Riešenia prenosu tepla pre chemickú výrobu: Praktický sprievodca dizajnom

Procesný ohrievač s výkonom 40 MW zvyčajne odošle 6 až 10 MW tejto energie z komína ako citeľné teplo. V chemických závodoch je výmenník, ktorý ho regeneruje, len zriedka náročnou súčasťou projektu. Ťažkými časťami sú kyslý rosný bod spalín, zanášanie procesného prúdu a prechod medzi plnou rýchlosťou a minimálnou stabilnou prevádzkou. Umiestnite tieto tri správne a povrch na prenos tepla sa takmer sám zmenší.

Kde chemické procesy skutočne strácajú teplo

Obnoviteľné teplo v chemickom závode odchádza cez štyri prúdy: spaliny z ohrievača, výfukové plyny z pece a oxidátora, odpadový plyn z exotermického reaktora a kondenzát nižšej kvality. Každý z nich nesie iné obmedzenie a jednotka navrhnutá pre jednu úlohu bude mať zlý výkon v inej.

Začnite radšej s meracou kampaňou než s údajovým listom. Zaznamenajte teplotu spalín, zaťaženie kyslíkom a prachom počas celého výrobného cyklu, vrátane cyklu čistenia horáka. Ohrievač, ktorý ukazuje 340 C pri plnej rýchlosti, často ukazuje 290 C v noci a tento výkyv o 50 C posúva hranicu rosného bodu viac ako akýkoľvek výber materiálu, ktorý môžete urobiť neskôr.

Kyslý rosný bod Nastavuje spodnú teplotu steny

Limitnou teplotou v potrubí na odvod chemikálií je teplota kovovej steny, nie teplota plynu. Oxid sírový a vodná para sa kombinujú v hraničnej vrstve a kondenzujú ako kvapalná kyselina sírová na akomkoľvek povrchu pod rosným bodom a útok začína na špičkách plutiev, kde je stena najchladnejšia.

Rosný bod vody je oveľa nižší, zvyčajne medzi 45 a 60 °C, a len zriedka je sám osebe záväzným obmedzením. Samostatným problémom sú prúdy obsahujúce chloridy. Chlorovodík z chlórovaného krmiva alebo zo soli v odpade kondenzuje ako kyselina chlorovodíková a napáda nehrdzavejúce druhy, ktoré by v čistých spalinách prežili desaťročie.

Praktické možnosti, zhruba v poradí podľa ceny:

• Temperujte prívod vody tak, aby najchladnejšia stena rúrky zostala 10 až 15 C nad vypočítaným rosným bodom, pomocou recirkulačného potrubia alebo bypassu ekonomizéra.
• Špecifikujte ND oceľové alebo smaltované rúry, kde prevádzka tlačí teplotu steny pod to, čo dovoľuje rosný bod.
• Pre prúdy chlorovodíka a chloridových solí použite povrchy s liatinou alebo polymérom, a to aj za cenu účinnosti prenosu tepla.
• Pridajte nízkoteplotný stupeň ekonomizéra len za obtok, ktorý dokáže zvýšiť teplotu vstupnej vody pri čiastočnom zaťažení. The rozdiely medzi nízkoteplotnými a bežnými ekonomizérmi sedieť väčšinou v tomto detaile ovládania a nie v samotnom zväzku rúrok.

Ekonomizér alebo kotol na odpadové teplo: Prispôsobte jednotku povinnosti

Ak sa rekuperované teplo požaduje ako predhriata napájacia voda kotla alebo ako ohriata procesná kvapalina, špecifikujte ekonomizér. Ak chcete použiť paru pre ejektory, reboilery alebo turbínu, špecifikujte kotol na odpadové teplo alebo parný generátor s rekuperáciou tepla. Tieto dva nie sú zameniteľné a ekonomizér požiadaný o zvýšenie pary začne vrieť vo vnútri jeho rúr do mesiacov od uvedenia do prevádzky.

Užitočnou kontrolou je ročná bilancia pary. Ak miesto dokáže spotrebovať paru, ktorú vyrába po celý rok, kotol sa vráti rýchlejšie. Ak je dopyt po pare sezónny, ohrev napájacej vody cez ekonomizér je investícia s nižším rizikom, aj keď by kotol papierovo získal viac kilowattov.

Procesné zariadenie Ekonomizér spalín Pre sezónnu potrebu pary ohrieva napájaciu vodu pomocou procesných spalín a znižuje zaťaženie kotla pri manipulácii s korozívnymi alebo výbušnými výfukovými plynmi. Zobraziť produkt →

Kotol na rekuperáciu tepla z priemyselného odpadu Pre celoročnú potrebu pary zachytáva procesné odpadové teplo na výrobu pary s prispôsobiteľným dizajnom pre prašné alebo korozívne spaliny. Zobraziť produkt →

Rebrované rúry rozhodujú o stope, strate ťahu a čistení

Predĺžený povrch je to, čo premení osemmetrovú časť potrubia na dvojmetrový modul, ale geometria rebier rozhoduje o tom, ako často sa musí jednotka čistiť a koľko energie ventilátora stojí tento dodatočný povrch.

