Quá trình quay vòng của nhà máy lọc dầu khiến sáu tuần ngừng hoạt động, ống dẫn mở rộng 2,4 m và dòng khí thải đi vào ở nhiệt độ 340 C nhưng phải thoát ra ở nhiệt độ 155 C. Một bộ phận vỏ và ống trong danh mục được chế tạo theo đường kính và chiều dài ống tiêu chuẩn sẽ hoặc bó quá khổ hoặc đẩy mức giảm áp suất phía khí vượt quá mức mà quạt hút cảm ứng có thể chi trả. Khoảng cách giữa biểu dữ liệu và ống dẫn thực là nơi chỉ định các bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh.
Hướng dẫn này bao gồm những gì thực sự thúc đẩy thiết kế bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh để thu hồi nhiệt công nghiệp: phạm vi nhiệm vụ, hình dạng ống và vây, các quyết định về vật liệu và mã cũng như các bước kiểm tra mà người mua nên thực hiện trước khi đưa ra đơn đặt hàng.
Điều gì tạo nên một bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh
Bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh được thiết kế xung quanh một phạm vi nhiệm vụ thay vì được chọn từ một phạm vi kích thước cố định. Lớp vỏ này cố định lưu lượng khối, nhiệt độ đầu vào và đầu ra, độ giảm áp suất cho phép, trạng thái tắc nghẽn và không gian mà thiết bị phải lắp vào. Đường kính ống, loại vây, bước vây, vật liệu và cách bố trí tiêu đề đều tuân theo những con số đó.
Bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh là một thiết bị nhiệt có diện tích bề mặt, hình học và vật liệu được tính toán cho một dòng khí hoặc chất lỏng cụ thể và một vỏ lắp đặt cụ thể, thay vì được chọn từ danh mục kích thước tiêu chuẩn.
Sự khác biệt xuất hiện ở ba nơi. Diện tích bề mặt được khớp với nhiệm vụ thay vì làm tròn thành gói tiêu chuẩn tiếp theo. Sự sụt giảm áp suất phía khí được coi là một hạn chế cứng rắn hơn là sản phẩm phụ của sự lựa chọn. Và cách bố trí ống được xây dựng xung quanh lỗ ống dẫn mà bạn thực sự có, bao gồm cả đường nâng vào vị trí.
Đơn vị danh mục
- Có kích thước theo đường kính vỏ và chiều dài ống tiêu chuẩn
- Giảm áp suất sau khi lựa chọn
- Mức độ bám bẩn cố định theo thiết kế tiêu chuẩn
- Được phân phối từ một phạm vi sản phẩm cố định
Đơn vị tùy chỉnh
- Diện tích bề mặt tính từ nhiệm vụ nhiệt
- Giảm áp suất được giữ bên trong đường cong quạt
- Khoảng cách vây và khả năng làm sạch được thiết lập theo tải trọng bụi
- Được xây dựng theo giới hạn phong bì, trọng lượng và nâng
Sáu yếu tố đầu vào thúc đẩy thiết kế
Sáu đầu vào quyết định khoảng 80% thiết kế bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh: lưu lượng khối, nhiệt độ đầu vào, mục tiêu nhiệt độ đầu ra, độ giảm áp suất phía khí cho phép, tải bụi hoặc cặn bám và vỏ bọc lắp đặt. Mọi thứ khác trong đoạn trích dẫn đều là hệ quả của sáu con số đó.
| đầu vào | Phạm vi điển hình | Nó thay đổi cái gì |
| Lưu lượng khí | 5 đến 200 tấn/giờ | Số lượng ống, diện tích bề mặt và vận tốc khí |
| Nhiệt độ đầu vào | 180 đến 600 C | Cấp vật liệu và trợ cấp mở rộng |
| Mục tiêu nhiệt độ đầu ra | 120 đến 200 C | Cân bằng giữa thu hồi nhiệt và biên độ điểm sương |
| Giảm áp suất phía khí | 200 đến 1200 Pa | Cao độ vây, số hàng và vận tốc mặt |
| Tải bụi hoặc cặn bẩn | thấp đến 300 g/Nm3 | Loại vây, bước vây và khả năng làm sạch |
| Phong bì lắp đặt | kích thước ống dẫn hoặc lỗ mở | Kích thước mô-đun và lộ trình nâng |
Bỏ đi một trong số chúng và báo giá sẽ trở lại quá lớn hoặc lạc quan. Nhiệt độ đầu ra là bẫy thông thường. Làm mát khí thải dưới điểm sương axit của nhiên liệu chứa lưu huỳnh biến dự án thu hồi nhiệt thành dự án ăn mòn trong vòng một vài mùa.
