Problem izloženog zaglavlja
U instalacijama dubokog rezervoara, snop cijevi izmjenjivača topline od PTFE proteže se do dna rezervoara, dok su kolektori za paru i kondenzat postavljeni blizu ruba rezervoara, iznad površine tečnosti. Kolektori rade na temperaturi pare -130-165 stepeni u zavisnosti od pritiska. Okolni vazduh iznad rezervoara je često hladan i vlažan, opterećen procesnim parama.
Vruća, izložena zaglavlja stvaraju tri problema. Gubitak topline iz neizoliranih kolektora troši energiju-obično 2-5% od ukupnog unosa topline za instalaciju dubokog rezervoara. Kondenzacija vlažnog zraka i procesnih para na vrućim površinama kolektora uzrokuje kapanje i koroziju obližnjih metalnih komponenti. Vruće kolektore predstavljaju opasnost od opekotina za operatere koji rade oko ruba rezervoara.
Konvencionalna izolacija-mineralna vuna sa metalnom oblogom-može se primijeniti na kolektore, ali to komplikuje pristup pri održavanju do priključaka kolektora i podložna je oštećenju od korozivnog-okruženja na vrhu rezervoara. Integralna izolacija, ugrađena u dizajn zaglavlja, pruža termičku zaštitu bez opterećenja održavanja izolacije{4}}koje se primjenjuje na terenu.
Integralni dizajn izolacije
Integralna izolacija se sastoji od koaksijalne PTFE navlake koja okružuje svaki kolektor sa prstenastim zračnim rasporom. Navlaka je izrađena od istog PTFE materijala kao i zaglavlje. Instalira se koncentrično oko hedera, poduprta PTFE odstojnim prstenovima u intervalima duž dužine zaglavlja. Prstenasti razmak-obično 10-15 mm radijalne širine-je zapečaćen na oba kraja, ali nije evakuisan. Zarobljeni vazduh obezbeđuje izolaciju.
Vazdušni jaz između glave i rukavca smanjuje temperaturu vanjske površine sa 130-165 stepeni na 45-60 stepeni - bezbedno za slučajni kontakt i ispod tačke rosišta većine procesnih para. Kondenzacija na površini rukava je eliminisana. Gubitak toplote iz kolektora je smanjen za 60-70% u poređenju sa neizolovanim kolektorom.
Navlaka se može ukloniti radi pregleda i održavanja hedera. Izrađuje se u dijelovima koji se razmiču na mjestima odstojnih prstenova. Svaka sekcija je pričvršćena PTFE vijcima ili uskočnim-priključcima. Sekcije se mogu ukloniti pojedinačno, omogućavajući pristup određenim područjima zaglavlja bez uklanjanja cijelog izolacijskog sklopa.
| Integralni parametar izolacije | Specifikacija |
|---|---|
| Vrsta izolacije | Koaksijalna PTFE navlaka sa zarobljenim vazdušnim rasporom |
| Radijalna širina zračnog raspora | 10-15mm |
| Temperatura površine glave (neizolovano) | 130-165 stepeni |
| Temperatura vanjske površine rukava | 45-60 stepeni |
| Smanjenje gubitka toplote | 60-70% naspram neizolovanog zaglavlja |
| Kondenzacija na rukavu | Eliminisan (površina iznad tačke rose) |
| Materijal rukava | PTFE (ista hemijska otpornost kao zaglavlje) |
| Montaža na rukavu | PTFE odstojni prstenovi; uklonjivi dijelovi |
| Pristup za održavanje | Uklanjanje pojedinačnih sekcija |
Izolacija spoja pare i kondenzata
Priključci cijevi za dovod pare i povrata kondenzata na kolektoru također zahtijevaju izolaciju. Integralni dizajn proširuje koncept koaksijalne čahure na ove veze. Pred-izolovani PTFE dijelovi cijevi-proizvedeni kao unutrašnja cijev za paru ili kondenzat, vanjski rukavac sa zračnim razmakom i odstojni prstenovi-povezuju kolektor sa penetracijom u zid rezervoara. Pred{6}}izolovani dijelovi se izrađuju po dužini i postavljaju kao kompletne jedinice.
Prijelaz sa čahure kolektora na izolaciju cijevi je napravljen sa PTFE mijehom ili fleksibilnom čizmom koja prilagođava diferencijalnu toplinsku ekspanziju između kolektora i cjevovoda uz održavanje kontinuiteta izolacije.
Prednosti sigurnosti i energije
Smanjena temperatura spoljne površine izolovanih kolektora eliminiše opasnost od opekotina za operatere. Nisu potrebni znakovi upozorenja ili zaštitni štitnici. Područje zaglavlja je bezbedno za rutinsko prisustvo rukovaoca tokom rada rezervoara.
Ušteda energije usled smanjenog gubitka toplote u kolektoru, dok se mali procenat ukupnog unosa toplote akumulira tokom 15+ godina trajanja opreme. Za izmjenjivač topline od 100 kW sa smanjenjem gubitka glave od 3%, godišnja ušteda energije iznosi približno 18.000 kWh-vrijednih 1.800 USD godišnje po 0,10 USD/kWh. Tokom 15 godina, ušteda iznosi 27.000 dolara, što premašuje inkrementalni trošak integralne izolacije.
Rezime
PTFE izmjenjivači toplote sa integralnom toplotnom izolacijom na ne-uronjenim kolektorima koriste koaksijalne PTFE navlake sa zarobljenim vazdušnim prazninama da smanje spoljne površinske temperature sa 130-165 stepeni na 45-60 stepeni. Izolacija eliminira kondenzaciju, smanjuje gubitak topline za 60-70% i uklanja opasnost od opekotina za operatere. Uklonjivi dijelovi rukava omogućavaju pristup održavanju bez oštećenja izolacije. Ušteda energije tokom vijeka trajanja opreme premašuje cijenu izolacije.
Inženjerska podrška za dizajn integralne izolacije kolektora dostupna je nakon podnošenja dimenzija kolektora, temperature pare, uslova okoline{0}}najviše rezervoara i zahtjeva za pristup održavanju.
