Termopar

Um operador de reformador de metano a vapor foi capaz de minimizar o consumo de combustível do queimador e aumentar a produtividade instalando o conjunto do termopar tubeskin XTRACTO-PAD® nas paredes dos tubos do forno de aquecimento.

A WIKA desenvolveu um extenso portfólio de termopares tubeskin para refinarias, plantas químicas e aplicações de vapor superaquecido. Conhecendo nossa reputação por nossos sensores de temperatura inovadores, um operador de SMR (Small Modular Reactors, uma categoria de reatores nucleares) entrou em contato conosco há vários anos para aconselhamento sobre monitoramento contínuo da temperatura da parede do tubo (TWT). Seu objetivo era operar de forma mais eficiente, minimizando o consumo de combustível e aumentando a produtividade.

Desafio: Medição contínua de termopar tubeskin sem repetição de soldas

O forno de aquecimento tinha uma versão de duas câmaras com uma configuração de queimador lateral. Outras especificações:

  • Número de tubos: 96
  • Material do tubo: aço 24/35 Cr/Ni e Nb/Ti
  • Dimensões do tubo: 154,6 mm de diâmetro exterior (6 polegadas), 13,3 m de comprimento (43,6 pés)
  • Temperatura da parede do tubo: 750 a 820°C (1.382 a 1.508°F)

Além de monitorar a temperatura da parede do tubo, o operador de SMR queria evitar a repetição de soldas para a substituição de termopares.

Solução: Conjunto de termopar Tubeskin personalizado

Conjunto de termopares Tubeskin XTRACTO-PAD®

Nossos especialistas em temperatura e soldagem examinaram o forno de aquecimento e propuseram uma solução para otimizar o reformador deste operador. Propomos o modelo TC59-X XTRACTO-PAD®, um conjunto de termopar no qual um canal guia e uma blindagem de calor são soldados ao tubo, com o termopar removível deslizando para dentro e para fora através da extremidade do canal guia.

Este design especial permite que os termopares sejam facilmente substituídos entre paradas sem comprometer a integridade do tubo. O escudo térmico patenteado sobre o termopar protege-o do ambiente mais quente do forno de aquecimento, fornecendo a medição de temperatura mais precisa disponível hoje e aumentando a vida útil do sensor.

Uma saída do tipo pistão foi usada em direção ao fundo do forno para instalar os cabos de transição do termopar no bloco terminal e concluir a instalação. Métodos padronizados foram usados para garantir distâncias de roteamento adequadas e também que a transição do termopar não excedesse sua temperatura máxima permitida.

Como cada SMR é diferente, projetamos o sensor de termopar moldado, o canal guia e o escudo térmico patenteado para cada tubo e tamanho de sensor.

Resultados: melhor desempenho e economia de custos de operação

O cliente ficou muito satisfeito com o desempenho do XTRACTO-PAD®. Graças à supervisão contínua da temperatura da superfície do tubo (TWT), pode-se:

  • Obter medições de temperatura muito precisas durante a inicialização, evitando danos catastróficos aos tubos ou catalisador.
  • Maximizar a vida útil dos tubos evitando o superaquecimento.
  • Diminuir o consumo de combustível gerenciando corretamente o queimador.
  • Monitorar o desempenho do catalisador e estimar com precisão seu envelhecimento.
  • Maximizar a produção através do balanceamento adequado dos queimadores e taxas de alimentação, com risco mínimo de superaquecimento e ruptura do tubo.

Quatro anos depois, durante o primeiro desligamento da planta após a instalação do conjunto de termopares tubeskin, eles ficaram felizes em ver que todos os elementos de temperatura estavam totalmente funcionais e operando como esperado. Durante a próxima revisão, prevista para 2023, o cliente planeja substituir proativamente os termopares, um processo que não exigirá trabalho a quente adicional, graças ao design exclusivo do XTRACTO-PAD.

Os tubos do forno de aquecimento estão chegando ao fim de sua vida útil. Ao serem substituídos, este operador de SMR está considerando a possibilidade de que as partes soldáveis do conjunto do termopar – canal guia, blindagem térmica, grampos de tubulação – sejam instaladas nas instalações do fabricante da tubulação para economizar tempo e minimizar quaisquer problemas relacionados ao tratamento térmico. Quando os novos tubos do forno de aquecimento chegarem, este cliente terá apenas de deslizar o sensor do termopar para a sua bainha mineral isolada, passá-la através dos clipes e concluir a instalação.

Este cliente de longa data estava tão satisfeito com o sistema de monitoramento de temperatura da superfície do tubo da WIKA que ele está planejando ativamente implementá-lo em duas outras fábricas.

WIKA: seu parceiro para maximizar a capacidade do forno de aquecimento

Com mais de 50 anos de experiência no projeto e fabricação de soluções de controle de temperatura, a WIKA é um parceiro chave para inúmeros operadores nas indústrias químicapetroquímica e de petróleo e gás. Faça com que sejamos parte do seu negócio. Entre em contato conosco para obter mais informações.

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