Estratégia de limpeza e manutenção online do evaporador MVR – Prolongar os ciclos de funcionamento contínuo

Durante a operação a longo prazo, os evaporadores MVR são propensos à formação de incrustações, entupimentos e corrosão em suas superfícies de troca de calor e no interior do sistema, devido a fatores como características do material, qualidade da água e temperatura. Isso leva à diminuição da eficiência da transferência de calor, aumento do consumo de energia e pode até afetar a segurança e a estabilidade do sistema. Estratégias de limpeza científica e manutenção online são essenciais para prolongar o ciclo de operação contínua dos evaporadores MVR e garantir o funcionamento eficiente do sistema.

I. Principais tipos de contaminação e seu impacto nos evaporadores MVR

Incrustações (deposição de sais inorgânicos, matéria orgânica, coloides, etc.)

Reduz a eficiência da troca de calor, aumenta o consumo de energia e, em casos graves, pode obstruir os canais de fluxo.

Corrosão e Pites

Danifica os materiais do equipamento, reduz sua vida útil e apresenta risco de vazamento.

Contaminação biológica e lodo

Especialmente em sistemas que contêm matéria orgânica ou água de refrigeração circulante, isso afeta o fluxo de fluidos e a troca de calor.

Bloqueio de cristalização

No tratamento de águas residuais com alta concentração de sal, cristais supersaturados se depositam facilmente em superfícies de troca de calor ou tubulações.

II. Estratégias de limpeza

1. Limpeza no local (CIP)

• Sistema de limpeza automatizado: Equipado com uma bomba de limpeza dedicada, tanque de fluido de limpeza e dispositivo de pulverização, realiza a limpeza automática por circulação do sistema sem a necessidade de desmontar o equipamento.

• Configuração do ciclo de limpeza: O ciclo de limpeza é definido dinamicamente com base no monitoramento dos parâmetros operacionais (diferença de temperatura, diferença de pressão, coeficiente de transferência de calor, etc.) para manutenção preventiva e para evitar incrustações severas.

• Seleção do agente de limpeza: Lavagem ácida (ex.: ácido cítrico, ácido nítrico): Remove incrustações de sais inorgânicos.

• Limpeza alcalina (ex.: hidróxido de sódio, surfactantes): Remove matéria orgânica, gordura e lodo biológico.

• Agentes de limpeza compostos: Aumentam a eficácia da limpeza em casos de incrustações mistas.

• Processo de limpeza: Circulação da solução de limpeza → imersão → enxágue → tratamento de passivação (prevenção da corrosão), garantindo a remoção completa da incrustação e protegendo as superfícies dos equipamentos.

2. Limpeza física: Limpeza com jato de água de alta pressão: Para áreas com incrustações severas ou de difícil acesso, jatos de água de alta pressão são usados para remoção por impacto, sendo adequados para manutenção durante paradas programadas.

• Raspagem/escovação mecânica: Para tubos ou placas de troca de calor específicos, realiza-se a limpeza manual ou mecânica.

3. Tratamento químico preventivo: A adição de inibidores de incrustação, dispersantes, inibidores de corrosão, etc., reduz a formação de incrustações e a corrosão.

• Otimizar o pré-tratamento da alimentação (por exemplo, amolecimento, filtração), reduzindo a incrustação na origem.

III. Estratégia de manutenção online:

1. Monitoramento de parâmetros operacionais e alerta antecipado inteligente: Monitoramento em tempo real de parâmetros-chave: diferença de temperatura entre entrada e saída, diferença de pressão, pressão do vapor, vazão, condutividade, etc.

Definir limites para alarmes automáticos, detecção oportuna de tendências de incrustação e entupimento e intervenção precoce para manutenção.

2. Manutenção do compressor e do sistema de vácuo: Inspecione regularmente as vedações, a lubrificação e os sistemas de refrigeração do compressor e substitua os óleos e filtros prontamente para evitar desgaste anormal e queda de eficiência.

Realize a manutenção regular da bomba de vácuo para evitar cavitação e degradação do desempenho, garantindo temperaturas de evaporação estáveis.

3. Manutenção da superfície do trocador de calor e da bomba de circulação: Observe regularmente a condição da superfície dos tubos/placas do trocador de calor e limpe ou corrija quaisquer anormalidades imediatamente.

Monitore a vibração, o ruído e a vazão da bomba de circulação para evitar desgaste ou cavitação.

4. Otimização do Sistema de Controle Inteligente: Utilize um sistema PLC/DCS para ajustar automaticamente a carga, a vazão e a temperatura, mantendo as condições operacionais ideais e reduzindo o superaquecimento e a incrustação localizados.

5. Inspeção regular e manutenção planejada: Desenvolva planos de manutenção anuais ou trimestrais, incluindo desmontagem e inspeção de equipamentos, substituição de vedações e atualizações de componentes-chave, priorizando a prevenção.

IV. Casos típicos e análise de efeitos

Caso 1:  Sistema MVR de água produzida com alta salinidade em campos petrolíferos

Equipada com um sistema CIP automático, a limpeza online é realizada a cada 30 dias. São utilizados processos de lavagem ácida e passivação, estendendo o ciclo de operação contínua de 2 para 6 meses e reduzindo o consumo de energia em 15%. 

Estudo de Caso 2:  Projeto MVR para Concentração em Baixas Temperaturas na Indústria Farmacêutica

Combinando monitoramento inteligente e controle de frequência variável, a carga de evaporação e a vazão foram otimizadas dinamicamente. A lavagem alcalina foi utilizada para remover a matéria orgânica, permitindo operação contínua por mais de 8 meses sem incrustações significativas.

V. Conceitos errôneos comuns e advertências

• Ignorar a manutenção preventiva e esperar até que a eficiência da transferência de calor diminua significativamente antes de realizar a limpeza leva ao aumento do consumo de energia e dos custos.

• A seleção inadequada de agentes de limpeza causa corrosão nos equipamentos ou resultados de limpeza insatisfatórios.

• A falta de substituição regular de peças vulneráveis leva a falhas repentinas e paradas não planejadas.

• Ignorar o monitoramento inteligente e a análise de dados resulta na perda de alertas precoces e oportunidades de otimização.

VI. Conclusão

Uma estratégia científica de limpeza e manutenção online é fundamental para prolongar o ciclo operacional contínuo dos evaporadores MVR e garantir uma operação eficiente, econômica e segura do sistema. Através de uma colaboração multidimensional, incluindo limpeza online automatizada, tratamento químico preventivo, monitoramento operacional em tempo real e controle inteligente, além de manutenção planejada regular, é possível reduzir efetivamente a incrustação, o entupimento e a corrosão, melhorando significativamente a confiabilidade e a economia do equipamento. No futuro, a operação e a manutenção inteligentes e digitais promoverão ainda mais a aplicação de longo prazo e alta eficiência dos evaporadores MVR em condições operacionais complexas.