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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32438| Título: | Análise econômica da utilização dos gases de exaustão da etapa de pré-desengraxe utilizada no processo industrial de pintura |
| Título(s) alternativo(s): | Economic analysis of the use of exhaust gases from the predegrasing stage used in the industrial painting process |
| Autor(es): | Ivasita, Arissa Bernardo Martins, Letícia Silva |
| Orientador(es): | Santos, Paulo Henrique Dias dos |
| Palavras-chave: | Energia elétrica e calor - Cogeração Gás natural Permutadores térmicos Análise econômico-financeira Pintura industrial Cogeneration of electric power and heat Natural gas Heat exchangers Ratio analysis Painting, Industrial |
| Data do documento: | 27-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | IVASITA, Arissa Bernardo; MARTINS, Letícia Silva. Análise econômica da utilização dos gases de exaustão da etapa de pré-desengraxe utilizada no processo industrial de pintura. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Em um mundo cada vez mais tecnológico e competitivo, tornou-se essencial as indústrias investirem em adequações de seus processos produtivos para aumentar a sua competitividade e se destacarem positivamente frente às outras empresas. Diante do contexto do consumo energético industrial, as empresas buscam desenvolver otimizações para reduzir o consumo de energia e para promover uma economia financeira. Projetos de recuperação de calor são alguns dos exemplos que são aplicados nas empresas objetivando a redução do seu consumo energético. Uma montadora do ramo agrícola possui processos sequenciados de pintura onde há a necessidade de aquecer a água para o processo de pré-desengraxe até a temperatura de 52ªC. Atualmente nessa empresa, o aquecimento é realizado através de queimadores que geram um sistema de exaustão em que parte da energia poderia ser recuperada por um trocador de calor. Diante disso, o presente trabalho visa analisar a viabilidade econômica da instalação de um trocador de calor do tipo casco e tubos para a recuperação térmica dos gases de exaustão para pré-aquecer a água utilizada no pré-desengraxe. Propõe-se, portanto, a análise do consumo energético do queimador que gera os gases de exaustão, o cálculo da efetividade do trocador de calor, e o seu dimensionamento. A metodologia adotada baseia-se em pesquisas bibliográficas que envolvem sistemas de cogeração de energia, no cálculo da efetividade-NUT e do dimensionamento de trocadores de calor do tipo casco e tubos, com enfoque no processo de estruturação de um trocador de calor capaz de realizar a recuperação térmica. O trocador de calor é dimensionado através da definição de parâmetros de entrada fornecidos pela empresa e a aplicação do método de efetividade-NUT. A análise de viabilidade econômica busca comparar a situação inicial e a situação proposta definindo a quantidade de redução energética e econômica com a instalação do trocador de calor e a sua viabilidade de instalação. Dessa forma, os resultados levam a concluir que, através da instalação de um trocador de calor na etapa de pré-desengraxe do processo, a água poderá sair de 25ºC e atingir a temperatura de 52°C, gerando assim uma redução de 100% da quantidade de gás natural que seria despendida para o seu aquecimento. Como consequência da redução de consumo, tem-se uma economia mensal de R$1987,75 e uma economia anual de mais de R$ 23.000,00 para a empresa com a compra do gás e tornando o projeto viável, com um payback de apenas 6 meses. |
| Abstract: | In an increasingly technological and competitive world, it has become essential for industries to invest in adapting their production processes to increase their competitiveness and stand out positively against other companies. Given the context of industrial energy consumption, companies seek to develop optimizations to reduce energy consumption and to promote financial savings. Heat recovery projects are some of the examples that are applied in companies aiming to reduce their energy consumption. An assembly plant in the agricultural sector has sequenced painting processes where there is a need to heat the water for the pre-degreasing process up to a temperature of 52ºC. Currently in this company, heating is carried out through burners that generate an exhaust system in which part of the energy could be recovered by a heat exchanger. Therefore, the present work aims to analyze the economic feasibility of installing a shell-and-tube heat exchanger for the thermal recovery of exhaust gases to preheat the water used in predegreasing. Therefore, it is proposed to analyze the energy consumption of the burner that generates the exhaust gases, the calculation of the effectiveness of the heat exchanger, and its dimensioning. The methodology adopted is based on bibliographic research involving energy cogeneration systems, on the calculation of NUT-effectiveness and on the design of shell and tube heat exchangers, with a focus on the structuring process of a heat exchanger capable of performing thermal recovery. The heat exchanger is dimensioned by defining input parameters provided by the company and applying the NUT-effectiveness method. The economic feasibility analysis seeks to compare the initial situation and the proposed situation, defining the amount of energy and economic reduction with the installation of the heat exchanger and its installation feasibility. Thus, the results lead to the conclusion that, through the installation of a heat exchanger in the pre-degreasing stage of the process, the water can leave 25ºC and reach a temperature of 52°C, thus generating a 100% reduction in amount of natural gas that would be used to heat it. As a result of the reduction in consumption, there is a monthly savings of R$1987.75 and an annual savings of more than R$23,000.00 for the company with the purchase of gas and making the project viable, with a payback of only 6 months. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32438 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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