Problem dvostruke korozije
Postrojenje za hemijsku obradu koristi pločasti{0}}i-izmjenjivač topline koji hladi vruću miješanu kiselinu vodom iz rashladnog tornja. Ploče od nerđajućeg čelika korodiraju na kiseloj strani. Strana vode za hlađenje se jako ljušti. Izmjenjivač zahtijeva čestu zamjenu ploča i čišćenje. Troškovi održavanja rastu. Umnožavaju se prekidi u proizvodnji.
Objekat razmatra zamjenu ploče-i-jedinice okvira sa školjkom-i-dizajnom. Izazov je u tome što obje strane izmjenjivača nose agresivne medije: strana cijevi podnosi vruću miješanu kiselinu, strana ljuske upravlja rashladnom vodom koja može nositi kloride i otopljene čvrste tvari. Metalni ljuski-i-izmjenjivač jednostavno premješta problem korozije sa ploča na cijevi i školjku.
Potpuno PTFE izmjenjivač topline{0}}i-i cijev eliminiše koroziju na obje strane istovremeno. Cijevi, cijev i obloga omotača su kemijski inertni na oba toka procesa. Prijelaz sa ploče-i-rama na PTFE školjku-i-ijev zahtijeva sistematski inženjering kako bi se uskladile termalne performanse u okviru dostupnog prostora i ograničenja veze.
The Performance Translation
Pločasti{0}}i-izmjenjivači postižu visoke koeficijente prijenosa topline kroz tanke ploče i turbulentno strujanje pri relativno malim brzinama. Ukupni koeficijent prijenosa topline za pločasti izmjenjivač od nehrđajućeg čelika u kiseloj-vodi je 2.000-4.000 W/m²·K.
PTFE izmjenjivač školjke-i-izmjenjivača radi sa nižim ukupnim koeficijentom-obično 200-350 W/m²·K-zbog otpornosti zida od fluoropolimera. Za postizanje istog toplotnog opterećenja potrebna je veća površina. Prevođenje sa ploče-i-rama na PTFE školjku-i cijev je vježba proširenja površine ograničena raspoloživim prostorom za instalaciju.
Proces projektovanja počinje sa stvarnim termičkim opterećenjem postojećeg izmjenjivača-a ne sa oznakom na natpisnoj pločici, što može uključivati sigurnosne faktore. Podaci o procesnim podacima o ulaznim i izlaznim temperaturama i brzinama protoka na obje strane utvrđuju pravi potreban rad. PTFE izmjenjivač je dimenzioniran za ovu funkciju korištenjem konzervativnih vrijednosti U-, uz uzimanje u obzir poboljšane otpornosti na zarastanje u poređenju sa zaprljanim metalnim pločama.
Tabela 1: Parametri translacije ploče-i-rame u PTFE školjku-i-cijev
| Translation Parameter | Ploča-i-okvir (postojeći) | PTFE školjka-i-cijev (zamjena) |
|---|---|---|
| Ukupna U{0}}vrijednost (W/m²·K) | 2.500 (čisto), 1.200 (tipično faulirano) | 280 (stabilan, bez-fauliranja) |
| Potrebna površina za istu dužnost | Osnovna linija (1,0×) | 4-5× (zasnovano na omjeru U-vrijednosti) |
| Materijal sa strane cijevi | Nerđajući čelik (korodirajući) | PTFE (inertan) |
| Bočni materijal{0}}ljuske | Nehrđajući čelik (skaliranje) | PTFE-obložen ili čvrst PTFE (inertni) |
| Materijal zaptivke | EPDM ili Viton (hemijski napad) | PTFE (univerzalna inertnost) |
| Učestalost održavanja | Čišćenje/zamjena ploča svakih 6-12 mjeseci | Godišnji vizuelni pregled |
| Vek trajanja | 2-5 godina (kvar ploče) | 10+ godina |
| Otisak instalacije | Compact | Veće (kompenzirano eliminacijom rezervnog izmjenjivača) |
Strategija raspodjele prostora
Izmjenjivač PTFE omotača-i-izmjenjivača zahtijeva 4-5 puta veću površinu od jedinice čiste ploče-i okvira za isti rad. U zagušenom hemijskom postrojenju, ovaj dodatni otisak možda neće biti dostupan na postojećoj lokaciji.
Nekoliko strategija se bavi ograničenjem prostora. Izmjenjivač školjke{1}}i-može biti orijentisan vertikalno, koristeći visinu, a ne površinu poda. Više manjih školjki paralelno postižu potrebnu površinu dok se uklapaju unutar dostupnog otiska. Izmjenjivač se može premjestiti u prostor s više prostora i povezati cijevom.
Eliminacija rezervnog izmjenjivača-nepotrebnog sa 10+ godina PTFE vijeka trajanja-oslobađa značajan podni prostor. Instalacije ploča-i-okviva obično uključuju rezervnu jedinicu za brzu promjenu tokom kvarova ploče. Pouzdanost PTFE eliminira ovaj zahtjev.
Prijelaz veze
Postojeći pločasti{0}}i-izmjenjivač ima specifične lokacije i veličine mlaznica za dva toka tekućine. Zamjenski izmjenjivač omotača-i-mora se povezati na postojeće cijevi bez velikih modifikacija.
Dizajn PTFE izmjenjivača određuje lokacije mlaznica, veličine i nazivne prirubnice kako bi odgovarali postojećim cjevovodima. Ako je premještanje mlaznice neizbježno, modifikacije cijevi su dizajnirane kao dio projekta tranzicije. Manja težina PTFE izmenjivača u poređenju sa metalnim ekvivalentom pojednostavljuje zahteve za podršku i temelje na novim lokacijama mlaznica.
Rezime
Prelazak sa ploča{0}}i-rama na potpuno PTFE kućište-i-izmjenjivača topline rješava problem dvostruke korozije kada su oba toka fluida agresivna. Prevođenje zahteva 4-5 puta veću površinu da bi se kompenzovala niža toplotna provodljivost, prilagođena kroz orijentaciju, paralelne školjke ili pomeranje.
Eliminacija održavanja izazvanog korozijom-, zamjena ploča i skladištenje rezervnog izmjenjivača vraćaju prostor i kaznu za troškove tokom produženog vijeka trajanja. I procesna i servisna strana postižu hemijsku inertnost zahvaljujući PTFE-ovoj univerzalnoj otpornosti na koroziju.
Inženjerska analiza za konverziju ploča-i-ramova u PTFE školjku-i-cijev je dostupna nakon podnošenja postojećih specifikacija izmjenjivača, sastava procesnih i servisnih fluida, radnih temperatura i pritisaka, podataka o toplotnom radu i raspoloživog prostora za instalaciju.
