Los Recubrimientos de Doble Emisividad Extienden la Duración de Funcionamiento del Calentador de Coquización

Qué es un Recubrimiento de Doble Emisividad?

El Sistema de Recubrimiento Cerámico de Doble Emisividad Patentado por Cetek (#6,626,663B1) fue diseñado específicamente para aplicaciones de calentadores de coquización y otras aplicaciones similares en las que la coquización interna en los tubos de la sección radiante reduce la duración de funcionamiento y restringe el flujo.

El sistema de recubrimiento mejora eficazmente la uniformidad de la distribución del flujo de calor y reduce la relación entre el flujo de calor máximo y promedio en los tubos de proceso de los calentadores de combustión. Esta tecnología reduce la temperatura máxima de la piel del tubo, aumenta la duración de funcionamiento y la velocidad de carga.

La duración de funcionamiento aumentó en 2 meses

La temperatura de la pared de puente se redujo en 55°F/30°C

Manipulación del Flujo de Calor

En la mayoría de los calentadores de combustión, el flujo de calor en la sección radiante no es uniforme. Normalmente, esto no es un problema, pero en los calentadores de coquización esto puede ser extremadamente perjudicial para el factor de operación. Esto se debe a la rápida deposición de coque en el interior de los tubos de la sección radiante en las áreas de mayor flujo de calor, lo que provoca un aumento significativo en las temperaturas localizadas de la piel del tubo.

Recubrimientos de Tubos de Emisividad Variable

El sistema de recubrimiento de tubos de doble emisividad de Cetek, combinado con recubrimientos refractarios de alta emisividad, es una solución probada y duradera para este problema. El recubrimiento de tubo de emisividad más baja se aplica en la cara caliente de los tubos en la zona de alto flujo de calor, lo que reduce eficazmente la cantidad de calor radiante absorbido. En las zonas de menor flujo de calor, los recubrimientos de tubo y refractarios de alta emisividad se combinan para permitir una mayor absorción de calor radiante.

Inspección por Infrarrojos

Se realizó una inspección por infrarrojos en un calentador de coquización en la refinería MiRO en Alemania. El calentador de coquización en MiRO es de una sola cámara, cuatro pasos, de dos celdas, con una capacidad máxima de procesamiento de 230-239 toneladas por hora. La duración promedio de funcionamiento del coquizador era de 3 meses.

La imagen de termografía IR proporciona una vista típica, identificando la zona de alto flujo de calor en la mitad inferior de la pared lateral. Esto se evidencia por la aparición de altas temperaturas en la superficie de los tubos, causada inicialmente por la formación de coque dentro del tubo y posteriormente por la oxidación severa y la formación de escamas en las superficies externas de los tubos.

Propuesta

Después de la inspección por infrarrojos y la evaluación del calentador de combustión, Cetek propuso lo siguiente:

  1. Aplicación de un recubrimiento refractario de alta emisividad en la pared lateral y el techo en las secciones radiantes de todos los pasos del calentador, sin recubrimiento en el piso ni en las paredes extremas. Esto proporcionaría un mayor flujo de calor a las superficies traseras (frías) de los tubos.
  2. Aplicación de un recubrimiento de tubo de alta emisividad en la mitad superior y un recubrimiento de baja emisividad en la mitad inferior de los nueve tubos del techo.
  3. Aplicación de un recubrimiento de tubo de alta emisividad en toda la circunferencia de los seis tubos de la pared lateral superior.
  4. Aplicación de un recubrimiento de baja emisividad en los 180 grados frontales y un recubrimiento de alta emisividad en los 180 grados traseros de los 10 tubos inferiores ubicados en las paredes laterales del calentador.

 

Resultados

  1. La duración del funcionamiento del calentador de coquización, para la primera corrida después de la parada, se extendió a 5 meses, funcionando a la tasa máxima de carga durante toda la operación.
  2. Se observó una temperatura de gases de combustión y una temperatura de la pared de puente significativamente más bajas durante la primera corrida, a pesar de operar a la máxima capacidad de procesamiento. Esto es una clara indicación de que la eficiencia de transferencia de calor radiante en todos los pasos de los calentadores de coquización mejoró.
  3. Se mejoró la uniformidad de la temperatura en la superficie de los tubos en todas las celdas del calentador y se logró un gradiente de temperatura constante a lo largo del recubrimiento, lo que permitirá una determinación más precisa de la temperatura de la piel del tubo y la formación de coque, sin interferencias de oxidación y escamas en las superficies externas de los tubos. Esto es evidente en el ejemplo de termografía IR, que se muestra a la derecha:

 

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