Calor Industrial – Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos

Imersos em uma conjuntura com várias incertezas, na qual relatos e projeções mais otimistas se mesclam a perspectivas menos auspiciosas, os fabricantes de equipamentos para geração e aproveitamento de calor industrial buscam ampliar seu potencial de negócios com um conjunto diversificado de ações mercadológicas: apelam fortemente para o conceito da sustentabilidade, miram possibilidades abertas pela necessidade de aplicações mais específicas, investem no desenvolvimento de produtos mais versáteis, e enfatizam o uso de tecnologias antes restritas a poucos nichos.

Petróleo & Energia, Caldeira feita pela Alfa Laval Aalborg, Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Caldeira feita pela Alfa Laval Aalborg

Aposta nessa última alternativa a CBC, que hoje destaca mais intensamente as caldeiras construídas segundo o conceito de leito fluidizado: destinados à queima de biomassa, esses equipamentos contêm uma camada de material inerte – geralmente uma areia com baixo teor de argila e granulometria controlada –, intermediária entre o ar que entra pela parte inferior da fornalha e o combustível. Preaquecida, essa areia com elevada inércia térmica se movimenta com o ar e cria no interior da fornalha uma turbulência destinada a tornar a combustão mais eficiente.

Já utilizadas na produção de papel e celulose, as caldeiras com leito fluidizado começam a ser aproveitadas também pelos IPPs (independent power providers, ou fornecedores independentes de energia). “E começamos a entregar as primeiras delas para as indústrias de açúcar e álcool”, afirma Ronaldo Faria, gerente de projeto sênior da CBC, empresa do grupo Mitsubishi, que atua nesse segmento com geradores de vapor aquatubulares, próprios para grandes volumes e pressões.

A turbulência, explica Faria, torna mais eficiente o processo na caldeira com leito fluidizado porque integra o conjunto dos “3Ts” – composto ainda por temperatura e tempo –, necessário à combustão. Maior turbulência permite temperaturas menores, e é assim reduzida a emissão de efluentes, pois, enquanto caldeiras tradicionais atuam muitas vezes com temperaturas na fornalha próximas a 1.300ºC, na qual há elevada emissão de NOx (óxido de nitrogênio, associado à chuva ácida) –, o leito fluidizado opera por volta de 850ºC, com muito menor emissão desses óxidos.

Além disso, prossegue Faria, quando se queima um combustível com alto teor de enxofre, normalmente é necessário investir em equipamentos para controle da emissão de SO2 (dióxido de enxofre). “Com o leito fluidizado, o enxofre reage com o carbonato de cálcio, alimentado com a biomassa, e é assim abatido”, ele complementa.

Já a fabricante nacional Steammaster está lançando a linha de caldeiras VMX, concebida para ser totalmente flex: pode queimar óleo, gás e qualquer tipo de biomassa. “Elas são projetadas para queima de biomassa, e na parte superior têm uma fornalha adequada à queima de óleo e gás”, descreve Eder Douglas de Moraes, responsável tecnológico da Steammaster.

Atualmente, diz Moraes, metade das caldeiras construídas pela Steammaster queima biomassa, embora a crescente procura por esse combustível venha elevando seu preço. “Mas, hoje, queima-se de tudo em caldeiras: toras, lenha, bagaço de cana, sebo, parafina”, ele diz. “Na Brasil Foods, instalamos duas unidades desenhadas para trabalhar com a graxa negra: composto resultante da passagem por um triturador de resíduos não utilizados na produção de alimentos como penas, bicos e ossos.”

Moraes é responsável também pela tecnologia da Frelser, fabricante de queimadores inaugurada há alguns meses no município de Varginha-MG (sede também da Steammaster). Os queimadores dessa empresa, ele diz, podem reduzir de 120 ppm para 15 ppm a taxa de NOx geralmente emitida pelas caldeiras. “Eles têm um mecanismo capaz de promover a recirculação dos gases dentro da fornalha, e assim diminuir a temperatura no núcleo das chamas”, explica. Segundo Moraes, a Frelser já vendeu dois desses equipamentos para a Petrobras, que com eles substituirá queimadores tradicionais de uma unidade de biodiesel.

