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Equipamentos industriais - Estaticos

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Curso de Formao de Tcnicos de Operao Jr do Abastecimento

2 edio

EQUIPAMENTOS INDUSTRIAISESTTICOS

PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

QualificAbast

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ndiceIntroduo Tubulao industrial (a) Tubos (b) Meios de ligao (c) Acessrios de tubulaes Tanques, vasos, torres e reatores (a) Tanques (b) Vasos (c) Torres (d) Reatores qumicos Trocadores de calor (a) Classificao geral dos trocadores quanto finalidade (b) Temperatura (c) Tipos construtivos de trocadores de calor (d) Cuidados na operao (e) Manuteno (f) Testes Fornos (a) Classificao quanto utilizao (b) Principais partes de um forno (c) Combustveis (d) Construo dos fornos (e) Principais tipos de fornos (f) Operao Caldeiras (a) Consideraes gerais (b) Transferncia de calor na caldeira (c) Combustveis e combusto (d) Operao de caldeiras (e) Manuteno de caldeiras (f) Prevenes contra exploses e outros riscos Referncias Bibliogrficas

10 11 17 26 29 56 56 64 69 76 84 85 86 88 99 100 101 102 103 104 105 105 110 113 114 114 156 158 179 205 208 213

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LISTA DE FIGURASTubulao industrial Figura 1 Sistema de tubulaes em uma refinaria Figura 2 Classificao das tubulaes - tubulaes industriais Figura 3 Classificao das tubulaes - tubulaes para gua e vapor Figura 4 Classificao das tubulaes - tubulaes para ar comprimido e hidrocarbonetos Figura 5 Classificao das tubulaes - tubulaes para gases e esgotos Figura 6 Classificao das tubulaes - tubulaes para fluidos diversos Figura 7 Conjunto de tubos Figura 8 Exemplos de dimenses de tubos Figura 9 Tubos de aquecimento Figura 10 Isolamento trmico externo Figura 11 Luva - solda de encaixe Figura 12 Ligaes rosqueadas Figura 13 Ligaes flangeadas Figura 14 Conexes Figura 15 Vlvula de agulha Figura 16 Acionador automtico Figura 17 Operao manual e motorizada Figura 18 Alguns tipos de vlvulas Figura 19 Classificao dos purgadores Figura 20 Purgadores de bia Figura 21 Purgadores de panela invertida Figura 22PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

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Purgador termodinmico Figura 23 Filtro provisrio Figura 24 Filtros permanentes Tanques, vasos, torres e reatores Figura 1 Ptio de tanques Figura 2 Tanques de teto flutuante Figura 3 Parque e tanques - vista geral Figura 4 Tanques de teto fixo Figura 5 Escadas de acesso Figura 6 Tetos fixos e flutuantes Figura 7 Conjuntos de vasos de presso Figura 8 Vaso horizontal Figura 9 Vaso vertical Figura 10 Vaso cilndrico horizontal Figura 11 Esfera Figura 12 Vaso cilndrico horizontal Figura 13 Vaso cilndrico vertical Figura 14 Torres (1) Figura 15 Torres (2) Figura 16 Pratos ou bandejas Figura 17 Recheios estruturados Figura 18 Recheios randmicos Figura 19 Suporte para recheios Figura 20 Reator de leito fixo Figura 21 Reator bateladaPETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

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Figura 22 Reator PFR Figura 23 Reator CSTR Figura 24 Srie de reatores CSTR Trocadores de calor Figura 1 Conjunto de trocadores de calor (1) Figura 2 Conjunto de trocadores de calor (2) Figura 3 Trocador de calor casco e tubos Figura 4 Exemplo de trocador de calor (casco e tubos) Figura 5 Conjunto de trocadores de calor Figura 6 Trocadores tipo tubo duplo ou bitubulares Figura 7 Resfriadores a ar Figura 8 Trocadores de placas Figura 9 Trocadores espirais Fornos Figura 1 Fornos Caldeiras Figura 1 Fluxo esquemtico numa caldeira - gua e vapor Figura 2 Fluxo esquemtico numa caldeira - ar e gases Figura 3 Caldeira flamotubular Figura 4 Caldeira aquatubular Figura 5 Caldeira eltrica Figura 6 Combustvel pulverizado Figura 7 Grelha Figura 8 Leito fluidizado Figura 9PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

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Ciclo combinado de turbinas a gs Figura 10 Filtros do tubulo superior Figura 11 Feixe tubular Figura 12 Paredes dgua Figura 13 Diferencial de peso especfico Figura 14 Superaquecedores Figura 15 Efeito do aumento de carga sobre a temperatura por tipo de superaquecedor Figura 16 Pr-aquecedor tubular Figura 17 Pr-aquecedor regenerativo Figura 18 Disposio dos queimadores Figura 19 Configuraes de atomizao de leo por mistura interna Figura 20 Queimador combinado e ngulo da chama Figura 21 Ar primrio e secundrio Figura 22 Queimador combinado de alta eficincia de recirculao interna Figura 23 Esquema de chama de um queimador com recirculao interna Figura 24 Queimador com recirculao externa Figura 25 Partes de uma caldeira aquatubular Figura 26 Bomba centrifuga de mltiplos estgios Figura 27 Visores de nvel Figura 28 Controle de nvel Figura 29 Indicadores de presso Figura 30 Vlvula de segurana Figura 31 Vlvulas de fechamento rpidoPETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

