Nos últimos anos, com a melhoria contínua dos padrões globais de eficiência energética industrial, uma siderúrgica na Sérvia passou por uma profunda transformação em sua tecnologia energética, e a introdução de trocadores de calor de placas totalmente soldadas é uma parte fundamental dessa transformação.
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O norte da Sérvia experimenta verões quentes e úmidos. Antes da renovação, o sistema de troca de calor da siderúrgica era composto principalmente por trocadores de calor tradicionais de casco e tubo. A eficiência de troca de calor desses trocadores existentes diminuiu ainda mais devido aos efeitos combinados das altas temperaturas e do aumento da temperatura da água de resfriamento. Do ponto de vista ambiental industrial, os gases de combustão de alta temperatura e poeira gerados nos processos de sinterização e produção de ferro da siderúrgica sempre representaram um desafio para o tratamento, e os equipamentos tradicionais são propensos a entupimentos. Além disso, como país candidato à adesão à UE, a Sérvia aprovou recentemente uma série de regulamentações climáticas, incluindo a Lei do Imposto sobre Emissões de Gases de Efeito Estufa, que tributa indústrias com altas emissões de carbono, como a siderúrgica e a metalúrgica, e promove a transformação das empresas para operações de baixo carbono. Para que a siderúrgica se estabeleça no mercado europeu, ela precisa melhorar significativamente a eficiência energética e reduzir as emissões de carbono.
Neste projeto de renovação abrangente, Trocadores de Calor de Placas Totalmente Soldados foram precisamente implementados em estágios essenciais de troca de calor, como recuperação de calor residual e pré-aquecimento do ar de combustão. Comparados aos trocadores de calor tradicionais de casco e tubos, oferecem as seguintes vantagens:
2.1 Estrutura robusta, sem risco de vazamento
O trocador de calor de placas totalmente soldadas é construído com placas de aço inoxidável através de soldagem completa, eliminando os riscos de vazamento causados pelo envelhecimento e deformação sob alta temperatura e pressão, como ocorre em trocadores de calor tradicionais com juntas. Isso o torna particularmente adequado para as necessidades de produção contínua de siderúrgicas com altas taxas de operação e longos ciclos de funcionamento.
2.2 Alta eficiência de transferência de calor, tamanho compacto
Para a mesma capacidade de transferência de calor, o volume do trocador de calor de placas totalmente soldadas é apenas 1/3 a 1/5 do volume do tipo casco e tubo tradicional, enquanto seu coeficiente de transferência de calor pode atingir de 3 a 5 vezes o deste último, e a área de transferência de calor por unidade de volume pode chegar a 250 a 500 m²/m³.
2.3 Resistência a altas temperaturas e pressões, menos propenso a entupimentos
Ao contrário dos tradicionais trocadores de calor de placas desmontáveis, que são suscetíveis a entupimentos, o trocador de calor de placas totalmente soldado combina a resistência à pressão e à temperatura dos trocadores de casco e tubos com as propriedades de transferência de calor de alta eficiência dos trocadores de placas. Ele pode lidar de forma estável com fluidos complexos, como gases de combustão com poeira e gases de exaustão em alta temperatura, e melhorar a eficiência de recuperação de calor em 15% a 30%.
Após a entrada em operação e o funcionamento estável do equipamento de trocador de calor de placas totalmente soldado, o sistema de utilização de energia apresentou melhorias tangíveis tanto nos dados quanto nos benefícios. De acordo com cálculos realizados no local e registros do processo:
3.1 Recuperação de calor residual significativamente aprimorada
A siderúrgica implementou trocadores de calor de placas totalmente soldadas no processo de sinterização e no sistema de exaustão do forno de aquecimento para pré-aquecimento do ar de combustão. Isso aumentou significativamente a temperatura do ar de combustão, reduziu o consumo de combustível do forno e economizou energia equivalente a aproximadamente 2.200 toneladas de carvão padrão por ano.
3.2 Atualização da capacidade de refrigeração
No sistema de refrigeração do processo de lingotamento contínuo de aço, o equipamento original de casco e tubos sofria com incrustações excessivas e resistência térmica nos feixes tubulares, resultando em temperaturas excessivamente altas da água de processo, o que prejudicava a capacidade de produção, especialmente durante os meses de verão com altas temperaturas. O projeto de turbulência do trocador de calor de placas totalmente soldadas inibe eficazmente o acúmulo de incrustações, garantindo que a temperatura da água de refrigeração do processo permaneça estável dentro dos parâmetros de projeto durante todo o ano, assegurando a operação estável em plena carga da linha de produção.
3.3 Resultados Excepcionais na Redução de Emissões
A melhoria abrangente na eficiência energética mencionada anteriormente pode reduzir as emissões de CO₂ em aproximadamente 5.800 toneladas anualmente para a siderúrgica. Essa conquista não só permite à HBIS Serbia Steel alcançar uma modernização completa em conservação de energia e produção sustentável, atingindo níveis industriais líderes na Europa, como também lhe confere uma vantagem competitiva para lidar com sucesso com o mecanismo de imposto sobre carbono da Sérvia, que será implementado a partir de 2026.
3.4 Redução significativa dos custos de operação e manutenção
A estrutura totalmente soldada elimina completamente o incômodo da substituição de juntas e dos frequentes reparos de vazamentos. Comparado à manutenção frequente do feixe tubular e às paradas programadas exigidas para os trocadores de calor de casco e tubos do passado, o novo equipamento apresenta uma estrutura totalmente soldada com vida útil projetada de mais de 15 anos, estendendo significativamente os intervalos de manutenção e reduzindo os custos de mão de obra e peças de reposição.
Tendo em vista o alinhamento ativo da Sérvia com o Pacto Ecológico Europeu da UE e o Mecanismo de Ajuste de Carbono nas Fronteiras (CBAM), espera-se que os permutadores de calor de placas totalmente soldadas e a tecnologia de troca de calor compacta e de alta eficiência que representam libertem o seu potencial numa gama mais ampla de campos, conduzindo o sistema energético industrial da região dos Balcãs a um nível mais profundo de transformação verde.
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