Eficiência crescente – Há novidades também no portfólio da Alfa Laval Aalborg, que agora expande sua oferta de caldeiras para o segmento aquatubular, para até 80 toneladas de vapor por hora; até agora, essa empresa atuava no país apenas com caldeiras flamotubulares (capacidades situadas na faixa que vai de 300 kg até 34 toneladas/h).

Alberto Crespo, diretor de vendas e marketing da Alfa Laval Aalborg, diz não ser a tecnologia aquatubular nova para a empresa: “Nossa caldeira para biomassa já tem conceito ambitubular: sua fornalha é aquatubular; e o corpo de pressão, flamotubular”, comenta. “E já estamos fornecendo equipamentos aquatubulares no Brasil, para o estaleiro Atlântico Sul, porém produzidos na China; agora, passaremos a produzi-los no Brasil”, acrescenta Crespo.

Petróleo & Energia, Nilson Melchiori Dodorico, diretor de empreendimentos petroquímicos da Jaraguá, Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Nilson Melchiori Dodorico: trocador feito de superduplex para Petrobras

A Alfa Laval Aalborg deve lançar ainda neste ano também uma caldeira capaz de produzir duas toneladas de vapor por hora, construída com o conceito de ‘traseira úmida’ (wet back) que, em vez de material refratário apenas, coloca na parede oposta à do queimador (parede de fogo) uma superfície de troca com água, para tornar mais eficiente a combustão (esse conceito construtivo já é utilizado nas caldeiras de maior porte dessa empresa).

Caldeiras com essa capacidade de duas toneladas de vapor, observa Crespo, são adequadas a indústrias de menor porte; e nesse segmento sua empresa já atuava com um produto demandado em larga escala. “Porém, com um preço talvez até inferior, teremos agora um equipamento mais eficiente”, afirma.

De maneira geral, vem evoluindo bastante a tecnologia de produção de calor em caldeiras, como avalia Caio Henrique de Santana Eboli, representante comercial da Alfa Laval Aalborg: “Algumas caldeiras hoje chegam até a 97% ou 98% de eficiência térmica; há dez anos, atingia-se 88%”, ele compara.

Esse aumento de eficiência, justifica Eboli, deve-se a uma combinação de distintos fatores, a exemplo do melhor controle da combustão e do uso de economizadores, equipamentos que tecnicamente são trocadores de calor colocados na saída de gás quente das caldeiras, de modo que uma parte significativa do calor contido nesse efluente seja reaproveitada no aquecimento da água de alimentação dessa mesma caldeira.

Petróleo & Energia, Caio Henrique de Santana Eboli, representante comercial da Alfa Laval Aalborg, Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Caio Henrique de Santana Eboli: tecnologia permite alcançar 98% de eficiência

Economizadores, conta Eboli, são frequentes nas novas caldeiras. Embora sejam adequados principalmente para caldeiras a gás, podem ser aproveitados também com biomassa, porém com eficiência menor. E nas caldeiras por queima de óleo, enfrentam problemas de corrosão provocados pela formação de óxidos com o enxofre contido no combustível. Atualmente, relata o representante da Alfa Laval, a simultânea preocupação com os custos e com o meio ambiente relega o óleo a uma posição secundária, em relação ao gás e à biomassa, entre os combustíveis para caldeiras. “Nossa matriz energética ainda não dispõe de gás natural e biomassa suficientes para atender toda a demanda, e o óleo ainda é bastante utilizado, porém creio que ele será paulatinamente substituído”, prevê Eboli.

Por enquanto, ainda há basicamente uma troca de informações entre a equipe que antes atuava com a marca Aalborg – caso dele próprio – e a estrutura dedicada a equipamentos para calor da Alfa Laval (que adquiriu a Aalborg no final de 2010). Mas, de acordo com Eboli, a oferta de pacotes integrando produtos dessas duas operações “é uma tendência”.

Nessa oferta conjunta, a Alfa Laval agregará, como componentes relevantes, os trocadores de calor de placas: compactos, com gaxetas, semissoldados, soldados, entre outros. “Temos também trocadores de casco e tubos, porém para altas pressões, como 350 ou 400 bar”, acrescenta Luis Eduardo Sousa, gerente de vendas da área de energia e meio ambiente da Alfa Laval.

