Zaokret u rafineriji ostavlja šest tjedana zastoja, otvor kanala od 2,4 m i tok dimnog plina koji ulazi na 340 C koji mora izaći na 155 C. Kataloška cijevna jedinica izgrađena oko standardnih promjera i duljine cijevi će ili predimenzionirati snop ili gurnuti pad tlaka na strani plina iznad onoga što inducirani ventilator može platiti. Taj jaz između podatkovne tablice i stvarnog kanala je mjesto gdje su specificirani prilagođeni izmjenjivači topline.
Ovaj vodič pokriva ono što zapravo pokreće prilagođeni dizajn izmjenjivača topline za industrijsku rekuperaciju topline: radnu omotnicu, geometriju cijevi i rebara, odluke o materijalu i kodu te provjere koje bi kupac trebao izvršiti prije izdavanja narudžbenice.
Što izmjenjivač topline čini prilagođenim
Prilagođeni izmjenjivač topline projektiran je oko radne omotnice, a ne odabran iz fiksnog raspona veličina. Omotnica utvrđuje maseni protok, ulaznu i izlaznu temperaturu, dopušteni pad tlaka, ponašanje onečišćenja i prostor u koji jedinica mora stati. Promjer cijevi, tip rebra, korak rebra, materijal i raspored zaglavlja slijede iz tih brojeva.
Prilagođeni izmjenjivač topline je toplinska jedinica čija se površina, geometrija i materijali izračunavaju za jedan određeni tok plina ili tekućine i jednu određenu instalacijsku ovojnicu, umjesto da se biraju iz kataloga standardnih veličina.
Razlika se vidi na tri mjesta. Površina se usklađuje s dužnošću umjesto da se zaokružuje na sljedeći standardni paket. Pad tlaka na strani plina tretira se kao čvrsto ograničenje, a ne kao nusprodukt odabira. Raspored cijevi izgrađen je oko otvora kanala koji zapravo imate, uključujući rutu za podizanje na mjesto.
Kataloška jedinica
- Dimenzioniran prema standardnom promjeru školjke i duljini cijevi
- Pad tlaka slijedi iz odabira
- Dodatak obraštanja utvrđen standardnim dizajnom
- Isporučuje se iz fiksnog asortimana proizvoda
Prilagođena jedinica
- Površina izračunata iz toplinske obveze
- Pad tlaka zadržan unutar krivulje ventilatora
- Nagib peraja i pristup za čišćenje postavljeni prema opterećenju prašinom
- Izgrađen prema granicama omotnice, težine i dizanja
Šest inputa koji pokreću dizajn
Šest ulaza odlučuje o otprilike 80 posto prilagođenog dizajna izmjenjivača topline: maseni protok, ulazna temperatura, ciljna izlazna temperatura, dopušteni pad tlaka na strani plina, opterećenje prašinom ili nečistoćama i instalacijska ovojnica. Sve ostalo u citatu je posljedica tih šest brojeva.
| Unos | Tipični raspon | Što mijenja |
| Maseni protok plina | 5 do 200 t/h | Broj cijevi, površina lica i brzina plina |
| Ulazna temperatura | 180 do 600 C | Vrsta materijala i dodatak za proširenje |
| Ciljana izlazna temperatura | 120 do 200 C | Ravnoteža između povrata topline i margine točke rosišta |
| Pad tlaka na strani plina | 200 do 1200 Pa | Nagib peraja, broj redova i brzina lica |
| Opterećenje prašinom ili prljavštinom | niska do 300 g/Nm3 | Vrsta peraje, nagib peraje i pristup za čišćenje |
| Ugradbena omotnica | kanal ili veličina otvora | Dimenzije modula i trasa dizanja |
Izostavite jedan od njih i citat će se vratiti ili prevelik ili optimističan. Izlazna temperatura je uobičajena zamka. Hlađenje dimnih plinova ispod točke kiselog rosišta goriva koje sadrži sumpor pretvara projekt povrata topline u projekt korozije u roku od nekoliko sezona.
Praktično pravilo: svakih 20 C smanjenja temperature dimnjaka povrati otprilike 1 posto goriva unesenog u kotao, ali samo do točke kiselog rosišta goriva koje zapravo sagorijevate.
Rebraste cijevi Postavite toplinski proračun
Na strani plina, rebrasta cijev nosi toplinski proračun. Dobro odabrana rebrasta cijev umnožava vanjsku površinu za otprilike 3 do 6 puta u odnosu na golu cijev istog promjera, što je ono što čini praktičnim povrat topline iz velike struje dimnih plinova niskog tlaka.
