Tīrīšanas intervāls, kas mainās atkarībā no cauruļu atstatuma
Ķīmiskās apstrādes uzņēmums, kas izmanto PTFE siltummaini kalcija sulfāta{0}}piesātinātā procesa plūsmā, ziņo, ka tīrīšana ir nepieciešama ik pēc sešām līdz astoņām nedēļām. Siltummainis tika aprīkots ar kompaktu cauruļu komplektu, lai samazinātu korpusa diametru un kapitāla izmaksas. Kompaktā saišķa atstatums starp caurulēm ir aptuveni 1,2 reizes lielāks par caurules ārējo diametru.
Procesa plūsmā ir suspendētas kalcija sulfāta daļiņas, kas nogulsnējas uz caurules virsmām. Nogulsnes samazina siltuma pārneses koeficientu un palielina spiediena kritumu. Kad spiediena kritums pārsniedz pieļaujamo robežu, siltummainis ir jāizņem no ekspluatācijas tīrīšanai.
Tīrīšanas intervālu nosaka nogulšņu uzkrāšanās ātrums, kas ir atkarīgs no plūsmas ātruma caurules virsmā un bīdes sprieguma, kas noņem nogulsnes. Kompaktā kūlī plūsmas ātrums starp caurulēm ir mazāks nekā plašā -sairā, jo plūsmas laukums ir mazāks un plūsmas sadalījums nav tik vienmērīgs. Mazāks ātrums samazina bīdes spriegumu un ļauj nogulsnēm uzkrāties ātrāk.
Siltummainim ar tādu pašu virsmas laukumu, bet cauruļu attālums 1,8 reizes lielāks par caurules ārējo diametru, būtu lielāks apvalka diametrs, bet lielāks plūsmas ātrums starp caurulēm. Lielāks ātrums palielina bīdes spriegumu un samazina nogulšņu uzkrāšanās ātrumu, kas pagarina tīrīšanas intervālu.
Kā cauruļu atstatums ietekmē plūsmas sadalījumu
Cauruļu atstatums ietekmē ne tikai vidējo plūsmas ātrumu, bet arī plūsmas sadalījuma vienmērīgumu pa saišķi. Kompaktā komplektā plūsmai ir tendence apiet iekšējās caurules un koncentrēties perifērajā reģionā, kur plūsmas pretestība ir zemāka. Iekšējās caurules saņem mazāku plūsmu, kas samazina to siltuma pārnesi un palielina to jutīgumu pret piesārņojumu.
Plašā -sairā plūsma vienmērīgāk sadalās pa saiti, jo plūsmas pretestība ir vienmērīgāka. Visas caurules saņem atbilstošu plūsmu, un siltuma pārnese ir vienmērīgāka. Plašais atstatums arī ļauj plūsmai iekļūt saišķa iekšpusē, kas samazina stagnējošās zonas, kurās uzkrājas nogulsnes.
Plūsmas sadalījums ir īpaši svarīgs siltummaiņiem, kas darbojas tvertnēs ar dabisku konvekciju vai mērenu maisīšanu. Šajos lietojumos plūsmas ātrums ir zems, un cauruļu atstatumam ir liela ietekme uz plūsmas sadalījumu un piesārņojuma ātrumu.
Saistība starp cauruļu atstatumu un bīdes spriegumu
Bīdes spriegums pie caurules virsmas ir spēks, kas noņem nogulsnes un neļauj tiem uzkrāties. Bīdes spriegums ir proporcionāls šķidruma ātrumam kvadrātā un apgriezti proporcionāls caurules attālumam.
Noteiktam plūsmas ātrumam caur kūli, ātrums starp caurulēm ir apgriezti proporcionāls attālumam. Divkāršošana starp caurulēm samazina ātrumu uz pusi un samazina bīdes spriegumu četras reizes. Tas ir nozīmīgs efekts, un tas izskaidro, kāpēc kompaktie komplekti tiek bojāti ātrāk nekā plaši-atdalīti komplekti.