Petróleo & Energia, Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Frelser faz queimador de baixa emissão de NOx

Desafios e possibilidades – No segmento dos trocadores de calor, a Jaraguá – tradicional fornecedora da Petrobras e de seus epecistas – está desenvolvendo uma parceria para a construção de equipamentos especiais de troca térmica de alta pressão para uso em refinarias de petróleo. “Será uma parceria com transferência de tecnologia para produtos do tipo breech-lock: equipamentos de casco e tubos com tampas rosqueadas, que podem ser abertos para manutenção”, detalha Nilson Melchiori Dodorico, diretor de empreendimentos petroquímicos da Jaraguá.

A Jaraguá, ele conta, já possui uma parceria com uma empresa da Inglaterra para projeto e fabricação de trocadores de calor gás X gás, tipo circuito impresso, que utiliza material superduplex, para aplicações offshore de alta pressão.

Petróleo & Energia, Gabriel Godoy, gerente comercial da Barriquand, Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Gabriel Godoy vende o trocador Platular para o setor sucroalcooleiro

Em decorrência da necessidade de redução dos teores de enxofre de seus combustíveis, a Petrobras hoje demanda também trocadores confeccionados com materiais ainda não disponíveis no Brasil, conta Armando Rocha Lemos, chefe do grupo de projetos de equipamentos da CBC. Entre esses materiais, Lemos inclui o próprio aço carbono, porém com elevadíssimo grau de pureza, para que o hidrogênio resultante da retirada do enxofre não se combine com possíveis impurezas (essa combinação pode, até mesmo, romper os trocadores). “Às vezes, precisamos até deixar de usar o aço carbono e utilizar materiais como molibdênio”, ele exemplifica.

Petróleo & Energia, Armando Rocha Lemos, chefe do grupo de projetos de equipamentos da CBC, Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Armando Rocha Lemos: equipamentos para refino devem suportar condições severas

Atualmente, diz Lemos, a CBC fornece trocadores para várias unidades do Comperj, como unidade de recuperação de enxofre, hidrocraqueamento, tratamento de águas ácidas e gás residual, entre outras. “Estamos hoje fabricando cerca de cem trocadores para essas unidades”, ele conta.

E a multinacional de origem francesa Barriquand – no Brasil hoje presente com um escritório comercial na cidade paulista de Ribeirão Preto – enfatiza no mercado nacional sua linha de trocadores a placas soldadas Platular. Por enquanto, diz Gabriel Godoy, gerente comercial da Barriquand, esses equipamentos são mais demandados pela indústria sucroalcooleira, mas já são aqui aplicados também na indústria química e na mineração.

De acordo com Godoy, comparativamente aos equipamentos gaxetados, os trocadores da Barriquand têm diferenciais muito favoráveis, como distância entre placas muito maior, e placas lisas, em vez das corrugadas, diminuindo a possibilidade de acúmulo de resíduos e incrustação. “O trocador com placas gaxetadas apresenta entupimentos e as paradas para limpeza são diárias, sendo imprescindível manter uma unidade reserva”, ele diz. “O Platular é projetado para ter baixo nível de incrustação, não exige limpezas frequentes, e dispensa unidade reserva”, compara o gerente da Barriquand.

Mercado – A concorrência dos importados – especialmente da China – incomoda também os fabricantes de trocadores de calor. Na Petrobras, eles lembram, há alguma garantia pela exigência de conteúdo nacional, mas a Braskem trouxe da China os equipamentos de sua planta da cidade de Triunfo, e novamente recorre a fornecedores desse país na planta que constrói no município alagoano de Marechal Deodoro.

Petróleo & Energia, Caldeira tipo VMO fabricado pela Streammaster
Caldeira tipo VMO fabricado pela Streammaster

Trocadores chineses, na estimativa dos profissionais desse mercado, chegam a ter custo 30% inferior, em comparação aos produtos nacionais. “E temos hoje concorrentes multinacionais que, mesmo presentes no Brasil, estão aqui disputando projetos com produtos fabricados na China”, observa Hugo Matos, gerente de vendas da Apema (empresa fabricante, entre outros itens, de trocadores de calor de casco e tubo, trocadores com placas e radiadores aletados).

