A kettős korróziós probléma
Egy vegyi feldolgozó létesítményben lemezes{0}}és-keretes hőcserélő működik, amely a forró kevert saváramot hűtőtoronyvízzel hűti. A rozsdamentes acéllemezek savoldalon korrodálódnak. A hűtővíz oldala erősen lerakódik. A hőcserélő gyakori lemezcserét és tisztítást igényel. A karbantartási költségek emelkednek. A termelési szünetek szaporodnak.
A létesítmény azt fontolgatja, hogy a lemez{0}}és-vázegységet héj-és-csöves kialakításra cserélje. A kihívás az, hogy a hőcserélő mindkét oldala agresszív közeget hordoz: a cső oldala kezeli a forró kevert savat, a héj oldala pedig a hűtővizet, amely kloridokat és oldott szilárd anyagokat szállíthat. A fémhéj-és-csőcserélő egyszerűen áthelyezi a korróziós problémát a lemezekről a csövekre és a héjra.
A teljesen PTFE héj{0}}és-csöves hőcserélő egyszerre küszöböli ki a korróziót mindkét oldalon. A csövek, a csőlemez és a héj bélés kémiailag semleges mindkét folyamatárammal szemben. A lemez-és-keretről a PTFE-héjra-és-csövekre való áttérés szisztematikus tervezést igényel, hogy a rendelkezésre álló hely és csatlakozási korlátok között megfeleljen a hőteljesítménynek.
The Performance Translation
A lemez-és-keretcserélők magas hőátadási együtthatót érnek el vékony lemezeken és viszonylag kis sebességű turbulens áramláson keresztül. A rozsdamentes acél lemezcserélő általános hőátadási tényezője savas vízben 2000-4000 W/m²·K.
A PTFE héj-és-csöves hőcserélő a fluorpolimer falellenállása miatt alacsonyabb össztényezővel-működik, jellemzően 200-350 W/m²·K-. Ugyanennek a hőteljesítménynek az eléréséhez nagyobb felületre van szükség. A lemezből-és-keretből a PTFE héjba-és csőbe való áttérés egy felületkiterjesztési gyakorlat, amelyet a rendelkezésre álló telepítési hely korlátoz.
A tervezési folyamat a meglévő hőcserélő tényleges hőteljesítményével kezdődik, -nem pedig az adattábla besorolásával, amely biztonsági tényezőket is tartalmazhat. A bemeneti és kimeneti hőmérsékletek és áramlási sebességek mindkét oldali folyamatadat-naplói meghatározzák a tényleges szükséges feladatot. A PTFE hőcserélő erre a feladatra van méretezve konzervatív U-értékekkel, figyelembe véve a szennyezett fémlemezekhez képest jobb eltömődési ellenállást.
1. táblázat: Lemez-és-keret PTFE-héjba-és-cső fordítási paraméterei
| Fordítási paraméter | Lemez-és-keret (meglévő) | PTFE héj-és-cső (csere) |
|---|---|---|
| Teljes U{0}}érték (W/m²·K) | 2500 (tiszta), 1200 (tipikus szabálytalanság) | 280 (stabil, nem-szennyeződés) |
| Azonos feladat elvégzéséhez szükséges terület | Alapvonal (1,0×) | 4-5× (az U-érték aránya alapján) |
| Cső{0}}oldal anyaga | Rozsdamentes acél (korrodáló) | PTFE (inert) |
| Shell{0}}oldalanyag | Rozsdamentes acél (lerakódás) | PTFE-bélelt vagy tömör PTFE (inert) |
| Tömítés anyaga | EPDM vagy Viton (kémiai támadás) | PTFE (univerzális tehetetlenség) |
| Karbantartási gyakoriság | Lemeztisztítás/csere 6-12 havonta | Éves szemrevételezés |
| Élettartam | 2-5 év (lemezhiba) | 10+ év |
| Telepítési lábnyom | Kompakt | Nagyobb (a tartalék hőcserélő kiiktatásával kompenzálva) |
Térallokációs stratégia
A PTFE héj-és-csöves hőcserélőnek a tiszta lemez-felületének 4-5-szörösére van szüksége ugyanarra a feladatra. Egy zsúfolt vegyi üzemben előfordulhat, hogy ez a további lábnyom nem érhető el a meglévő helyen.
Számos stratégia kezeli a helykorlátot. A héj-és a-csöves hőcserélő függőlegesen is elhelyezhető, a magasság helyett az alapterület helyett. Párhuzamosan több kisebb héj eléri a kívánt területet, miközben elfér a rendelkezésre álló helyig. A hőcserélő áthelyezhető egy nagyobb térre, és csővezetékkel csatlakoztatható.
A 10+ éves PTFE-élettartam mellett-a szükségtelen tartalék hőcserélő eltávolítása-jelentős alapterületet szabadít fel. A lemez-és-keretbeépítések általában tartalmaznak egy tartalék egységet a lemezhibák esetén történő gyors váltáshoz. A PTFE megbízhatósága kiküszöböli ezt a követelményt.
Kapcsolat átmenet
A meglévő lemez{0}}és-keretcserélő speciális fúvókahelyekkel és méretekkel rendelkezik a két folyadékáramhoz. A cserehéj-és-csöves hőcserélőnek jelentős módosítás nélkül csatlakoznia kell a meglévő csővezetékhez.
A PTFE hőcserélő kialakítása meghatározza a fúvókák helyét, méretét és a karima névleges értékét, hogy illeszkedjen a meglévő csővezetékekhez. Ha a fúvókák áthelyezése elkerülhetetlen, a csővezeték-módosításokat az átmeneti projekt részeként tervezzük. A PTFE hőcserélő fémes megfelelőjéhez képest kisebb súlya leegyszerűsíti az új fúvókahelyek támasztását és alapozását.
Összegzés
A lemezes{0}}és-vázról a teljesen PTFE héj-és-csöves hőcserélőre való átállás megoldja a kettős korróziós problémát, ha mindkét folyadékáram agresszív. A fordításhoz 4-5-szörös felületre van szükség az alacsonyabb hővezetőképesség kompenzálásához, amelyet az orientáció, a párhuzamos héjak vagy az áthelyezés révén alkalmaznak.
A korróziós{0}}karbantartás, a lemezcsere és a hőcserélő tartalék tárolásának kiküszöbölése a meghosszabbított élettartam alatt helyreállítja a hely- és költségvonzatot. Mind a folyamat, mind a szolgáltatás oldala a PTFE univerzális korrózióállóságának köszönhetően kémiai inertséget ér el.
A lemez{0}}és-váz PTFE-héj-és-cső átalakítására vonatkozó műszaki elemzés a hőcserélő meglévő specifikációinak, a folyamat- és szervizfolyadék-összetételnek, az üzemi hőmérsékleteknek és nyomásoknak, a hőterhelési adatoknak és a rendelkezésre álló beépítési helynek a benyújtásával érhető el.