Nguyên tắc chung: cứ giảm nhiệt độ ống khói xuống 20 C sẽ thu hồi được khoảng 1% nhiên liệu đầu vào của lò hơi, nhưng chỉ giảm xuống điểm sương axit của nhiên liệu bạn thực sự đốt.
Ống có vây đặt ngân sách nhiệt
Về phía khí, ống vây mang nguồn nhiệt. Một ống có vây được lựa chọn tốt sẽ nhân diện tích bề mặt bên ngoài lên khoảng 3 đến 6 lần so với ống trần có cùng đường kính, điều này giúp cho việc thu hồi nhiệt từ dòng khí thải lớn, áp suất thấp trở nên thiết thực.
- Ống vây loại H. Các cánh tản nhiệt hình chữ nhật được hàn thành từng cặp dọc theo ống, để lại các đường dẫn khí rộng, chống tro kết nối và dễ dàng làm sạch bằng máy thổi bồ hóng. Đó là sự lựa chọn thông thường trong môi trường nhiều bụi hoặc với nhiên liệu rắn.
- Ống vây xoắn ốc. Một dải liên tục được quấn và hàn xung quanh ống, tạo ra diện tích bề mặt trên mét cao nhất và bước thực tế chặt nhất. Nó hoạt động tốt nhất trong khí sạch hơn, nơi việc bắc cầu không phải là một rủi ro.
- Ống dẫn nhiệt. Một ống chân không, kín sẽ di chuyển nhiệt đẳng nhiệt giữa hai dòng mà không gây nhiễm chéo, điều này quan trọng khi sự rò rỉ giữa khí thải và sản phẩm là không thể chấp nhận được.
Ống vây loại H cho các ứng dụng nồi hơi và bộ trao đổi nhiệt Ống có vây hình chữ H với các vây được hàn tần số cao, phù hợp với khí thải chứa nhiều bụi và khả năng truyền nhiệt có điện trở suất thấp trong nồi hơi và bộ trao đổi nhiệt công nghiệp. Xem sản phẩm → 3 đến 6 lần diện tích bề mặt bên ngoài so với một ống trần
2 đến 6mm bước vây điển hình trong dịch vụ nồi hơi
10 đến 20 mm chiều cao vây điển hình trên ống tiết kiệm
Vây cao độ là một sự thỏa hiệp. Khoảng cách chặt chẽ hơn sẽ chứa nhiều bề mặt hơn vào cùng một hộp nhưng làm tăng nguy cơ kết dính tro và tăng tần suất làm sạch, do đó, dịch vụ bụi thường có khoảng cách rộng hơn một chút.
Bộ tiết kiệm thu hồi nhiệt ở cuối đuôi
Bộ tiết kiệm khí thải ở đuôi lò hơi thường là nơi rẻ nhất để thu hồi nhiệt, vì khí thoát ra khỏi lò hơi vẫn giữ nhiệt hữu ích ở nhiệt độ mà một thiết bị nhỏ gọn, chi phí thấp có thể thực hiện công việc.
Nước cấp thường đi vào ở nhiệt độ khoảng 105 C và thoát ra ở nhiệt độ 130 đến 150 C, và nhiệt đó tỏa ra từ dòng khí chứ không phải thoát ra từ nhiên liệu bổ sung. Nguyên tắc tương tự bao gồm ba nhiệm vụ chung:
- Khí thải ở đuôi nồi hơi, nơi khí thải tương đối sạch và hạn chế chính là điểm sương axit.
- Khí thải lò công nghiệp, trong đó bụi và hàm lượng kiềm tạo ra bước cánh và thường là vật liệu ống.
