Resničnost preobremenjenega rezervoarja
Procesni rezervoarji v delujočih obratih kopičijo notranjo opremo skozi leta modifikacij. Mešalna gred poteka navpično skozi središče rezervoarja. Zaščitni vložki temperaturnega senzorja štrlijo iz stene. En vogal zavzemajo umiritveni vodnjaki senzorja nivoja. Cevi za vzorčenje in potopne cevi za dodajanje kemikalij vstopajo od zgoraj. Toplotni izmenjevalnik-pogosto zadnja določena glavna notranja komponenta-se mora prilegati vsemu preostalemu prostoru.
Standardni PTFE izmenjevalnik toplote z enotno dolžino cevi ne more ustrezati tej neenakomerni razpoložljivi prostornini. Dolge cevi, ki bi zavzele toplotno najugodnejše položaje, so blokirane z ovirami. Kratke cevi, ki ustrezajo razpoložljivim režam, puščajo neogrevane mrtve cone drugje.
Razporeditev dolžine cevi po meri-s spreminjanjem dolžine posameznih cevi v svežnju, da se ujema z razpoložljivim prostim prostorom na vsakem položaju cevi-poveča površino za prenos toplote, ki jo je mogoče namestiti v prenatrpan rezervoar. Vsaka cev je tako dolga, kot to dovoljuje njena specifična lokacija, tako da zapolni razpoložljivo prostornino z ogrevalno površino prav do meja oddaljenosti od ovir.
Postopek kartiranja ovir
Pred načrtovanjem zamaknjenega cevnega snopa se ustvari podroben prostorski zemljevid vseh notranjih delov rezervoarja. Zemljevid določa izključitvena območja okoli vsake ovire-fizične prostornine, v katero cevi izmenjevalnika toplote ne smejo vstopiti. Izključitvene cone vključujejo samo oviro in prostor za toplotno raztezanje, vibracije in toleranco vgradnje.
Varnostni prostor za premikajoče se ovire (mešalna gred, rotor) vključuje celoten obseg gibanja in dodatek za upogibanje gredi pod obremenitvijo. Varnostna meja za stacionarne ovire (termične vdolbine, pregrade) je običajno 25-50 mm.
Preostala prostornina-notranjosti rezervoarja minus vsa izključitvena območja-je razpoložljiva ovojnica za izmenjevalnik toplote. Znotraj tega ovoja je vsaki cevi dodeljena dolžina, ki maksimira njeno površino za prenos toplote ob spoštovanju vseh meja izključitvenega območja. Cevi, ki potekajo v bližini mešalne gredi, so krajše. Cevi v območjih brez ovir so daljše.
Tabela 1: Parametri razporeditve dolžine cevi za preobremenjen rezervoar (premer 3 m, globina 2,5 m, sredinski mešalnik)
| Položaj cevi | Bližina ovire | Največja dovoljena dolžina (mm) | Dejanska določena dolžina (mm) | Površina v primerjavi z enotnim dizajnom (%) |
|---|---|---|---|---|
| Vrstica 1, cevi 1-5 (ob steni) | Brez ovir | 2,400 | 2,350 | +18 % (daljši od enotnega minimuma) |
| Vrstica 2, cevi 6-10 | Zaščitni vložek senzorja na cevi 8 | 2.400 (cevi 6,7,9,10); 1.800 (cev 8) | 2,350; 1,750 | Razlikuje se glede na položaj |
| Vrstica 3, cevi 11-15 | Območje mešalne gredi | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40 % (krajši od enotnega, vendar daljši, kot bi dovoljevala izključitev, če bi bil enoten) |
| Vrstica 4, cevi 16-20 (nasprotna stena) | Brez ovir | 2,400 | 2,350 | +18% |
| Skupna površina za prenos toplote | – | – | – | +12% več površine kot enotna{1}}dolžinska zasnova, ki ustreza istemu rezervoarju |
Prednost toplotne učinkovitosti
Snop enotne{0}}dolžine, zasnovan tako, da se prilega najbolj omejenim lokacijam-cevi blizu mešalne gredi-bi imel vse cevi odrezane na najkrajšo zahtevano dolžino. To bi pustilo veliko neizkoriščenega volumna v območjih brez ovir. Skupna površina za prenos toplote bi bila bistveno manjša od razporejene zasnove.
Razporejena zasnova povrne to izgubljeno površino tako, da omogoči, da se vsaka cev razširi, kolikor dovoljuje njena specifična lokacija. Dodatna površina neposredno izboljša zmogljivost ogrevanja ali zmanjša zahtevani tlak pare, kar zagotavlja prednost pri toplotni učinkovitosti brez povečanja odtisa izmenjevalnika.
Razporejene dolžine cevi prav tako učinkoviteje porazdelijo toploto po rezervoarju. Daljše cevi v neoviranih zunanjih območjih kompenzirajo zmanjšano dolžino cevi v bližini osrednjega mešala in ohranjajo enakomernejšo porazdelitev dovedene toplote kot enotna zasnova kratke-cevi.
Zahteve za izdelavo in sestavljanje
Cevni snop-razporejene dolžine zahteva, da je vsaka cev odrezana na določeno dolžino in označena po položaju v snopu. Zemljevid cevi-risba, ki prikazuje položaj vsake cevi z dodeljeno dolžino-vodi izdelavo in sestavljanje. Vsaka cev je označena s svojim identifikatorjem položaja z metodo trajnega označevanja, ki je združljiva s kemijo postopka.
Med montažo se označene cevi vstavijo v podporne plošče na njihova predvidena mesta. Glave so zasnovane tako, da se prilagajajo različnim dolžinam cevi, s cevnimi povezavami, nameščenimi tako, da se ujemajo s končnimi točkami vsake cevi. Zamaknjene dolžine ne otežujejo zasnove glave; standardni kompresijski priključki sprejmejo poljubno dolžino cevi.
Povzetek
Razporeditev dolžine cevi po meri poveča površino za prenos toplote v rezervoarjih s kompleksnimi notranjimi ovirami s spreminjanjem posameznih dolžin cevi, da se ujemajo z razpoložljivim prostim prostorom na vsakem položaju. Razmaknjena zasnova povrne površino, ki bi jo žrtvoval-zasnova enotne dolžine, s čimer se običajno izboljša skupna površina za 10–20 % v zmerno obremenjenih rezervoarjih.
Podrobna preslikava ovir z ustreznimi razmiki določa razpoložljivo ovojnico. Zemljevid cevi vodi izdelavo in sestavljanje, pri čemer je vsaka cev odrezana na določen položaj-dolžine in označena za pravilno namestitev.
Inženirska podpora za konstrukcijo PTFE toplotnega izmenjevalnika-razporedne dolžine je na voljo po predložitvi risb notranje razporeditve rezervoarja, dimenzij in lokacij ovir, zahtev glede razdalje in specifikacij ogrevanja.