Bīdes spriegums ir atkarīgs arī no šķidruma īpašībām, jo īpaši no viskozitātes un blīvuma. Viskoziem šķidrumiem ātrums, kas nepieciešams, lai sasniegtu noteiktu bīdes spriegumu, ir lielāks nekā šķidrumiem ar zemu -viskozitāti. Tas nozīmē, ka viskoziem šķidrumiem ir nepieciešams lielāks attālums starp caurulēm, lai sasniegtu tādu pašu tīrīšanas intervālu.
Tīrīšanas biežuma un ekspluatācijas izmaksu noteikšana
Nākamajā tabulā ir apkopots tīrīšanas biežums un ikgadējās ekspluatācijas izmaksas dažādiem cauruļu atstatumiem PTFE siltummainī ar 20 m² virsmu, kas darbojas kalcija sulfāta -piesātinātā procesa plūsmā 60 grādu temperatūrā ar plūsmas ātrumu 30 m³/h.
| Cauruļu atstatums | Korpusa diametrs | Starp{0}}caurules ātrums | Bīdes stress | Tīrīšanas intervāls | Ikgadējās tīrīšanas | Ikgadējās tīrīšanas izmaksas | Gada ražošanas zaudējumu izmaksas | Kopējās gada izmaksas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,2 × OD | 250 mm | 0.8 m/s | Zems | 6-8 nedēļas | 7 | $10,500 | $16,800 | $27,300 |
| 1,4 × OD | 280 mm | 1.0 m/s | Mērens | 10-14 nedēļas | 4 | $6,000 | $9,600 | $15,600 |
| 1,5 × OD | 300 mm | 1.1 m/s | Mērens | 14-18 nedēļas | 3 | $4,500 | $7,200 | $11,700 |
| 1,8 × OD | 350 mm | 1.4 m/s | Augsts | 20-26 nedēļas | 2 | $3,000 | $4,800 | $7,800 |
| 2,0 × OD | 400 mm | 1.6 m/s | Augsts | 26-36 nedēļas | 1.5 | $2,250 | $3,600 | $5,850 |
| 2,5 × OD | 480 mm | 2.0 m/s | Ļoti augsts | 36-52 nedēļas | 1 | $1,500 | $2,400 | $3,900 |
Ikgadējās tīrīšanas izmaksas ir USD 1500 par vienu tīrīšanas pasākumu, ieskaitot darbu, ķīmiskās vielas un verifikāciju. Ikgadējās ražošanas zudumu izmaksas paredz ražošanas vērtību 400 USD stundā un tīrīšanas ilgumu 6 stundas vienam pasākumam.
Kapitāla izmaksu{0}}atlaide
Plašāks cauruļu atstatums palielina korpusa diametru un siltummaiņa kapitāla izmaksas. Kapitāla izmaksu pieaugums ir aptuveni 10–15%, ja attālums ir 1,5 × OD, 20–30%, ja attālums ir 1,8 × OD, un 35–50%, ja attālums ir 2,0 × OD, salīdzinot ar kompaktu komplektu.
Kompromiss{0}}notiek starp augstākām kapitāla izmaksām un zemākām gada ekspluatācijas izmaksām. Atstarpei 1,8 × OD ar kapitāla prēmiju 6000 USD un ikgadēju darbības izmaksu ietaupījumu USD 19 500, salīdzinot ar kompakto komplektu, atmaksāšanās periods ir aptuveni 4 mēneši. Atstarpei 1,5 × OD ar kapitāla prēmiju USD 3000 un ikgadējiem ietaupījumiem USD 15 600 apmērā atmaksāšanās periods ir aptuveni 2,5 mēneši.
Iekārtām ar augstu ražošanas vērtību, augstām tīrīšanas izmaksām vai augstu piesārņojuma līmeni atmaksāšanās periods ir īsāks. Tas ir ilgāks telpām ar zemu ražošanas vērtību vai zemu piesārņojuma līmeni.
