Heat Transfer Solutions para sa Chemical Manufacturing: Isang Praktikal na Gabay sa Disenyo

Ang isang process heater na nagpapaputok ng 40 MW ay karaniwang nagpapadala ng 6 hanggang 10 MW ng enerhiyang iyon mula sa stack bilang matinong init. Sa mga planta ng kemikal ang exchanger na bumabawi nito ay bihira ang mahirap na bahagi ng proyekto. Ang mahihirap na bahagi ay ang acid dew point ng flue gas, ang pag-uugali ng fouling ng stream ng proseso, at ang turndown sa pagitan ng full rate at minimum na stable na operasyon. Ayusin ang tatlong iyon nang maayos at ang ibabaw ng paglipat ng init ay halos kalakihan mismo.

Kung Saan Talagang Nawawalan ng Init ang Mga Proseso ng Kemikal

Ang nare-recover na init sa isang planta ng kemikal ay umaalis sa apat na stream: fired heater flue gas, kiln at oxidizer exhaust, exothermic reactor off-gas, at lower grade condensate. Ang bawat isa ay may iba't ibang hadlang, at ang isang yunit na idinisenyo para sa isang tungkulin ay magiging hindi maganda ang pagganap sa isa pa.

Magsimula sa isang campaign sa pagsukat sa halip na isang datasheet. Mag-log flue gas temperatura, oxygen at dust loading sa buong ikot ng produksyon, kasama ang burner cleaning cycle. Ang pampainit na may 340 C sa buong bilis ay kadalasang bumabasa ng 290 C sa gabi, at ang 50 C swing ay nagpapagalaw sa dew point margin nang higit pa kaysa sa anumang materyal na pagpipilian na maaari mong gawin sa ibang pagkakataon.

Itinatakda ng Acid Dew Point ang Sahig ng Temperatura ng Wall

Ang naglilimita sa temperatura sa isang chemical exhaust duct ay ang temperatura ng metal na pader, hindi ang temperatura ng gas. Ang sulfur trioxide at water vapor ay nagsasama-sama sa boundary layer at namumuo bilang likidong sulfuric acid sa anumang ibabaw sa ibaba ng dew point, at ang pag-atake ay nagsisimula sa dulo ng palikpik kung saan ang pader ay pinakamalamig.

Ang water dew point ay mas mababa, karaniwan ay sa pagitan ng 45 at 60 C, at bihira ang binding constraint sa sarili nitong. Ang mga stream ng chloride bearing ay isang hiwalay na problema. Ang hydrogen chloride mula sa chlorinated na feed o mula sa asin sa basura ay nag-condense bilang hydrochloric acid at inaatake ang mga hindi kinakalawang na grado na makakaligtas sa malinis na flue gas sa loob ng isang dekada.

Ang mga praktikal na opsyon, halos sa pagkakasunud-sunod ng gastos:

• Palamigin ang pasukan ng tubig upang ang pinakamalamig na pader ng tubo ay manatiling 10 hanggang 15 C sa itaas ng kinakalkulang dew point, gamit ang isang recirculation line o isang economizer bypass.
• Tukuyin ang ND steel o enamel coated tubes kung saan pinipilit ng tungkulin ang temperatura ng pader sa ibaba kung ano ang pinahihintulutan ng dew point.
• Gumamit ng cast iron o polymer lined surface para sa hydrogen chloride at chloride salt stream, kahit na sa halaga ng heat transfer efficiency.
• Magdagdag ng low temperature economizer stage sa likod lang ng bypass na kayang iangat ang inlet water temperature sa part load. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mababang temperatura at mga ordinaryong economizer umupo karamihan sa detalyeng ito ng kontrol kaysa sa mismong tube bundle.

Economizer o Waste Heat Boiler: Itugma ang Unit sa Tungkulin

Kung ang nakuhang init ay gusto bilang preheated boiler feedwater o bilang isang heated process fluid, tukuyin ang isang economizer. Kung gusto ito bilang singaw para sa mga ejector, reboiler o turbine, tukuyin ang waste heat boiler o heat recovery steam generator. Ang dalawa ay hindi mapapalitan, at ang isang economizer na hiniling na itaas ang singaw ay magsisimulang kumulo sa loob ng mga tubo nito sa loob ng mga buwan ng pag-commissioning.

Ang isang kapaki-pakinabang na pagsusuri ay ang taunang balanse ng singaw. Kung ang site ay maaaring ubusin ang singaw na ginagawa nito sa buong taon, ang isang boiler ay nagbabayad nang mas mabilis. Kung pana-panahon ang pangangailangan ng singaw, ang feedwater heating sa pamamagitan ng isang economizer ay ang mas mababang panganib na pamumuhunan kahit na ang boiler ay makakabawi ng mas maraming kilowatts sa papel.

Kagamitang Pangproseso ng Flue Gas Economizer Para sa pana-panahong pangangailangan ng singaw, pinapainit ang feedwater gamit ang process flue gas at binabawasan ang karga ng boiler habang hinahawakan ang corrosive o explosive na tambutso. Tingnan ang Produkto →

Pang-industriya na Basura Heat Recovery Boiler Para sa buong taon na pangangailangan ng singaw, kinukuha ang proseso ng basurang init upang makabuo ng singaw na may naaangkop na mga disenyo para sa maalikabok o kinakaing unti-unting tambutso. Tingnan ang Produkto →

Ang Finned Tubes ay Nagpapasya sa Footprint, Draft Loss at Cleaning

Ang pinahabang ibabaw ang ginagawang dalawang metrong module ang isang walong metrong seksyon ng duct, ngunit ang geometry ng palikpik ang nagpapasya kung gaano kadalas dapat linisin ang unit at kung magkano ang halaga ng fan power ng karagdagang surface.