Apesar dessa concorrência, a Apema, diz Matos, trabalha este ano com uma meta de incremento de negócios de 25%. “O setor de papel e celulose está bem: temos as construções das plantas de Eldorado e de uma nova planta da Suzano no Maranhão, e em novembro devem começar as licitações de uma nova planta da Klabin”, ele projeta. Para a Klabin, aliás, em maio último, a Apema forneceu um trocador de 55 toneladas e 4 metros de diâmetro.

No setor petroquímico, especifica o gerente da Apema, os negócios hoje se concentram na Petrobras, que, embora tenha reduzido seus investimentos, segue demandando equipamentos. “Nas outras empresas desse setor, os projetos por enquanto ficam no papel, e há basicamente manutenção”, ele complementa.

Petróleo & Energia, Fábrica de Jundiaí pode trabalhar com ligas nobres, Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Fábrica de Jundiaí pode trabalhar com ligas nobres

No primeiro semestre deste ano, a Apema instalou novos equipamentos para a furação de espelhos em sua fábrica, situada em São Bernardo do Campo-SP. “Agora somos completamente autossuficientes em usinagem, não precisamos terceirizar mais nada”, informa.

Por sua vez, a Jaraguá inaugurou no final do ano passado sua fábrica em Ipojuca-PE. Por enquanto, essa unidade se dedica a apoiar os projetos da Rnest. Em Marechal Deodoro-AL, há cerca de três anos ela instalou uma fábrica com estrutura similar à de sua matriz, em Sorocaba-SP. “A unidade alagoana já está pronta para ampliação, inclusive com o piso pronto”, relata Fuad Hamad, diretor comercial da área de petroquímica da empresa. “Basta saírem os projetos das refinarias Premium I e II, ou algum contrato para módulos de plataformas, e faremos a ampliação”, complementa.

Petróleo & Energia, Ronaldo Faria, gerente de projeto sênior da CBC, Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Ronaldo Faria: leito fluidizado atrai clientes em novos setores

A Jaraguá atua também como epecista, provedora de soluções completas para a indústria de óleo e gás, petroquímica e outros setores industriais. “Como epecistas, temos hoje três projetos em andamento: offsite (interligação de diversas unidades de processo) na Petrobras/Replan e na Petrobras/Comperj, e 37 tanques de armazenamento, também na Petrobras/Comperj”, detalha Hamad.

A Barriquand por enquanto não concretizou seu plano de construir uma fábrica no Brasil: “Esse projeto surgiu em 2008, quando o mercado sucroenergético brasileiro estava aquecido. Hoje a situação deste setor está diferente, mas o plano de instalação da fábrica permanece”, diz Godoy.

Nacionalização e novos negócios – No segmento das caldeiras, a concorrência dos importados é menos sentida. Explicam os especialistas que tais equipamentos têm volumes grandes e propiciam baixas margens de lucro. Isso torna muito pouco interessante o seu transporte através de longas distâncias.

[box_light]Demanda aquecia para especiais

Com presença marcante no mercado dos trocadores de calor produzidos com materiais nobres, como carbono, tântalo, titânio, zircônio e hastelloy, a multinacional de origem francesa Mersen obteve bom desempenho no mercado brasileiro durante o primeiro semestre deste ano: “Ingressamos em novos segmentos, como o biodiesel, e fornecemos para novas operações, entre elas a planta da Braskem em Marechal Deodoro”, detalha Jorge Lúcio Garcia Lopes, gerente de produto da divisão química da empresa. “Deveremos este ano registrar crescimento de 30% sobre 2011”, acrescenta.

Rebatizada como Mersen há pouco mais de dois anos, antes se chamava Carbone Lorraine, no ano passado transferiu sua fábrica brasileira, que ficava na capital paulista para Cabreúva-SP. Lá produz trocadores feitos com carbono (seus demais trocadores, incluindo aqueles de aço, são importados).

