Aplicações de líquido para líquido
Os trocadores de calor de placas soldadas são amplamente utilizados para tarefas de líquido para líquido em vários setores, incluindo:
Papel e celulose
Refinarias
Petroquímicos
Petróleo e gás
Indústria de alimentos
Mineração
Fabricação de aço e metal
Aplicações típicas:
Recuperação de calor
Aquecimento
Refrigeração
Aplicações Bifásicas
Condensação com sub-resfriamento
Após a condensação, uma seção dedicada do trocador de calor pode ser usada para sub-resfriar o condensado antes que ele saia da unidade, o que é possível por meio de arranjos de defletores.
Evaporação / Reboque
Os trocadores de calor de placas soldadas GreenBox podem ser usados como evaporadores ou reboilers termossifão, normalmente operados em configuração de passagem única.
Usos tradicionais em sistemas bifásicos
Usados em todos os principais setores (papel e celulose, refinarias, petroquímicos, petróleo e gás, alimentos, mineração etc.), os trocadores de calor de placas soldadas lidam com as mudanças de fase de forma eficaz, mantendo a forma compacta e a alta eficiência.
Trocadores de calor de placas soldadas na indústria
Esses trocadores de calor são escolhidos por sua eficiência, flexibilidade e robustez. Eles lidam com uma variedade de líquidos, meios semi-incrustantes ou viscosos, gases e fluxos de duas fases com facilidade.
Os usos típicos incluem:
Economizadores
Aquecedores / Resfriadores
Condensadores
Evaporadores
Aquecedores a vapor
Reboilers
Aplicativos específicos do setor
Setor de petróleo e gás
Em aplicações onshore e offshore, os trocadores de calor de placas soldadas geralmente substituem os trocadores de calor tradicionais de casco e tubo ou de placas com gaxeta, fornecendo soluções mais compactas e eficientes.
Refinarias de Petróleo
As refinarias exigem trocadores de calor para vários processos críticos:
Dessalinização
Destilação atmosférica e a vácuo
Craqueamento catalítico
Reforma
Mistura
Também há um foco cada vez maior na integração de biocombustíveis e matérias-primas sem fósseis, com trocadores de calor de placas soldadas desempenhando um papel central nas atualizações de eficiência energética.
Indústrias petroquímicas
Esses trocadores dão suporte à produção de uma ampla gama de produtos químicos industriais e de consumo, como:
PVC e cloreto de vinila
Polietileno, poliamidas
Etileno glicol, poliésteres
Poliestireno, PET
TDI (Diisocianato de Tolueno), MDI (Diisocianato de Metileno Difenila)
Eles permitem a transferência eficiente de calor em processos complexos e exigentes.
Indústrias de Mineração e Siderurgia
À medida que as indústrias mudam para a eletrificação e processos de baixo carbono, os trocadores de calor são necessários para:
Produção de minerais para baterias
Captura e utilização de carbono
Redução direta de ferro com hidrogênio
Atualizações de eficiência na produção tradicional de aço à base de coque
Os trocadores GreenBox ajudam a atender a esses requisitos modernos de energia e sustentabilidade.
Indústrias Químicas
Os trocadores de calor de placas soldadas são ideais para a produção de:
Ácido sulfúrico e fosfórico
Hidróxido de sódio, amônia
Cloro, ácido clorídrico
Peróxido de hidrogênio, ácido fórmico
Tintas e pigmentos (por exemplo, dióxido de titânio)
Esses processos exigem soluções de trocadores de calor resilientes e resistentes à corrosão.
Indústria de papel e celulose
Esse setor se beneficia dos trocadores de calor em aplicações tradicionais e inovadoras de base biológica, tais como:
Biocombustíveis de tall oil
Produção de metanol e terebintina
Ácido sulfúrico de gás residual
Separação de lignina do licor negro
Biogás e biopellets
Captura de carbono e fábricas de bioprodutos
As fábricas modernas de celulose buscam a autossuficiência energética e até mesmo pegadas de carbono negativas - uma combinação perfeita para trocadores de calor eficientes de placas soldadas.
Indústria de alimentos
A crescente demanda global por alimentos impulsiona a necessidade de um processamento eficiente. As aplicações incluem:
Produtos lácteos, proteínas do leite
Cervejarias
Sucos de frutas
Amido e proteínas vegetais
Produção de açúcar e álcool
Óleos e gorduras comestíveis
Sopas e molhos
Até mesmo as águas residuais da produção de alimentos podem ser tratadas para a geração de biogás usando trocadores de calor para a recuperação de energia.
Por que escolher trocadores de calor de placas soldadas?
Tamanho compacto com alta eficiência térmica
Alças altas pressões, altas temperaturas e meios corrosivos/erosivos
Adequado para deveres de semi-incrustação e incrustação (especialmente nas versões com placa cravejada)
Longo prazo confiabilidade em ambientes exigentes
Ideal para setores onde controle preciso da temperatura é fundamental