Kad lielas atstarpes nav nepieciešamas
Plašs cauruļu atstatums nav nepieciešams visos lietojumos. Tīrām procesa plūsmām ar zemu piesārņojuma potenciālu kompaktais komplekts var būt piemērots, un papildu kapitāla izmaksas par plašu-atstarpi izvietoto komplektu var nebūt pamatotas.
Piesārņojuma potenciāls ir atkarīgs no procesa ķīmijas, temperatūras un suspendēto cietvielu klātbūtnes. Tīrām plūsmām ar zemu cietību un zemu suspendēto cieto vielu daudzumu ir zems piesārņojuma potenciāls. Plūsmām ar augstu cietību, augstu suspendēto vielu daudzumu vai augstu temperatūru ir augsts piesārņojuma potenciāls.
Caurules atstatums jāizvēlas, pamatojoties uz konkrētā procesa piesārņojuma potenciālu. Vienkāršs noteikums ir izmantot atstarpi 1,5 × OD mazas -piesārņojuma gadījumā, 1,8 × OD mērenas -piesārņojuma gadījumā un 2,0 × OD vai lielāku, ja ir liels-piesārņojums.
Citi faktori, kas ietekmē tīrīšanas biežumu
Vairāki citi faktori ietekmē tīrīšanas biežumu, un šie faktori mijiedarbojas ar cauruļu attālumu.
Plūsmas ātrums.Lielāks plūsmas ātrums palielina bīdes spriegumu un samazina piesārņojuma ātrumu. Plūsmas ātrumu var palielināt, izmantojot lielāku sūkni vai samazinot paralēlo cauruļu skaitu.
Virsmas apdare.Gludāka caurules virsma samazina nosēdumu saķeri un atvieglo tīrīšanu. Caurules virsmai nevajadzētu būt skrāpējumiem vai defektiem, kas varētu nodrošināt kodolu veidošanās vietas.
Ķīmiskā apstrāde.Pievienojot procesa plūsmai katlakmens inhibitoru vai disperģētāju, tiek samazināts piesārņojuma līmenis. Ķīmiskajai apstrādei jābūt saderīgai ar procesa ķīmiju.
Temperatūras kontrole.Procesa temperatūras pazemināšana samazina piesārņojuma ātrumu no temperatūras{0}}atkarīgām nogulsnēm, piemēram, kalcija sulfāta. Temperatūra jāuztur zemākajā vērtībā, kas nodrošina pieņemamu procesa veiktspēju.
Tīrīšanas metode.Efektīvāka tīrīšanas metode, piemēram, -ķīmiskā tīrīšana uz vietas vai augsts{1}spiediena ūdens strūkla, var pagarināt tīrīšanas intervālu. Tīrīšanas metode jāizvēlas, pamatojoties uz depozīta veidu un siltummaiņa konstrukciju.
Dizaina funkcijas, kas atbalsta lielas atstarpes
Vairāki dizaina elementi atbalsta plašu cauruļu atstarpi un samazina tīrīšanas biežumu.
Lielāks apvalka diametrs.Lielāks korpusa diametrs nodrošina plašāku cauruļu atstarpi. Korpusa diametrs jānorāda, pamatojoties uz nepieciešamo cauruļu atstarpi, nevis minimālo, kas atbilst cauruļu saišķim.
Plūsmas sadales galvene.Plūsmas sadales galvene nodrošina, ka plūsma tiek vienmērīgi sadalīta pa komplektu, tādējādi novēršot lokalizētas zema ātruma zonas, kurās uzkrājas nogulsnes.
Noņemams cauruļu saišķis.Noņemams cauruļu komplekts ļauj tīrīt siltummaini ārpus procesa līnijas, kas samazina dīkstāves laiku un ļauj veikt rūpīgāku tīrīšanu.
Ieviesiet-tīrīšanas noteikumus.Savienojumi tīrīšanas šķīduma padevei un atgriešanai ļauj tīrīt siltummaini bez demontāžas, kas samazina dīkstāves laiku un tīrīšanas izmaksas.
