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Trocadores de calor servem para realizar a troca de calor entre dois fluidos diferentes. Eles estão presentes em incontáveis processos industriais e podem servir para aquecer fluidos assim como resfriá-los.

Eles tem diversos tipos de design, cada um com suas diferentes aplicações e custos.

Alguns dos designs mais comumente usados na indústria são:

casco e tubos;

placas paralelas;

dois tubos.

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Trocadores de casco e tubo é o tipo de trocador mais comum na indústria petroquímica e em refinarias. Eles são particularmente capazes de lidar com fluidos em alta pressão. Neles, um fluido passa pela casca externa e um outro fluido passa pelos tubos que estão dentro do casco, podendo fazer diversas passagens para conseguir a troca térmica desejada.

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Trocadores de placas geralmente usam placas de metal separando zonas onde escorrem o fluido quente e frio. Eles costumam ter a vantagem de uma área de troca térmica muito grande devido ao número de placas. Além disso, as placas costumam ser relativamente simples de manufaturar, reduzindo o preço e facilitando manutenção

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Os trocadores podem ter riscos inerentes ao equipamento mesmo quando a sua manutenção está em dia. Esses perigos podem estar presentes durante operação normal ou quando ocorrem falhas em outros sistemas, que podem nem estar relacionado à linha de calor.

Ebulição durante paradas:

Durante paradas, que podem ocorrer por diversos motivos, pode ocorrer estagnação dos fluidos. Em casos que o fluido quente seja mais quente do que o ponto de ebulição do fluido frio o fluido frio pode entrar em ebulição.

Se não houverem válvulas de escape apropriadas pode ocorrer um acúmulo de pressão, seguido por uma explosão. Esse risco se torna ainda mais quando um ou mais dos fluídos envolvidos são inflamáveis ou tóxicos.

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Enquanto trocadores de calor não têm risco ao meio ambiente tão óbvio quanto reatores, por exemplo, ainda podem existir riscos, mesmo quando eles estão bem mantidos e operando de forma correta.

Despejamento de fluidos quentes:

Trocadores de calor, por sua natureza, resfriam um fluido enquanto aquecendo outro. Quando o interesse em ter um trocador de calor é em resfriar um fluido no processo sua energia terá que ser transferido para outro lugar.

Muitas vezes é mais econômico usar água e, após sua utilização no resfriamento, descartar ela em algum corpo de água, como um rio ou mar.

Essa prática é comum em estações termo-elétricas e pode causar danos no ambiente aquático, já que diferentes seres vivos podem ser afetados de maneira negativa pelo fluido quente.

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Encrustação e oxidação: muitas vezes necessário parada para manutenção

Ausência de bomba de nível: eficiência comprometida

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Queimaduras: devido ao alto calo liberado pelo equipamento, quando uma pessoa entra em contato direto com o trocador, por descuido pessoal ou falha de segurança, queimaduras graves podem ocorrer

Contaminação: se há algum vazamento no trocador, a contaminação do operário é algo que está mais propícia a acontecer

Lesões corporais leves: por falta de uso de EPIs, acidentes em que o operador pode se lesionar podem ocorrer com maior frequência. Tais acidentes poderia ser evitados pelo uso correto dos equipamentos de proteção individual

Lesões corporais graves: a ausência da realização de alguma etapa essencial do processo pode ocasionar acidentes catastróficos na planta, gerando perdas imensuráveis

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Explosion and Fire at Williams Olefins Plant, Geismar, Louisiana.

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Explosion and Fire at Williams Olefins Plant, Geismar, Louisiana.

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An explosion and fire led to the fatal injury of seven employees when a nearly forty-year-old heat exchanger catastrophically failed on April 2, 2010.

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An explosion and fire led to the fatal injury of seven employees when a nearly forty-year-old heat exchanger catastrophically failed on April 2, 2010.

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Animation of Explosion at Tesoro's Anacortes Refinery

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A safety video about the fatal April 2, 2010, explosion and fire at the Tesoro refinery in Anacortes, Washington. 

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A safety video about the fatal April 2, 2010, explosion and fire at the Tesoro refinery in Anacortes, Washington. 

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The accident occurred during startup of the refinery’s “naphtha hydrotreater unit” after a maintenance shut down. A nearly 40-year-old heat exchanger violently ruptured, causing an explosion and fire that fatally injured seven workers – the largest loss of life at a U.S. refinery since 2005.