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Figura 32 Detectores de chama Figura 33 Piloto Figura 34 Grfico de viscosidade x temperatura da ASTM Figura 35 Esquema simplificado de um sistema de leo Figura 36 Soprador retrtil Figura 37 Soprador fixo Figura 38 Vlvula globo Figura 39 Vlvula gaveta Figura 40 Vlvula de reteno Figura 41 Purgadores Figura 42 Filtro de leo Figura 43 Exemplos de invlucros Figura 44 Tubo de parede dgua Figura 45 Tubo do superaquecedor Figura 46 UPGN Figura 47 Rede de gasodutos brasileiros Figura 48 Moinho vertical Figura 49 Analisador de Orsat Figura 50 Mudana de posio dos maaricos Figura 51 Fornalhas germinadas Figura 52 Recirculao ou desvio dos gases Figura 53 Controle pelo lado do vapor Figura 54 Controle de presso na fornalha Figura 55 Regulagem do combustvel e do ar de combusto Figura 56PETROBRAS ABASTECIMENTO 2008

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Lgica do automatismo das caldeiras Figura 57 Controle a trs elementos Figura 58 Opacmetro Figura 59 Ciclone Figura 60 Lavador de gases Figura 61 Filtro de manga Figura 62 Precipitador eletrosttico Figura 63 Curvas do ponto de orvalho do acido sulfrico para gases de combusto com teores variando de 9 a 14% de gua Figura 64 Controle de emisses nos Estados Unidos Figura 65 Equilbrio trmico na operao de caldeiras

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TABELASCaldeiras Tabela 1 Temperatura mnima de armazenagem de leo combustvel Tabela 2 Temperatura ideal no bico do queimador Tabela 3 Viscosidades a serem mantidas na suco da bomba Tabela 4 Poderes calorficos tpicos de alguns leos combustveis Tabela 5 Especificaes para o leo diesel Tabela 6 Temperatura de entupimento para o leo diesel Tabela 7 Viscosidade SSF a 50C Tabela 8 Especificaes para leo combustvel segundo portaria ANP80/99 Tabela 9 Ponto de fluidez dos leos combustveis A1 e B1 (C ) Tabela 10 Especificaes ANP para o gs natural Tabela 11 Especificaes do gs de refinaria pela ANP Tabela 12 Anlise de alguns carves Brasileiros Tabela 13 Anlise qumica da lenha Tabela 14 Equipamentos mais utilizados para controle de particulados Tabela 15 Classificao dos mtodos de controle das emisses dos xidos de nitrognio

146 148 148 160 164 164 165 166 166 167 170 172 173 192 196

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[Introduo

Equipamentos estticos so aqueles que contm os fluidos, possibilitando o armazenamento, o transporte e a distribuio, a transferncia de calor e a realizao das diversas operaes definidas para os seus processos de transformao, tais como: destilao, decantao, reaes, etc. So exemplos desses tipos de equipamentos e seus usos:

tubulaes e vlvulas - alinhamento de produtos; fornos e trocadores - aquecimento e evaporao/ condensao/resfriamento; tanques e vasos - armazenamento, mistura e separao; e torres e reatores absores e reaes qumicas.

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[Tubulao industrial

As tubulaes so usadas como meio de conduo de fluidos e so conjuntos de tubos e diversos acessrios, como vlvulas, conexes, purgadores de vapor, filtros, etc. A conduo de fluidos atravs de tubulaes se deve, em geral, ao fato de que o ponto onde este armazenado, ou produzido, se encontra distante do ponto onde utilizado. Um sistema de tubulaes e suas classificaes podem ser vistos nas figuras a seguir.

Figura 1 Sistema de tubulaes em uma refinaria

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Classificao das tubulaesQuanto ao emprego

Tubulaes Industriais

Tubulaes dentro de instalaes industriais

Tubulaes fora de instalaes industriais

Tubulaes de processo

Tubulaes de transporte

Tubulaes de distribuio

Tubulaes de utilidades

Aduo

Distribuio

Tubulaes de instrumentao Tubulaes de transmisso hidrulica Tubulaes de drenagem

Transporte

Coleta

Drenagem

Figura 2 Classificao das tubulaes tubulaes industriais

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Classificao das tubulaesQuanto ao fluido conduzido

Tubulaes para gua

gua tratada

gua salgada e outras guas agressivas

gua de incndio

gua de irrigao

gua potvel

gua de alimentao de caldeira gua industrial

Tubulaes para vapor

Vapor superaquecido

Vapor saturado

Vapor exausto

Vapor condensado

Figura 3 Classificao das tubulaes tubulaes para gua e vapor

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Classificao das tubulaesQuanto ao fluido conduzido

Tubulaes para ar comprimido

Ar comprimido industrial