Ang mga H-type na finned tube ay hinangin ang dalawang kalahating palikpik sa isang hugis na H sa bawat gilid ng tubo. Ang mga gas lane ay mananatiling tuwid at bukas, ang alikabok ay bumabagsak sa halip na mag-bridging sa pagitan ng mga palikpik, at ang mga maaaring iurong na soot blower ay maaaring umabot sa buong lalim ng bangko. Ang mga spiral na palikpik na tubo ay nagdadala ng mas maraming ibabaw bawat metro at nababagay sa malinis na gas, ngunit sa malagkit na alkali dust ang malapit na pitch blinds at ang pressure drop ay umakyat sa loob ng ilang linggo.

Ang mga makinis na tubo ay mayroon pa ring lugar sa mabigat na fouling na mga tungkulin kung saan ang isang corrosion allowance, hindi ang heat transfer coefficient, ang nagtatakda ng kapal ng pader.

Ang bilis ng gas ay ang tahimik na variable sa bawat pagpili. Sa ibaba ng humigit-kumulang 8 m/s alikabok ay tumira sa mga nangungunang hilera; sa itaas 12 m/s pagguho sa unang dalawang hanay accelerates at tube buhay ay bumaba nang husto. Ang mga inline na pagsasaayos ay mas mababa kaysa sa staggered arrangement ngunit naglilipat ng bahagyang mas kaunting init sa bawat hilera, na kadalasan ay ang tamang kalakalan sa serbisyong kemikal.

H-Type Finned Tube para sa Dust-Laden Flue Gas Nililimitahan ng mga hugis-H na palikpik ang pagdeposito ng alikabok at pinapanatiling mababa ang resistensya ng flue-gas, na angkop sa mga waste-heat exchanger kung saan mahalaga ang fouling at velocity control. Tingnan ang Produkto →

Ang Pagsunod sa Code at Kalidad ng Welding ay Mga Panganib sa Pagbili

Ang pagsunod sa bahagi ng presyon ay nagpapasya kung sino ang pumirma sa thermal na disenyo at kung sino ang nagdadala ng panganib kung ang isang tubo ay nabigo. Ito ay hindi papeles na nakakabit sa isang heat exchanger pagkatapos matapos ang thermal kalkulasyon.

• Design code stamp: ASME Section I para sa steam generating units, Seksyon VIII Division 1 para sa mga unfired exchanger.
• Sertipikasyon ng materyal sa EN 10204 3.1 na may mga numero ng init na masusubaybayan sa sertipiko ng gilingan.
• Pamamaraan sa welding at mga talaan ng kwalipikasyon ng welder na hawak sa ISO 3834-2.
• Radiography o real time X-ray imaging ng mga joint ng tubo hanggang sa header, na may library ng pelikula na tumutugma sa weld map.
• Hydro test records at dimensional na ulat na ibinigay bago ipadala, hindi pagkatapos ng pagdating.

Maaaring sagutin ng mga fabricator na nagwelding, radiograph at hydro test sa loob ng parehong planta ang kahilingang iyon sa panahon ng bid. Isang supplier na may mga automated welding lines, in house X-ray imaging at isang dokumentadong sistema ng kalidad, gaya ng team na inilarawan dito profile ng kakayahan sa pagmamanupaktura , ay mas madaling i-audit kaysa sa isang kumpanya ng kalakalan na nag-assemble ng mga pakete mula sa ilang mga sub vendor.

Isang Pagkakasunud-sunod ng Pagtutukoy na Nakaligtas sa Pagsusuri

Karamihan sa mga nabigong detalye ay nagmumula sa pag-aayos ng uri ng kagamitan bago maayos ang data ng proseso. Gumawa ng limang hakbang na ito sa pagkakasunud-sunod at ang thermal na disenyo ay sumusunod nang walang argumento.

1. Ayusin ang tungkulin at ang hanay ng turndown. Nabawi ng estado ang init sa kW sa buong bilis, sa 70 porsiyento at sa pinakamababang stable rate, at kumpirmahin kung alin sa tatlo ang namamahala sa ibabaw na lugar.
2. Ilarawan ang stream. Komposisyon, sulfur content, moisture, chloride level at dust loading, na may acid dew point na kinakalkula sa halip na ipinapalagay.
3. Itakda ang kurot. Piliin ang exit gas temperature na 10 hanggang 15 C sa itaas ng kalkuladong dew point, pagkatapos ay suriin ang water side approach sa part load, hindi lang sa design rate.
4. Piliin ang ibabaw. Piliin ang uri ng palikpik mula sa pagkarga ng alikabok, itakda ang bilis ng gas sa pagitan ng 8 at 12 m/s, at ang laki ng soot blower o water washing access sa parehong oras.
5. Inspeksyon at paghahatid ng lock. Magdagdag ng fouling allowance na 10 hanggang 20 porsiyentong dagdag na ibabaw at kumpirmahin ang weld map, saklaw ng NDT at iskedyul ng hydro test sa purchase order.

Mga Karaniwang Tanong mula sa Chemical Process Engineers