- Xử lý khí thải của thiết bị, trong đó thành phần thay đổi theo mẻ và thiết bị phải duy trì ổn định qua các lần thay đổi.
Bộ tiết kiệm khí thải đuôi nồi hơi để sưởi ấm nước cấp Thu hồi nhiệt từ khí thải lò hơi để tăng nhiệt độ nước cấp và giảm mức sử dụng nhiên liệu, với cấu trúc ống vây ngoằn ngoèo hoặc xoắn ốc. Xem sản phẩm → Một nhà tiết kiệm không cần vật liệu kỳ lạ để trả nợ. Nó cần có bước cánh tản nhiệt phù hợp, loại ống chịu được điểm sương và mức giảm áp suất mà quạt hiện tại có thể hấp thụ mà không cần thay đổi động cơ.
Nồi hơi nhiệt thải và hệ thống HRSG
Khi cần nhiệt thu hồi dưới dạng hơi nước thay vì nhiệt cảm biến, thiết bị tùy chỉnh sẽ trở thành nồi hơi nhiệt thải hoặc máy tạo hơi nước thu hồi nhiệt có kích thước phù hợp với dòng khí thải thay vì đầu vào nhiên liệu. Thiết kế bắt đầu từ phía khí: lưu lượng, nhiệt độ và thành phần cố định bề mặt thiết bị bay hơi, áp suất trống và sản lượng hơi.
Nồi hơi nhiệt thải công nghiệp thu hồi hơi nước từ lò nung và dây chuyền xử lý. Các đơn vị nhà máy điện nằm phía sau tua-bin khí trong các nhà máy chu trình hỗn hợp. Nồi hơi xử lý chất thải xử lý khí thải từ quá trình đốt rác, nơi mà sự ăn mòn và cặn bẩn ảnh hưởng đến cách bố trí nhiều hơn so với nhiệm vụ nhiệt.
Nồi hơi nhiệt thải công nghiệp để thu hồi hơi nước Sản xuất hơi nước từ khí thải trong các hoạt động thép, hóa chất, xi măng và luyện kim, với thiết kế thích ứng với bụi, khí ăn mòn và nhiệt độ khác nhau. Xem sản phẩm → Một con số giải quyết hầu hết các đối số về kích thước HRSG: điểm giới hạn. Chụm chặt hơn sẽ thu được nhiều nhiệt hơn, nhưng nó mua lượng nhiệt đó với diện tích bề mặt lớn hơn và độ giảm áp suất phía khí lớn hơn.
Vật liệu, mã và chất lượng mối hàn
Việc lựa chọn vật liệu tuân theo nhiệt độ kim loại và thành phần hóa học của khí chứ không chỉ tuân theo áp suất thiết kế. Các dải dưới đây bao gồm hầu hết các nhiệm vụ về khí thải và khí xử lý.
| Chất liệu | Nhiệt độ kim loại thực tế | Dịch vụ điển hình |
| Thép cacbon | lên tới khoảng 425 C | Khí thải sạch, khô; lựa chọn chi phí thấp nhất |
| 1,25Cr-0,5Mo | 425 đến 540 C | Đường dẫn khí nóng hơn với nhu cầu leo vừa phải |
| 2,25Cr-1Mo | 540 đến 580 C | HRSG nhiệt độ cao và dịch vụ xử lý |
| Thép không gỉ Austenit | lên tới 600 C trở lên | Khí ẩm hoặc ăn mòn nhẹ, khả năng chống điểm sương tốt hơn |
| Hợp kim song công và cao hơn | nhiệm vụ cụ thể | Điều kiện ngưng tụ chứa clorua hoặc axit |
Việc chế tạo cũng quan trọng như loại ống. Các bộ phận chịu áp lực được chế tạo theo mã nồi hơi hoặc bình chịu áp lực được công nhận, quá trình hàn phải đạt tiêu chuẩn và được ghi lại, đồng thời chất lượng mối hàn được xác minh bằng chụp X quang hoặc hình ảnh thời gian thực thay vì chỉ kiểm tra trực quan. Người mua đang thực hiện đánh giá đó có thể sử dụng đánh giá này Hướng dẫn tuân thủ bộ phận áp suất ASME dành cho kỹ sư như một danh sách kiểm tra.
