Thiết kế và xây dựng bộ trao đổi nhiệt hạng nặng

Bộ trao đổi nhiệt là thiết bị truyền nhiệt giữa hai hoặc nhiều luồng quy trình. Chọn đúng loại thiết kế có thể giảm thiểu chi phí năng lượng và thời gian chết.

Có một số loại bộ trao đổi nhiệt khác nhau, bao gồm dòng chảy song song, dòng chảy ngược và dòng chảy chéo. Thiết kế tốt nhất phụ thuộc vào khả năng mở rộng trong tương lai và dễ bảo trì.

Thiết kế

Chọn thiết kế bộ trao đổi nhiệt thích hợp bắt đầu bằng việc hiểu các yêu cầu của quy trình, chẳng hạn như lượng nhiệt đầu ra và sự thay đổi nhiệt độ cần thiết giữa các chất lỏng. Các yếu tố khác cần xem xét bao gồm độ nhớt của chất lỏng liên quan, hàm lượng hạt và thành phần hóa học. Tùy thuộc vào loại quy trình, bộ trao đổi nhiệt có thể là khí-khí, khí-lỏng, lỏng-lỏng hoặc hai pha.

Một bộ trao đổi nhiệt vỏ và ống chứa một loạt các ống trong một bình chịu áp lực hình trụ, kín. Chúng có thể được chế tạo từ thép carbon, thép không gỉ, titan, Inconel hoặc các vật liệu khác. Các ống được thiết kế để chịu được nhiệt độ, áp suất và ứng suất nhiệt. Chúng được định vị với một chốt đệm ở trung tâm để ngăn chất lỏng đi qua và trộn lẫn. Chiều rộng và khoảng cách của tấm ống được tối ưu hóa để đạt hiệu quả tối đa, tiếp cận dễ dàng và sạch sẽ.

Sự bịa đặt

Một số tùy chọn chế tạo tồn tại cho các bộ trao đổi nhiệt hạng nặng. Những ống được thiết kế cho các ứng dụng ăn mòn có thể sử dụng các ống được gia cố bằng sợi để chịu được các điều kiện vận hành khắc nghiệt thường thấy trong các chất hữu cơ clo hóa. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm kết hợp một loạt các tấm hợp kim lượn sóng được đệm và nén lại với nhau bên trong khung thép carbon để tạo ra một loạt các kênh dòng chảy. Những dòng chảy này định hướng dòng chất lỏng và ngăn chất lỏng trộn lẫn.

Thép không gỉ và hợp kim niken được sử dụng để xây dựng các bộ trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ và ống. Các đơn vị này là một con ngựa ô trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống và dược phẩm. Chúng có thể xử lý nhiệt độ cao cần thiết để duy trì hoạt động sản xuất.

Cài đặt

Trong các quy trình phân hủy kỵ khí màu xanh lá cây tạo ra khí sinh học từ phân gia súc, phụ phẩm thực phẩm và chất béo, một bộ trao đổi nhiệt dạng tấm xoắn ốc có thể chuyển khí mê-tan không chứa mầm bệnh vào các đường ống để vận chuyển và lưu trữ. Khí sinh học sau đó có thể được đốt cháy để tạo ra điện và nhiệt. Các chất rắn sinh học không chứa mầm bệnh còn lại có thể được khử nước và sử dụng để cải tạo đất làm phân bón.

Trong nhà, bộ trao đổi nhiệt không khí tái chế không khí cũ trong nhà, làm nóng không khí để mang lại không khí trong lành, ấm áp và loại bỏ hơi nước dư thừa dẫn đến ngưng tụ hơi nước ở cửa sổ. Nó cũng giúp giữ cho người ngồi trong xe khỏe mạnh bằng cách lọc các hóa chất độc hại, hạt, radon và các chất ô nhiễm khác.

BẢO TRÌ

Giữ cho bộ trao đổi nhiệt ở tình trạng tốt là chìa khóa để giữ cho quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ. Quá nhiều cặn bẩn có thể dẫn đến sản phẩm bị nhiễm bẩn hoặc không sử dụng được, ăn mòn và rò rỉ. Theo Tạp chí Nhà sản xuất Ethanol, nó thậm chí có thể gây nguy cơ hỏa hoạn.

May mắn thay, có nhiều cách giúp giữ sạch bộ trao đổi nhiệt. Lấy mẫu là một cách hiệu quả để đánh giá tình trạng của một hệ thống và nên lấy nhiều mẫu chất lỏng từ khắp toàn bộ hệ thống. Thông tin này rất quan trọng khi lập kế hoạch cho một ngày bảo trì.

Đối với bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống, điều quan trọng là phải chọn thiết kế có đầu kiểu nắp ca-pô để dễ bảo trì. Loại đầu này có thể được làm bằng mặt bích hoặc hàn, và nó thường có nắp kênh có thể tháo rời để kiểm tra dễ dàng. Chiều dài của các ống cũng phải đủ để dễ dàng tháo lắp và thay thế.