Rebrované rúrky typu H zvaria dve polovičné rebrá do tvaru H na každej strane rúrky. Plynové pruhy zostávajú rovné a otvorené, prach prepadáva namiesto premostenia medzi rebrami a výsuvné ofukovače sadzí môžu dosiahnuť celú hĺbku brehu. Špirálové rebrované rúrky majú väčší povrch na meter a vyhovujú čistému plynu, ale v lepkavom alkalickom prachu sa tesné stúpanie oslepuje a pokles tlaku stúpa v priebehu týždňov.

Hladké rúry majú stále miesto v silne znečistených priestoroch, kde hrúbku steny určuje príspevok na koróziu, nie koeficient prestupu tepla.

Rýchlosť plynu je tichou premennou pri každom výbere. Pod asi 8 m/s sa na vedúcich radoch usadzuje prach; nad 12 m/s sa erózia na prvých dvoch radoch zrýchľuje a životnosť rúr prudko klesá. Inline usporiadania zasahujú menej ako striedavé usporiadania, ale prenášajú o niečo menej tepla na riadok, čo je zvyčajne správny obchod v chemickej službe.

Rebrovaná trubica typu H pre prachom zaťažené spaliny Rebrá v tvare H obmedzujú usadzovanie prachu a udržiavajú nízku odolnosť voči spalinám, čo je vhodné pre výmenníky odpadového tepla, kde záleží na zanášaní a regulácii rýchlosti. Zobraziť produkt →

Súlad s kódexom a kvalita zvárania sú riziká obstarávania

Zhoda tlakovej časti rozhoduje o tom, kto podpíše tepelný návrh a kto nesie riziko v prípade zlyhania trubice. Nejde o papierovanie priložené k výmenníku tepla po dokončení tepelného výpočtu.

• Označenie konštrukčného kódu: ASME sekcia I pre jednotky na výrobu pary, sekcia VIII divízia 1 pre nevykurované výmenníky.
• Certifikácia materiálu podľa EN 10204 3.1 s tepelnými číslami nadväzujúcimi na certifikát mlyna.
• Záznamy o postupe zvárania a kvalifikácii zvárača podľa ISO 3834-2.
• Rádiografia alebo röntgenové zobrazovanie spojov rúrok a hlavíc v reálnom čase s filmovou knižnicou, ktorá zodpovedá mape zvaru.
• Záznamy o hydroskúške a správy o rozmeroch vydané pred odoslaním, nie po príchode.

Výrobcovia, ktorí zvárajú, radiografujú a hydrotestujú v tom istom závode, môžu odpovedať na túto požiadavku počas ponuky. Dodávateľ s automatizovanými zváracími linkami, interným röntgenovým zobrazovaním a zdokumentovaným systémom kvality, ako je tím opísaný v tomto profil výrobnej kapacity , je jednoduchší na audit ako obchodná spoločnosť zostavujúca balíky od viacerých subdodávateľov.

Sekvencia špecifikácií, ktorá prežije recenziu

Väčšina chybných špecifikácií pochádza z opravy typu zariadenia pred vyrovnaním procesných údajov. Prejdite týchto päť krokov v poradí a tepelný návrh nasleduje bez argumentov.

1. Opravte clo a rozsah tlmenia. Uveďte rekuperované teplo v kW pri plnej sadzbe, 70 percent a pri minimálnej stabilnej sadzbe a potvrďte, ktorý z troch určuje plochu.
2. Charakterizujte prúd. Zloženie, obsah síry, vlhkosť, hladina chloridov a prachové zaťaženie, pričom kyslý rosný bod sa skôr vypočíta, ako sa predpokladá.
3. Nastavte štipku. Teplotu plynu na výstupe zvoľte 10 až 15 C nad vypočítaným rosným bodom a potom skontrolujte približovanie na strane vody pri čiastočnom zaťažení, nielen pri projektovanej rýchlosti.
4. Vyberte povrch. Vyberte typ rebier z náplne prachu, nastavte rýchlosť plynu medzi 8 a 12 m/s a súčasne upravte veľkosť dúchadiel sadzí alebo prístupu na umývanie vody.
5. Kontrola zámku a dodávka. Pridajte 10 až 20 percent znečistenia povrchu navyše a potvrďte mapu zvaru, rozsah NDT a harmonogram hydroskúšok v objednávke.

Bežné otázky od inžinierov chemických procesov