SEMINÁRIO FORNOtermo (1)

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FORNOS
FORNOS 
− A mais importante função de um forno é aquecer um produto para que atinja uma
condição impossível de ser alcançada por meio de um trocador de calor, ou elevar a
temperatura do processo para alimentar uma coluna de destilação ou um reator;
− Constituem um conjunto importante de equipamentos com tipos variados;
− São equipamentos considerados críticos dentro das unidades operacionais;
PRINCIPAIS FATORES QUE AFETAM A EFICIÊNCIA
- Temperatura de saída dos gases;
- Excesso de ar;
- Combustível não queimado;
- Entrada de ar falso e tiragem;
- Isolamento térmica e refratário deficiente;
- Operação diferente das condições de projeto;
- Comum o uso de materiais, correspondente a especificação ASTM e limite de 
temperatura de projeto pela API Std 530;
- Aço carbono (limitado p/aplicação < 427ºC);
- Adição de molibdênio melhora a resistência à alta temperatura, esferoidização, 
oxidação e mecanismos acentuados de corrosão;
- Aços inox austeníticos são frequentemente utilizados onde temp. > 704ºC e/ou 
corrosividade requer seu uso;
- Algumas ligas ( Monel – liga Cobre/Níquel ;½ Ni Gr C5 1100 25CR ; 12Ni TYPE II 
1750 50Cr );
- Carcaça metálica ( geralmente são chapas de aço carbono de 3/16” ou ¼”);
MATERIAL
Normas Regulamentadoras 
- NR13;
- NR14;
- NR 33;
- NR 35;
HÁ TRÊS TIPOS PRINCIPAIS, CLASSIFICADOS SEGUNDO A POSIÇÃO DOS TUBOS DA SERPENTINA: 
− HORIZONTAIS ;
− VERTICAIS ;
− MISTOS ;
OS FORNOS SE COMPÕEM BASICAMENTE DE TRÊS PARTES:
- Serpentina de aquecimento;
- Fornalha;
- Chaminé;
COMPONENTES
Serpentina de aquecimento
- A função da serpentina é transportar os hidrocarbonetos a serem aquecidos e 
constitui-se de vários tubos interligados entre si por meio de conexões das mais 
variadas;
- Dependendo da finalidade do forno, a serpentina poderá ser classificada 
segundo a transmissão de calor, em duas partes: 
convecção 
radiação
Serpentina de aquecimento
Serpentina de aquecimento
Fornalha
A fornalha é constituída das seguintes partes: 
-estrutura; 
-refratários;
-equipamentos auxiliares; 
Fazem parte da estrutura todos os componentes necessários para a sustentação das serpentinas e 
refratários, além da parte estrutural propriamente dito ou arcabouço do forno;
Toda parte do forno, em contato com os gases a alta temperatura e que não deve trocar calor com 
qualquer meio, normalmente é revestida com material refratário ou isolamento térmico;
Os principais equipamentos auxiliares de uma fornalha, são os queimadores ou maçaricos. Além deles, 
consideramos com equipamentos auxiliares os pré-aquecedores de ar , ventoinhas ou ventiladores, 
sopradores de fuligem, abafadores, instrumentos de controle de chama, poços e pares termo-elétricos , 
medidores de tiragem , manômetros , entre outros; 
Fornalha
A chaminé situada antes da seção de convecção , possui duas finalidades: a primeira é
descarregar os gases de combustão para atmosfera onde possam ser rapidamente diluídos e ,a
segunda , provocar a tiragem necessária a boa operação do forno.
As chaminés poderão ser classificadas, segundo o material em três: 
1. de tijolos;
2. de concreto;
3. de aço;
A eficiência de um forno , depende grandemente do escoamento dos gases de combustão para a
atmosfera, bem como o suprimento do ar para a combustão, o que provoca a convecção dos
gases através da chaminé.
CHAMINÉ
CHAMINÉ
Queimadores
Os queimadores comumente usados em refinaria são do tipo combinado, isto é, podem
queimar óleo combustível , gás combustível ou ambos simultaneamente.
Queimadores
Queimadores
LEIS DA TERMODINÂMICA
- A análise termodinâmica convencional baseia-se principalmente na 1ª Lei, que
estabelece o principio da conservação da energia, porém não fornece uma
medida de como o desempenho do sistema se aproxima do real, além das perdas
que ocorrem e muitas vezes não são identificadas ou analisadas com precisão;
- Em especifico nesse forno as cargas de nafta ou gás natural são aquecidos na
presença de vapor d’água para reduzir a pressão inicial dos hidrocarbonetos e a
formação de coque, a altas temperaturas(>700ºC), com tempos de residência de
0,1 a 0,5s e em baixas pressões(<200KPa);
- As reações que ocorrem nas serpentinas são endotérmicas, absorvendo o calor da
combustão que provém da zona de radiação;
- Fornos consomem aproximadamente 30% do combustível utilizado nas unidades,
sua eficiência média 75% a 90%;
LEIS DA TERMODINÂMICA
http://cntq2.hospedagemdesites.ws/wp-content/uploads/2013/05/Fornos-Sarkis.pdf
http://www.combustol.com.br/combustol.php?cod=14
https://www.docsity.com/pt/apostila-de-fornos-de-processo/4729563/;
http://repositorio.unicamp.br/jspui/bitstream/REPOSIP/265954/1/Mathias_FlavioRobertodeCar
valho_M.pdf
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-12042017-
102752/publico/CarlosEduardoDallOglioViannaCorr17.pdf
REFERÊNCIAIS:
http://cntq2.hospedagemdesites.ws/wp-content/uploads/2013/05/Fornos-Sarkis.pdf
http://www.combustol.com.br/combustol.php?cod=14
https://www.docsity.com/pt/apostila-de-fornos-de-processo/4729563/
http://repositorio.unicamp.br/jspui/bitstream/REPOSIP/265954/1/Mathias_FlavioRobertodeCarvalho_M.pdf
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-12042017-102752/publico/CarlosEduardoDallOglioViannaCorr17.pdf