Yêu cầu liệt kê riêng vật liệu ống, vật liệu cánh tản nhiệt và vật liệu hàn trên bản vẽ. Chúng thường có các loại khác nhau và coi chúng như một vật phẩm là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hỏng ống sớm trong dịch vụ khí thải.
Cách kiểm tra nhà cung cấp bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh
Yêu cầu tính toán nhiệt, đường cong giảm áp và quy trình hàn trước khi bạn hỏi giá. Ba tài liệu đó tách biệt một nhà sản xuất có thể thực hiện một dự án với một nhà sản xuất chỉ có thể báo giá một dự án.
Đọc bảng dữ liệu nhiệm vụ
Lưu lượng, nhiệt độ, thành phần khí, tải lượng bụi, áp suất thiết kế và điều kiện địa điểm phải phù hợp trên một trang. Nếu nhà cung cấp không yêu cầu tất cả chúng thì thiết kế tản nhiệt chỉ là dự đoán.
Kiểm tra đầu ra nhiệt và thủy lực
Diện tích bề mặt, vận tốc bề mặt, bước cánh và dự đoán mức giảm áp suất phía khí theo thiết kế và ở mức tải 110%. Một thiết kế chỉ hoạt động ở điểm thiết kế sẽ không tồn tại được khi bắt đầu nguội.
Xác nhận vật liệu và trường hợp ăn mòn
Nhiệt độ kim loại tối thiểu so với điểm sương axit, mức độ ăn mòn và phương pháp làm sạch mà cách bố trí ống thực sự cho phép.
Xem xét chế tạo và kiểm tra
Quy trình hàn, phương pháp NDT, áp suất thử thủy lực và các điểm nhả kiểm tra. Đã xác minh chế tạo bộ phận áp lực được chứng nhận năng lực và kiểm tra bằng chụp ảnh phóng xạ nội bộ rút ngắn đáng kể lộ trình phê duyệt.
Phù hợp với lịch trình của nhà máy
Kích thước mô-đun, trọng lượng nâng, phạm vi lắp ráp địa điểm và các mốc giao hàng trong thời gian ngừng hoạt động.
Một nhà cung cấp có thể hiển thị cân bằng nhiệt, đường cong giảm áp suất và kế hoạch kiểm tra mối hàn trong lần vượt qua kỹ thuật đầu tiên sẽ có hồ sơ rủi ro rất khác so với nhà cung cấp chỉ gửi giá.
Câu hỏi thường gặp
Bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh là gì?
Nó là một thiết bị nhiệt có diện tích bề mặt, hình học và vật liệu được tính toán cho một luồng cụ thể và một đường bao lắp đặt. Nó được thiết kế cho nhiệm vụ thay vì được chọn từ phạm vi kích thước tiêu chuẩn.
Khi nào một đơn vị tùy chỉnh rẻ hơn một đơn vị tiêu chuẩn?
Khi áp suất giảm, lượng bụi, hóa chất khí hoặc không gian sẵn có của bạn nằm ngoài phạm vi đơn vị tiêu chuẩn. Đơn giá thường cao hơn, nhưng công suất quạt, thời gian ngừng hoạt động khi vệ sinh và thời gian sử dụng thường ảnh hưởng đến tổng chi phí theo hướng khác.
Những gì thuộc về một yêu cầu báo giá?
Lưu lượng lớn, nhiệt độ đầu vào và đầu ra, thành phần khí bao gồm lưu huỳnh và độ ẩm, tải bụi, giảm áp suất cho phép, áp suất và nhiệt độ thiết kế, dung sai ăn mòn và vỏ bọc lắp đặt có hạn chế nâng.
Nhận đúng phạm vi nhiệm vụ và phần còn lại của báo giá bộ trao đổi nhiệt tùy chỉnh sẽ có thể so sánh được giữa các nhà cung cấp. Bỏ qua nó và bạn đang so sánh ba giả định khác nhau.
