Problem dvojne korozije
Obrat za kemično obdelavo upravlja plošča-in-izmenjevalnik toplote, ki hladi tok vroče mešane kisline z vodo iz hladilnega stolpa. Plošče iz nerjavečega jekla korodirajo na kislinski strani. Na strani hladilne vode se močno nabira kamenec. Izmenjevalec zahteva pogosto menjavo plošč in čiščenje. Stroški vzdrževanja se stopnjujejo. Prekinitve proizvodnje se množijo.
Obrat razmišlja o zamenjavi plošč-in-enote okvirja z zasnovo iz-oklepa-cevi. Izziv je, da obe strani izmenjevalnika prenašata agresivne medije: cevna stran deluje z vročo mešano kislino, stran ohišja pa prenaša hladilno vodo, ki lahko prenaša kloride in raztopljene trdne snovi. Izmenjevalnik s kovinskim ohišjem-in-cevjo preprosto premakne problem korozije s plošč na cevi in ohišje.
Popolnoma PTFE ohišje-in-cevni izmenjevalnik toplote odpravlja korozijo na obeh straneh hkrati. Cevi, cevna plošča in ovojna obloga so kemično inertne za oba procesna toka. Prehod s plošče-in-ogrodja na PTFE lupino-in-cev zahteva sistematičen inženiring, ki ustreza toplotni učinkovitosti v okviru razpoložljivega prostora in omejitev povezav.
Prevod predstave
Plošča-in-ogrodni izmenjevalniki dosegajo visoke koeficiente prenosa toplote skozi tanke plošče in turbulenten tok pri relativno nizkih hitrostih. Skupni koeficient prenosa toplote za ploščni izmenjevalnik iz nerjavečega jekla v kisli-vodni službi je 2000–4000 W/m²·K.
PTFE lupina-in-cevni izmenjevalnik deluje pri nižjem skupnem koeficientu-običajno 200-350 W/m²·K-zaradi odpornosti stene fluoropolimera. Za doseganje enake toplotne moči je potrebna večja površina. Prevod s plošč-in-ogrodja na PTFE lupino-in cev je vaja za razširitev površine, omejena z razpoložljivim prostorom za namestitev.
Postopek načrtovanja se začne z dejansko toplotno močjo obstoječega izmenjevalnika-in ne z nazivno tablico, ki lahko vključuje varnostne dejavnike. Dnevniki procesnih podatkov o vstopnih in izstopnih temperaturah ter stopnjah pretoka na obeh straneh določajo resnično zahtevano delovanje. PTFE izmenjevalnik je dimenzioniran za to nalogo z uporabo konzervativnih vrednosti U-, z upoštevanjem izboljšane odpornosti proti obraščanju v primerjavi z umazanimi kovinskimi ploščami.
Tabela 1: Parametri prevajanja plošč-in-okvirja na PTFE lupino-in-cev
| Parameter prevoda | Plošča-in-okvir (obstoječe) | PTFE lupina-in-cev (zamenjava) |
|---|---|---|
| Skupna U{0}}vrednost (W/m²·K) | 2.500 (čisto), 1.200 (običajno poškodovano) | 280 (stabilen, brez-obraščanja) |
| Zahtevano območje za isto dolžnost | Osnovno (1,0 ×) | 4-5× (na podlagi razmerja U-vrednosti) |
| Material na strani cevi- | Nerjaveče jeklo (korodira) | PTFE (inerten) |
| Stranski material-ohišja | Nerjaveče jeklo (luščenje) | PTFE-obložen ali poln PTFE (inerten) |
| Tesnilni material | EPDM ali Viton (kemični napad) | PTFE (univerzalna inertnost) |
| Pogostost vzdrževanja | Čiščenje/menjava plošč vsakih 6-12 mesecev | Letni vizualni pregled |
| Življenjska doba | 2-5 let (odpoved plošče) | 10+ let |
| Odtis namestitve | Kompakten | Večje (kompenzirano z odstranitvijo rezervnega izmenjevalnika) |
Strategija dodeljevanja prostora
PTFE lupina-in-cevni izmenjevalnik zahteva 4-5-kratno površino čiste plošče-in okvirne enote za isto delovanje. V preobremenjeni kemični tovarni ta dodatni odtis morda ne bo na voljo na obstoječi lokaciji.
Več strategij obravnava prostorsko omejitev. Izmenjevalnik -o-cev je lahko usmerjen navpično, pri čemer je namesto površine tal uporabljena višina. Več manjših lupin vzporedno doseže zahtevano površino, medtem ko se prilega razpoložljivemu odtisu. Izmenjevalec lahko prestavite na prostor z več prostora in ga povežete s cevmi.
Odstranitev rezervnega izmenjevalnika,-ki je nepotreben zaradi 10+-letne življenjske dobe PTFE-, sprosti veliko prostora na tleh. Montaža plošč-in-okvirja običajno vključuje rezervno enoto za hitro menjavo med okvarami plošč. Zanesljivost PTFE odpravlja to zahtevo.
Prehod povezave
Obstoječi izmenjevalnik plošč-in-okvirja ima posebne lokacije in velikosti šob za dva toka tekočine. Nadomestni ohišje-in-cevni izmenjevalnik se mora povezati z obstoječimi cevmi brez večjih sprememb.
Zasnova PTFE izmenjevalnika določa lokacije šob, velikosti in nazivne vrednosti prirobnic, ki ustrezajo obstoječim cevovodom. Če je premestitev šob neizogibna, so spremembe cevovodov zasnovane kot del projekta prehoda. Manjša teža PTFE izmenjevalnika v primerjavi s kovinskim ekvivalentom poenostavlja zahteve glede podpore in temeljev na novih lokacijah šob.
Povzetek
Prehod s plošč-in-ogrodja na popolnoma PTFE ohišje-in-cevni izmenjevalnik toplote rešuje problem dvojne korozije, ko sta oba toka tekočine agresivna. Prevod zahteva 4- do 5-krat večjo površino za kompenzacijo nižje toplotne prevodnosti, ki se prilagodi z orientacijo, vzporednimi lupinami ali prestavitvijo.
Odprava vzdrževanja zaradi-korozije, zamenjave plošč in shranjevanja rezervnega izmenjevalnika povrne prostor in stroške v podaljšani življenjski dobi. Tako procesna kot servisna stran dosegata kemično inertnost z univerzalno korozijsko odpornostjo PTFE.
Inženirska analiza za pretvorbo plošč-in-okvirja v PTFE lupino-in-cev je na voljo ob predložitvi obstoječih specifikacij izmenjevalnika, sestav procesnih in servisnih tekočin, delovnih temperatur in tlakov, podatkov o toplotni moči in razpoložljivega prostora za namestitev.