Spiediena krituma uzraudzība.Spiediena krituma sensori pāri siltummainim ļauj nepārtraukti uzraudzīt piesārņojuma ātrumu, kas ļauj ieplānot tīrīšanu, pirms spiediena kritums sasniedz robežu.
Specifikācijas parametri optimālam cauruļu atstatumam
Iekārtu inženieriem, kuri norāda PTFE siltummaini, lai nodrošinātu piesārņojumu{0}}novērošanu, ar piegādātāju jāapstiprina tālāk norādītie parametri.
Netīrumu potenciāls.Norādiet procesa plūsmas piesārņojuma potenciālu, pamatojoties uz ķīmisko sastāvu, temperatūru un suspendēto cietvielu saturu.
Cauruļu atstatums.Norādiet cauruļu attālumu, pamatojoties uz piesārņojuma potenciālu. Ieteicamais attālums ir 1,5–2,0 × OD, lai veiktu mērenu vai lielu piesārņojumu.
Korpusa diametrs.Norādiet korpusa diametru, kas nepieciešams, lai pielāgotos cauruļu atstatumam.
Plūsmas ātrums.Norādiet minimālo ātrumu starp{0}}caurulēm. Piesārņojuma novēršanai ieteicams izmantot ātrumu 1,0–1,5 m/s.
Plūsmas sadalījums.Norādiet plūsmas sadales galveni, lai nodrošinātu vienmērīgu plūsmu visā komplektā.
Tīrīšanas noteikumi.Norādiet savienojumus un vārstus, kas nepieciešami tīrīšanai uz vietas.
Spiediena krituma uzraudzība.Norādiet spiediena krituma sensorus un uzraudzības metodi piesārņojuma ātruma izsekošanai.
Tīrīšanas metode.Norādiet tīrīšanas metodi un nepieciešamās ķīmiskās vielas. Tīrīšanas metodei jābūt saderīgai ar caurules materiālu un procesa ķīmiju.
Cauruļu attāluma pielāgošana piesārņojuma pakalpojumam
PTFE siltummaiņa cauruļu atstatums ietekmē plūsmas ātrumu starp caurulēm, bīdes spriegumu caurules virsmā un nogulšņu uzkrāšanās ātrumu. Lielāks atstatums palielina plūsmas ātrumu un bīdes spriegumu, kas samazina piesārņojuma ātrumu un pagarina tīrīšanas intervālu. Ikgadējie ekspluatācijas izmaksu ietaupījumi no lielāka attāluma var kompensēt augstākās kapitāla izmaksas 2–6 mēnešu laikā, veicot mērenu vai augstu piesārņojumu.
Caurules atstatums jāizvēlas, pamatojoties uz konkrētā procesa piesārņojuma potenciālu, nevis minimālo, kas atbilst vajadzīgajam virsmas laukumam. Vienkāršs noteikums ir izmantot atstarpi 1,5 × OD mazas -piesārņojuma gadījumā, 1,8 × OD mērenas -piesārņojuma gadījumā un 2,0 × OD vai lielāku, ja ir liels-piesārņojums.
Ķīmiskās apstrādes iekārtām, kas novērtē PTFE siltummaiņa iespējas, cauruļu atstatums ir jānorāda iepirkuma dokumentos un jāapstiprina ražotājam. Ražotāja noklusējuma atstatums var būt pārāk kompakts konkrētajam procesam, un no tā izrietošās piesārņojuma un tīrīšanas izmaksas var pārsniegt kapitāla izmaksu ietaupījumu.
Iekārtu inženieri un iepirkumu speciālisti, kas novērtē PTFE siltummaiņa specifikācijas pakalpojumam, kuram ir tendence uz netīrumiem,{0}}var pieprasīt projekta pārskatīšanu, kas aptver cauruļu attālumu, apvalka diametru, plūsmas ātrumu, plūsmas sadalījumu, tīrīšanas noteikumus un spiediena krituma uzraudzību, lai pārliecinātos, ka iekārta atbilst faktiskajiem piesārņojuma parametriem un objekta ekspluatācijas izmaksu struktūrai.