Lopes projeta crescimento do mercado brasileiro de trocadores, seja pela perspectiva de instalação de novas plantas, seja porque a preocupação com a energia amplia o uso do calor gerado no resfriamento de outros processos produtivos: “Temos hoje um equipamento para produção de ácido clorídrico que libera muito calor, gerando vapor de baixa pressão. Já instalamos esse equipamento em outros países, e estamos começando a divulgá-lo no Brasil”, salientou.

De acordo com Lopes, a Mersen e uma empresa de origem alemã – esta última sem fábrica aqui – dominam mais de 90% do mercado mundial de trocadores feitos de carbono. Embora atuem comercialmente no Brasil fabricantes oriundos de China e Índia, nesse segmento a concorrência dos importados desses países não chega a ser significativa.

Já no segmento dos trocadores cerâmicos, a concorrência dos produtos chineses levou a Sealine a desistir desse mercado. A empresa trazia da Alemanha tubos para trocadores confeccionados com carbeto de cálcio. “Os tubos com os quais eu trabalhava – da ESK Ceramycs – chegam a custar até seis ou sete vezes mais que os chineses”, destaca Avelino Figueiredo, sócio-gerente da Sealine.

Segundo ele, o custo maior de seus produtos se traduzia em qualidade muito superior, pois no processo de sinterização eles atingem até 97% de densidade, enquanto nos chineses esse índice cai para cerca de 85% (e, quanto mais denso é o material cerâmico, mais impermeável e menos sujeito à corrosão ele será). “Tubos cerâmicos são usados principalmente em aplicações críticas, e simplesmente por ouvirem ser o produto chinês também feito de carbeto de silício, as empresas brasileiras compram, até porque no Brasil nem há equipamentos para medir essa densidade”, lamenta Figueiredo. Atualmente, a Sealine trabalha basicamente com pós cerâmicos e com tubos destinados à proteção de termopares.[/box_light]

No primeiro semestre, Eboli avalia como “razoável” o desempenho comercial da Alfa Laval Aalborg no mercado de caldeiras. O ano começou bem, com bons negócios em segmentos como as indústrias de cerveja e de alimentos, mas depois houve redução no volume de consultas e de pedidos. “Esperamos, porém, uma melhora no segundo semestre, e creio termos condições de atingir nossa meta do início do ano: crescer de 15% a 20%, em relação a 2011”, afirma Eboli.

Petróleo & Energia, Rodolfo Rodrigues, chefe de administração de vendas e marketing,Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Rodolfo Rodrigues: cogeração de energia amplia potencial de negócios no Brasil

Na Alfa Laval, relata Luis Eduardo Sousa, a primeira metade do ano foi “muito boa”, quando considerada a cadeia de produção e exploração de óleo e gás, para a qual oferece principalmente grandes trocadores gaxetados e trocadores especiais, destinados a aplicações em temperaturas e pressões diferenciadas (entre esses trocadores especiais, incluem-se os espirais, os trocadores da linha Compabloc, e aqueles referentes aos portfólios das marcas Olmi e Packinox, adquiridas pela Alfa Laval nos últimos anos). “Participamos dos projetos da P-58, da P-62, e das oito FPSOs do pré-sal”, detalha Sousa.

Petróleo & Energia, Luis Eduardo Sousa, Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Luis Eduardo Sousa: nacionalização dos trocadores está crescendo

Ele afirma ter perspectivas ainda melhores para o segundo semestre, pela continuidade da demanda na área de exploração e produção de óleo e gás, e também por alguns projetos na área petroquímica. A Alfa Laval investe bastante em nacionalização de seus produtos: “Já fabricamos aqui toda a linha de gaxetados e de semissoldados, e boa parte dos trocadores compactos soldados”, explicou.

A CBC, diz o chefe de administração de vendas e marketing, Rodolfo Rodrigues, com o desenvolvimento para a Petrobras de trocadores de calor construídos com cromo-molibdênio – mais aptos a resistir aos ambientes mais agressivos –, passou a oferecer essa alternativa também para clientes de outros setores, por exemplo, empresas químicas dedicadas a tratamento de óleo.