- Rebrasta cijev tipa H. Pravokutna rebra su zavarena u paru duž cijevi, ostavljajući široke plinske kanale koji su otporni na premošćavanje pepela i lako se čiste puhačima čađe. To je uobičajeni izbor u prašnjavom radu ili s kruta goriva.
- Spiralno rebrasta cijev. Kontinuirana traka je namotana i zavarena oko cijevi, dajući najveću površinu po metru i najmanji praktični korak. Najbolje se ponaša u čišćem plinu gdje premošćivanje ne predstavlja rizik.
- Toplinska cijev. Zatvorena, vakuumirana cijev prenosi toplinu izotermno između dva toka bez unakrsne kontaminacije, što je važno kada je curenje između dimnog plina i proizvoda neprihvatljivo.
Rebrasta cijev H-tipa za kotlove i izmjenjivače topline Rebrasta cijev u obliku slova H s visokofrekventno zavarenim rebrima, prikladna za dimne plinove pune prašine i prijenos topline niskog otpora u kotlovima i industrijskim izmjenjivačima topline. Pogledajte proizvod → 3 do 6 x vanjska površina u odnosu na golu cijev
2 do 6 mm tipičan korak peraja u servisu kotla
10 do 20 mm tipična visina peraja na cijevima ekonomajzera
Nagib peraja je kompromis. Manji korak pakira više površine u istu kutiju, ali povećava rizik od premošćavanja pepela i povećava učestalost čišćenja, tako da prašnjavi rad obično nagrađuje nešto širi korak.
Ekonomajzeri vraćaju toplinu na stražnjem kraju
Ekonomajzer dimnih plinova na kraju kotla obično je najjeftinije mjesto za dodavanje povrata topline, jer plin koji napušta kotao još uvijek zadržava korisnu toplinu na temperaturi na kojoj kompaktna, jeftina jedinica može obaviti posao.
Napojna voda obično ulazi na oko 105 C i izlazi na 130 do 150 C, a ta toplina dolazi iz struje plina, a ne iz dodatnog goriva. Isti princip pokriva tri uobičajene dužnosti:
- Zadnji dimni plin kotla, gdje je ispušni plin relativno čist, a glavno ograničenje je točka kiselog rosišta.
- Dimni plin industrijske peći, gdje prašina i alkalijski sadržaj pokreću uspon rebra, a često i materijal cijevi.
- Dimni plin procesne opreme, gdje se sastav mijenja sa šaržom i jedinica mora ostati stabilna u svim promjenama.
Ekonomizator dimnih plinova u kotlu za grijanje napojne vode Oporavlja toplinu iz ispušnih plinova kotla za povećanje temperature napojne vode i smanjenje potrošnje goriva, sa zmijolikom ili spiralno rebrastom konstrukcijom cijevi. Pogledajte proizvod → Ekonomizator ne treba egzotične materijale da vrati novac. Potreban mu je pravi nagib peraja, vrsta cijevi koja preživljava točku rosišta i pad tlaka koji postojeći ventilator može apsorbirati bez promjene motora.
Kotlovi za otpadnu toplinu i HRSG sustavi
Kada je povratna toplina potrebna kao para, a ne kao osjetljiva toplina, prilagođena jedinica postaje kotao za otpadnu toplinu ili generator pare za povrat topline veličine ispušnog toka umjesto ulaznog goriva. Dizajn počinje na strani plina: protok, temperatura i sastav određuju površinu isparivača, tlak bubnja i izlaz pare.
Industrijski kotlovi za otpadnu toplinu vraćaju paru iz peći i procesnih linija. Jedinice elektrane nalaze se iza plinskih turbina u postrojenjima s kombiniranim ciklusom. Kotlovi za obradu otpada obrađuju dimni plin iz spaljivanja, gdje korozija i obraštanje oblikuju izgled više nego toplinski zadatak.
Industrijski otpadni kotao za povrat pare Proizvodi paru iz dimnih plinova u čeličnim, kemijskim, cementnim i talilnim operacijama, s dizajnom prilagođenim prašini, korozivnim plinovima i različitim temperaturama. Pogledajte proizvod → Jedan broj rješava većinu argumenata o veličini HRSG-a: točka stiskanja. Jače stezanje vraća više topline, ali tu toplinu kupuje većom površinom i većim padom tlaka na strani plina.
