Resfriadores secos em sistemas auxiliares de resfriamento de usinas de energia
A operação estável das usinas de energia depende de vários dispositivos auxiliares que geram calor durante a operação (como calor de fricção e dissipação de processo). Este calor deve ser resfriado através de refrigeradores secos para manter condições normais de operação. As aplicações primárias incluem:
Resfriamento Auxiliar de Turbina
Sistemas de óleo lubrificante de turbinas de resfriamento: durante a operação de turbinas em alta-velocidade, o atrito entre os rolamentos e os munhões do eixo eleva a temperatura do lubrificante (normalmente controlada entre 35 e 55 graus). Os refrigeradores secos utilizam ar para resfriar o óleo quente, preservando a lubricidade e a viscosidade.
Resfriamento do sistema de controle hidráulico da turbina: a regulação da velocidade da turbina e o controle da válvula dependem de óleo hidráulico de alta-pressão. Temperaturas excessivas do óleo causam atrasos na resposta do sistema de controle. Os resfriadores secos estabilizam as temperaturas do óleo hidráulico entre 40-60 graus.
Resfriamento Auxiliar do Gerador
Refrigeradores de ar de gerador de resfriamento (refrigeradores de ar-para{1}}ar): alguns geradores pequenos-a{3}}médios empregam resfriamento de ar. O ar quente deve primeiro passar pelos resfriadores secos para resfriamento antes de circular no gerador para dissipar o calor do estator e do rotor.
Sistemas de óleo de vedação de gerador de resfriamento: geradores-resfriados a hidrogênio exigem óleo de vedação para isolar o hidrogênio do ar enquanto absorvem o calor de fricção dos pontos de vedação. Os refrigeradores secos mantêm as temperaturas do óleo de vedação entre 30-45 graus para evitar falhas na película de óleo.
Resfriamento para Outros Sistemas Auxiliares
Sistema de óleo de resfriamento do transformador: durante a operação, o óleo isolante nos{0}transformadores imersos em óleo absorve o calor do núcleo e dos enrolamentos. Os refrigeradores secos podem substituir o módulo de "resfriamento de ar" em sistemas tradicionais de óleo-ar cheio-(OFAF), resfriando diretamente o óleo quente.
Resfriamento de lubrificante de rolamento para equipamentos auxiliares (bombas, ventiladores, etc.): Lubrificantes de rolamento para bombas de circulação de água, ventiladores de tiragem induzida e equipamentos similares requerem resfriamento contínuo. Os refrigeradores secos podem ser instalados localmente adjacentes ao equipamento, simplificando o projeto da tubulação.
Resfriamento para Sistemas Auxiliares de Dessulfurização e Desnitrificação: Água de processo em sistemas de dessulfurização e diluentes de água com amônia em sistemas de desnitrificação, se superaquecidos, podem prejudicar a eficiência da dessulfurização (por exemplo, cristalização de gesso) ou a atividade do catalisador de desnitrificação. Os refrigeradores secos podem resfriar esses fluidos até a faixa-necessária do processo de 25 a 40 graus.
O núcleo dos resfriadores secos é a "estrutura de troca de calor de tubo-aletado", que atinge o resfriamento do fluido do processo por meio da transferência indireta de calor. O processo específico é o seguinte:
Componentes estruturais: Consiste principalmente em um conjunto de tubos de troca de calor (fluxo interno do fluido do processo), aletas (melhoram a transferência de calor lateral-do ar), ventiladores (ventilação forçada), estrutura e cobertura guia. O feixe de tubos é normalmente feito de cobre ou aço inoxidável (resistente- à corrosão, excelente condutividade térmica), com aletas de alumínio soldadas externamente (aumenta a área de contato com o ar, normalmente proporcionando uma área de transferência de calor de 5 a 10 vezes maior do que os tubos nus).
Processo de troca de calor:
Fluido de processo-de alta temperatura (por exemplo, óleo térmico, água quente de processo) entra pela entrada do feixe de tubos. À medida que flui dentro dos tubos, o calor é transferido através das paredes do tubo para as aletas externas.
Os ventiladores (classificados como "tipo-de sucção" ou "tipo-de soprador") atraem o ar ambiente à força sobre as superfícies das aletas. O ar absorve calor das aletas, aumenta a temperatura e sai da unidade.
O fluido do processo dentro dos tubos esfria devido à transferência de calor e sai do feixe de tubos, retornando ao sistema auxiliar para recirculação.
Lógica de controle de temperatura: alguns refrigeradores secos são equipados com sensores de temperatura e ventiladores-de frequência variável. Quando a temperatura do fluido de saída excede o ponto de ajuste, a velocidade do ventilador aumenta automaticamente para melhorar a capacidade de resfriamento. Se a temperatura estiver muito baixa (por exemplo, durante o inverno), a velocidade do ventilador é reduzida ou o ventilador é desligado para evitar que temperaturas excessivamente baixas do fluido afetem a operação do sistema (por exemplo, aumento da viscosidade do óleo lubrificante).
Em comparação com as soluções de resfriamento auxiliar tradicionais "resfriadas-a água + torre de resfriamento", os refrigeradores secos oferecem as seguintes vantagens distintas em aplicações de usinas de energia:
Economia significativa de água
Depender inteiramente do resfriamento a ar elimina a necessidade de consumo de água de resfriamento (sistemas de resfriamento úmido exigem reabastecimento periódico para compensar perdas por evaporação e deriva). Isso os torna particularmente adequados para usinas de energia em regiões-com escassez de água, como o noroeste e o norte da China, reduzindo o consumo de água do sistema auxiliar em mais de 90% e alinhando-se às políticas nacionais de "conservação de água e redução de emissões".
Baixos custos de operação e manutenção
Elimina sistemas de circulação de água de resfriamento (ex. bombas, torres de resfriamento, equipamentos de tratamento de água), reduzindo a quantidade de equipamentos e pontos de falha;
Não requer produtos químicos para tratamento de água, como inibidores de corrosão ou inibidores de incrustações, evitando incrustações e corrosão nos tubos e prolongando a vida útil do conjunto de tubos do trocador de calor (normalmente de 10 a 15 anos).
Forte Adaptabilidade Ambiental
Operação estável de -30 graus (requer medidas anticongelantes, como traçado elétrico) a temperaturas ambientes de 45 graus, com ajuste de velocidade do ventilador que acomoda variações sazonais de temperatura;
Descarga zero de águas residuais (sistemas de resfriamento úmido exigem descarga parcial de água circulante concentrada), eliminando a necessidade de instalações de tratamento de águas residuais e reduzindo a pressão ambiental.
Instalação flexível
O tamanho relativamente compacto permite instalação externa vertical ou horizontal (por exemplo, telhados, áreas abertas próximas a equipamentos), minimizando a necessidade de espaço na fábrica. Particularmente adequado para modernização de sistemas auxiliares em plantas existentes (sem necessidade de re-escavar tubulações de água de resfriamento).