Rodrigues percebe no mercado brasileiro um grande potencial de realização de negócios para os fabricantes de equipamentos de geração e aproveitamento de calor, parte dele de corrente de setores já consolidados, como óleo e gás e papel e celulose. Mas há possibilidades também em atividades mais novas, como a cogeração de energia com biomassa. “Com produtores independentes de energia, que produzem simultaneamente energia térmica e elétrica, pode-se gerar energia mais perto dos centros consumidores. E caldeiras de leito fluidizado agregadas a turbinas a vapor constituem excelentes opções para isso”, avalia. “Devem crescer também os negócios com a produção do plástico verde.”

Petróleo & Energia, Alberto Crespo, diretor de vendas e marketing da Alfa Laval Aalborg , Calor Industrial - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Alberto Crespo: queima de biomassa segue conceito ambitular

 

[box_light]Queima de lixo gera negócios

Mercado financeiramente mais significativo para a empresa, na primeira metade do ano o setor petroquímico gerou poucos negócios para a fabricante de fornos Combustol, cuja atuação se estende também  para a metalurgia e a siderurgia. No primeiro semestre, conta Henrique Alvarez, diretor de equipamentos da Combustol, ela forneceu para epecistas da Petrobras apenas dois fornos (quantidade muito abaixo da normal). “No mercado da metalurgia, os negócios não se mostram tão pujantes quanto no ano passado, mas, comparativamente à petroquímica e à siderurgia, estão um pouco melhores”, acrescenta.

No segmento siderúrgico, é crescente o investimento em automação dos fornos. Há também, segundo ele, procura pela automação dos fornos de menor porte, destinados ao setor químico.

A Combustol enfoca dois mercados nos quais ingressou recentemente: estufas para pintura e incineradores de resíduos para geração de energia. “A queima de resíduos para geração de energia – pública ou industrial – é muito promissora. Já temos a tecnologia desses incineradores, e já começamos a oferecê-los”, conta Alvarez.

Incineradores de resíduos para geração de energia são também oferecidos pela Konus Icesa, empresa com presença destacada no mercado dos aquecedores de fluidos (produz também caldeiras, recuperadores de calor e fornos para siderurgia, entre outros itens). “No Japão e na Europa, a geração de energia pela queima de resíduos é tecnologia já bastante utilizada, mas nosso equipamento é adequado à realidade brasileira, em que o lixo não é separado”, observa Lincoln Campelo Dias, diretor superintendente da Konus Icesa.

Petróleo & Energia, Lincoln Campelo Dias, diretor superintendente da Konus Icesa, Calor Industrail - Tecnologia avança e melhora eficiência dos equipamentos
Lincoln Campelo Dias: unidades geram 0,8MWh pela queima de 30t/dia de lixo

Segundo ele, energia elétrica proveniente da incineração do lixo pode ser utilizada tanto em cidades com problemas de espaço para deposição adequada quanto em indústrias que precisam lidar com grandes volumes de resíduos. “Já estamos desenvolvendo duas dessas plantas para serem instaladas em indústrias aqui no Brasil. Elas terão capacidade para incinerar diariamente algo entre 20 e 30 toneladas de lixo e gerar 0,8 MWh de energia”, conta Dias.

Já os negócios com aquecedores da Konus Icesa não registraram o volume desejado na primeira metade do ano: “Houve muitos projetos adiados, embora nos últimos meses tenham sido retomados alguns, especialmente no setor alimentício, mas também no têxtil”, relata Dias.

A Konus Icesa continuamente pesquisa tecnologias capazes de permitir o máximo possível de aproveitamento do calor em processos como a secagem de biomassa, ou aproveitamento do calor residual dos aquecedores para preaquecer o ar de combustão utilizado nos queimadores e fornalhas.

Dias informa que a indústria de aquecedores trabalha no desenvolvimento de equipamentos que utilizem energia solar. “Por enquanto, essa solução ainda exige uma área de espelhos coletores muito grande, mas deverá estar disponível em futuro não muito distante, provavelmente em menos de uma década”, estima o diretor da Konus Icesa.[/box_light]

 

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