Materijali, kodovi i kvaliteta zavara
Odabir materijala slijedi temperaturu metala i kemiju plina, a ne samo projektirani tlak. Rasponi u nastavku pokrivaju većinu zadataka dimnih i procesnih plinova.
| Materijal | Praktična temperatura metala | Tipična usluga |
| Ugljični čelik | do oko 425 C | Čist, suh dimni plin; najjeftinija opcija |
| 1,25Cr-0,5Mo | 425 do 540 C | Toplije plinske staze s umjerenim zahtjevima za puzanjem |
| 2.25Cr-1Mo | 540 do 580 C | Visokotemperaturni HRSG i procesna usluga |
| Austenitni nehrđajući čelik | do 600 C i više | Vlažan ili blago korozivni plin, bolja otpornost na rosište |
| Duplex i više legure | duty specific | Uvjeti kloridnog ili kiselog kondenzata |
Izrada je važna jednako kao i kvaliteta cijevi. Dijelovi pod tlakom izrađeni su prema priznatim kodovima kotlova ili tlačnih posuda, zavarivanje je kvalificirano i dokumentirano, a kvaliteta zavara potvrđena je radiografijom ili slikanjem u stvarnom vremenu, a ne samo vizualnim pregledom. Kupci koji rade na toj recenziji mogu ovo koristiti ASME vodič za usklađenost tlačnog dijela za inženjere kao popis za provjeru.
Zatražite da materijal cijevi, materijal rebra i potrošni materijal za zavarivanje budu zasebno navedeni na crtežu. Često su različitih stupnjeva, a tretiranje njih kao jedne stavke jedan je od najčešćih uzroka ranog kvara cijevi u sustavu dimnih plinova.
Kako provjeriti dobavljača izmjenjivača topline po narudžbi
Zatražite toplinski izračun, krivulju pada tlaka i postupak zavarivanja prije nego što zatražite cijenu. Ta tri dokumenta odvajaju proizvođača koji može izvesti projekt od onog koji može citirati samo jedan.
Pročitajte list s podacima o dužnostima
Protok, temperature, sastav plina, opterećenje prašinom, projektirani tlak i uvjeti na mjestu trebaju stati na jednu stranicu. Ako dobavljač ne zahtijeva sve, toplinski dizajn je pretpostavka.
Provjerite toplinski i hidraulički učinak
Površina, čelna brzina, nagib peraja i predviđeni pad tlaka na strani plina pri dizajnu i pri opterećenju od 110 posto. Dizajn koji radi samo u fazi dizajna neće preživjeti hladni start.
Potvrdite materijale i slučaj korozije
Minimalna temperatura metala u odnosu na točku kiselog rosišta, dopuštenje za koroziju i metodu čišćenja koju izgled cijevi zapravo dopušta.
Pregledajte izradu i inspekciju
Postupak zavarivanja, NDT metoda, hidrotestni tlak i inspekcijske točke oslobađanja. Provjereno certificirana proizvodnja dijelova pod pritiskom kapacitet i interni radiografski pregled znatno skraćuju put do odobrenja.
Uskladite raspored s biljkom
Dimenzije modula, težina dizanja, opseg montaže na gradilištu i prekretnice isporuke u odnosu na razdoblje prekida.
Dobavljač koji može prikazati toplinsku bilancu, krivulju pada tlaka i plan inspekcije zavara na prvom tehničkom prolazu ima sasvim drugačiji profil rizika od onoga koji šalje samo cijenu.
Često postavljana pitanja
Što je prilagođeni izmjenjivač topline?
To je toplinska jedinica čija su površina, geometrija i materijali proračunati za jedan određeni tok i jednu instalacijsku ovojnicu. Dizajniran je za dužnost, a ne odabran iz standardne veličine.
Kada je prilagođena jedinica jeftinija od standardne?
Kada vaš pad tlaka, opterećenje prašinom, kemija plina ili raspoloživi prostor padnu izvan standardnog raspona jedinica. Jedinična cijena obično je viša, ali snaga ventilatora, vrijeme prekida čišćenja i vijek trajanja obično mijenjaju ukupni trošak na drugu stranu.
Što spada u zahtjev za ponudu?
Maseni protok, ulazna i izlazna temperatura, sastav plina uključujući sumpor i vlagu, opterećenje prašinom, dopušteni pad tlaka, proračunski tlak i temperatura, dopuštena korozija i omotnica instalacije s ograničenjima dizanja.
Dobijte ispravnu omotnicu carine i ostatak prilagođene ponude izmjenjivača topline postaje usporediv među dobavljačima. Preskočite to i uspoređujete tri različite pretpostavke.
