Proiectare și construcție a schimbătorului de căldură pentru sarcini grele

Un schimbător de căldură este un echipament care transferă căldură între două sau mai multe fluxuri de proces. Alegerea tipului potrivit de design poate minimiza costurile cu energie și timpul de nefuncționare.

Există mai multe tipuri diferite de schimbătoare de căldură, inclusiv cu flux paralel, contracurent și cu flux încrucișat. Cel mai bun design depinde de scalabilitatea viitoare și de ușurința întreținerii.

Proiecta

Alegerea designului adecvat al schimbătorului de căldură începe cu înțelegerea cerințelor procesului, cum ar fi cantitatea de putere termică și schimbarea temperaturii necesare între fluide. Alți factori de luat în considerare includ vâscozitatea fluidelor implicate, conținutul de particule și compoziția chimică. În funcție de tipul de proces, schimbătoarele de căldură pot fi gaz-gaz, gaz-lichid, lichid-lichid sau bifazice.

Un schimbător de căldură cu carcasă și tub conține o serie de tuburi într-un vas de presiune cilindric sigilat. Acestea pot fi construite din oțel carbon, oțel inoxidabil, titan, Inconel sau alte materiale. Tuburile sunt proiectate pentru a rezista la temperatură, presiune și solicitări termice. Acestea sunt poziționate cu un distanțier în centru pentru a preveni ocolirea și amestecarea fluidului. Lățimea și golul foii tubului sunt optimizate pentru eficiență maximă, acces ușor și curățenie.

Fabricare

Există mai multe opțiuni de fabricație pentru schimbătoarele de căldură pentru sarcini grele. Cei proiectați pentru aplicații corozive pot folosi tuburi armate cu fibre pentru a rezista la condițiile dure de funcționare întâlnite adesea în substanțele organice clorurate. Schimbătoarele de căldură cu plăci încorporează o serie de plăci din aliaj ondulate care sunt garnituri și comprimate împreună în interiorul unui cadru din oțel carbon pentru a crea o serie de canale de curgere. Aceste canale de curgere direcționează fluxurile de fluid și împiedică amestecarea fluidelor.

Oțelurile inoxidabile și aliajele de nichel sunt folosite pentru a construi schimbătoare de căldură tubulare și tubulare. Aceste unități sunt un cal de bătaie în industria alimentară, a băuturilor și în industria farmaceutică. Ele pot face față la temperaturile ridicate necesare pentru a menține producția în funcțiune.

Instalare

În procesele de digestie anaerobă verde care produc biogaz din gunoi de grajd, produse secundare alimentare și grăsimi, un schimbător de căldură cu plăci spiralate poate transfera metanul fără patogeni în conducte pentru transport și depozitare. Biogazul poate fi apoi ars pentru a genera energie electrică și căldură. Biosolidele rămase fără patogeni pot fi deshidratate și utilizate pentru condiționarea solului ca îngrășământ.

În locuințe, un schimbător de căldură aer-aer reciclează aerul învechit din interior, încălzindu-l pentru a aduce aer proaspăt și încălzit și pentru a elimina excesul de vapori de apă care ar duce la condens la fereastră. De asemenea, ajută la menținerea sănătății ocupanților prin filtrarea substanțelor chimice dăunătoare, a particulelor, a radonului și a altor poluanți.

întreținere

Menținerea unui schimbător de căldură în stare bună este cheia pentru a menține producția să funcționeze fără probleme. Murdărirea excesivă poate duce la produse contaminate sau inutilizabile, coroziune și scurgeri. Potrivit Revistei Producător de etanol, poate prezenta chiar un pericol de incendiu.

Din fericire, există multe modalități de a ajuta la menținerea curată a unui schimbător de căldură. Eșantionarea este o modalitate eficientă de a măsura starea unui sistem și se recomandă ca mai multe probe de fluid să fie prelevate din întregul sistem. Aceste informații sunt vitale atunci când planificați o zi de întreținere.

Pentru schimbătoarele de căldură cu carcasă și tub, este important să alegeți un design cu un cap de tip capotă pentru o întreținere ușoară. Acest tip de cap poate fi flanșat sau sudat și, de obicei, are capace detașabile ale canalelor pentru o examinare ușoară. Lungimea tuburilor trebuie să fie, de asemenea, suficientă pentru a permite îndepărtarea și înlocuirea ușoară.