Título

REDUÇÃO DO CONSUMO DE OXIGÊNIO EM UM ALTO- FORNO A PARTIR DO AUMENTO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DOS TROCADORES DE CALOR

REDUCTION OF OXYGEN CONSUMPTION IN THE V&M DO BRASIL’S BLAST FURNACE 2 THROUGH THE IMPROVEMENT OF THE HEAT EXCHANGERS

Autoria

Assunção, Charles Sóstenes

Assunção, Charles Sóstenes

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DOI

10.5151/2594-3626-0010

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Resumo

Este trabalho relata o estudo de melhoria de desempenho dos trocadores de calor do tipo Glendon da V&M do Brasil. O objetivo é reduzir o consumo de oxigênio utilizado para enriquecer o ar que é soprado no Alto-Forno 2 a partir do aumento da eficiência energética dos trocadores de calor. Um modelo computacional em CFD (Computer Fluids Dynamics) foi desenvolvido para simular o comportamento termodinâmico dos fluidos nos Glendons. A partir deste modelo, foram simuladas algumas alterações geométricas no equipamento. As alterações tinham como objetivo modificar o escoamento dos gases da combustão, fazendo com que esses gases escoassem de maneira cruzada em relação ao fluxo de ar no interior das serpentinas. A simulação demonstrou um potencial de aumento de eficiência energética de 15,25%, o que representaria um aumento de temperatura de saída do ar de 115oC. As alterações simuladas foram implantadas em um dos três trocadores de calor que, juntamente com melhorias no controle do processo de combustão, geraram um aumento real de temperatura de 135oC. Após a implantação destas alterações nos outros Glendons, a redução esperada do consumo de oxigênio de enriquecimento do ar no Alto-Forno 2 é de aproximadamente 4.400.000Nm3 por ano.

This work concerns the performance improvement study of the V&M do Brasil’s Glendon heat exchangers. The objective is to reduce the consumption of the oxygen used to enrich the blown air in the Blast Furnace 2 through the improvement of the heat exchanger’s energetic efficiency. A CFD (Computer Fluids Dynamics) model was developed in order to simulate the thermodynamic behavior of the fluids inside the heat exchangers. Some geometric alterations were simulated in the model, which objective was to change the parallel flow of the combustion gases to a cross flow. The simulation showed a potential of energetic efficiency improvement of 15,25%, which would mean an increase of 115oC in the outlet air temperature. The simulated alterations were implemented in one of three heat exchangers and the actual temperature increase was 135oC. After the implementation of the alterations in the others heat exchangers, the expected reduction of the oxygen consumption in the Blast Furnace 2 is about 4.400.000 Nm3 per year.

Palavras-chave

Trocador de calor; Eficiência energética; Consumo de oxigênio.

Heat exchanger; Energetic efficiency; Oxygen consumption.