مشکل خوردگی مضاعف
یک مرکز پردازش شیمیایی یک مبدل حرارتی صفحه-و{-قاب را راه اندازی می کند که یک جریان اسید مخلوط داغ را با آب برج خنک کننده خنک می کند. صفحات فولادی ضد زنگ در سمت اسید خورده می شوند. سمت آب خنک کننده به شدت فلس می شود. مبدل نیاز به تعویض و تمیز کردن مکرر صفحه دارد. هزینه های تعمیر و نگهداری افزایش می یابد. وقفه های تولید چند برابر می شود.
این مرکز در نظر دارد صفحه-و-واحد قاب را با طراحی پوسته-و- جایگزین کند. چالش این است که هر دو طرف مبدل حامل رسانه های تهاجمی هستند: سمت لوله اسید مخلوط داغ را کنترل می کند، سمت پوسته آب خنک کننده را کنترل می کند که ممکن است کلریدها و مواد جامد محلول را حمل کند. یک مبدل پوسته فلزی-و-به سادگی مشکل خوردگی را از صفحات به لوله ها و پوسته منتقل می کند.
یک مبدل حرارتی کاملاً PTFE-و-لوله، خوردگی را در هر دو طرف به طور همزمان از بین میبرد. لوله ها، ورق لوله و پوشش پوسته از نظر شیمیایی نسبت به هر دو جریان فرآیند بی اثر هستند. انتقال از صفحه-و-قاب به پوسته PTFE-و-به مهندسی سیستماتیک برای مطابقت با عملکرد حرارتی در فضای موجود و محدودیتهای اتصال نیاز دارد.
ترجمه عملکرد
مبدل های صفحه-و-قاب به ضرایب انتقال حرارت بالایی از طریق صفحات نازک و جریان آشفته با سرعت های نسبتاً پایین دست می یابند. ضریب انتقال حرارت کلی برای یک مبدل صفحه فولادی ضد زنگ در سرویس آب اسیدی 2,000-4,000 W/m²·K است.
یک مبدل پوسته PTFE-و-به دلیل مقاومت دیواره فلوروپلیمری با ضریب کلی کمتر-معمولاً 200-350 W/m²·K- کار میکند. دستیابی به وظیفه گرمایی یکسان نیاز به سطح بیشتری دارد. ترجمه از صفحه-و-قاب به پوسته PTFE-و لوله یک تمرین گسترش سطح است که توسط فضای نصب موجود محدود شده است.
فرآیند طراحی با وظیفه حرارتی واقعی مبدل موجود شروع میشود-نه رتبهبندی پلاک، که ممکن است شامل عوامل ایمنی باشد. گزارش داده های پردازش دماهای ورودی و خروجی و نرخ جریان در هر دو طرف وظیفه واقعی مورد نیاز را تعیین می کند. مبدل PTFE برای این کار با استفاده از مقادیر محافظهکارانه U اندازهگیری شده است، با در نظر گرفتن مقاومت در برابر رسوبگیری بهبود یافته در مقایسه با صفحات فلزی آلوده.
جدول 1: پارامترهای ترجمه Plate-و-Frame to PTFE Shell-و-Tube
| پارامتر ترجمه | صفحه-و-قاب (موجود) | PTFE Shell-و-Tube (تعویض) |
|---|---|---|
| مقدار کلی U- (W/m²·K) | 2500 (تمیز)، 1200 (معمولا خطا می شود) | 280 (پایدار، غیر-خوب) |
| منطقه مورد نیاز برای همان وظیفه | خط پایه (1.0×) | 4-5× (بر اساس نسبت U-value) |
| مواد جانبی لوله- | فولاد ضد زنگ (خورنده) | PTFE (بی اثر) |
| مواد جانبی پوسته{0}} | فولاد ضد زنگ (پوسته پوسته شدن) | PTFE-پتافای آستردار یا جامد (بیاثر) |
| مواد واشر | EPDM یا Viton (حمله شیمیایی) | PTFE (اینرسی جهانی) |
| فرکانس تعمیر و نگهداری | تمیز کردن / تعویض صفحه هر 6-12 ماه | بازرسی بصری سالانه |
| عمر سرویس | 2-5 سال (شکست صفحه) | 10+ سال |
| ردپای نصب | فشرده | بزرگتر (با حذف مبدل یدکی جبران می شود) |
استراتژی تخصیص فضا
مبدل پوسته PTFE-و-برای همان کار به 4-5 برابر سطح صفحه تمیز-و واحد قاب نیاز دارد. در یک کارخانه شیمیایی شلوغ، این ردپای اضافی ممکن است در محل موجود موجود نباشد.
چندین استراتژی به محدودیت فضا می پردازند. مبدل پوسته-و-لوله را می توان به صورت عمودی جهت گیری کرد، به جای سطح کف، از ارتفاع استفاده کرد. چندین پوسته کوچکتر به صورت موازی به منطقه مورد نیاز دست می یابند در حالی که در ردپای موجود قرار می گیرند. مبدل را می توان به منطقه ای با فضای بیشتر منتقل کرد و با لوله کشی به آن متصل شد.
حذف مبدل یدکی-غیر ضروری با 10+ سال عمر مفید PTFE-فضای کف قابل توجهی را آزاد میکند. نصب صفحه-و-قاب معمولاً شامل یک واحد یدکی برای تعویض سریع در هنگام خرابی صفحه است. قابلیت اطمینان PTFE این نیاز را از بین می برد.
انتقال اتصال
مبدل صفحه-و-مبدل قاب موجود دارای مکان و اندازه نازل خاصی برای دو جریان سیال است. پوسته جایگزین-و-مبدل لوله باید بدون تغییر گسترده به لولهکشی موجود متصل شود.
طراحی مبدل PTFE مکان نازل، اندازه و درجه بندی فلنج را برای مطابقت با لوله های موجود مشخص می کند. اگر جابجایی نازل اجتناب ناپذیر باشد، اصلاحات لوله کشی به عنوان بخشی از پروژه انتقال طراحی می شود. وزن سبک تر مبدل PTFE در مقایسه با یک معادل فلزی، الزامات پشتیبانی و فونداسیون را در مکان های نازل جدید ساده می کند.
خلاصه
انتقال از یک صفحه-و-قاب به یک پوسته کاملاً PTFE-و-مبدل حرارتی لوله، مشکل خوردگی مضاعف را زمانی که هر دو جریان سیال تهاجمی هستند حل میکند. ترجمه به 4-5 برابر مساحت سطح نیاز دارد تا رسانایی حرارتی کمتری را که از طریق جهتگیری، پوستههای موازی یا جابجایی ایجاد میشود، جبران کند.
حذف نگهداری ناشی از خوردگی{0}}، تعویض صفحه، و ذخیره مبدل یدکی باعث بازیابی فضا و جریمه هزینه در طول عمر طولانی می شود. هر دو طرف فرآیند و سرویس از طریق مقاومت جهانی در برابر خوردگی PTFE به بی اثری شیمیایی دست می یابند.
تجزیه و تحلیل مهندسی برای تبدیل صفحه-و-قاب به پوسته PTFE-و-در صورت ارائه مشخصات مبدل موجود، ترکیبات سیال فرآیند و سرویس، دما و فشار عملیاتی، دادههای وظیفه حرارتی و فضای نصب موجود است.
